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纺纱箱体的优化加热系统设计

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:纺丝箱体的加热系统一般可分为加热装置和保温装置。电热棒的加热功率需通过热平衡计算确定。图1-3纺丝箱体加热功率分配图NZ—基本加热NF—辅助加热ND—调节加热相关计算如下。为保持熔体温度,热源供给的热能与熔体耗散的能量和箱体向外部环境辐射的能量需达到平衡。式中传热系数K1可用实验方法确定。

纺纱箱体的优化加热系统设计

纺丝箱体的加热系统一般可分为加热装置和保温装置。加热装置的加热方式主要有两种:一种采用电热棒进行加热,箱内加入占箱体容积1/2~2/3 的联苯混合物(联苯26.5%,联苯醚73.5%),加热的联苯混合物作为热载体,呈气液共存状态,箱体的热量散失由电热棒加热补充;另一种是将联苯蒸气通入纺丝箱体循环加热,箱体绝热层是纺丝箱体的主要保温装置,防止箱体热量流失。

电热棒的加热控制:为加热均匀和便于调节,电热棒在箱体内往往按组排列,其形式如图1-3 所示,每组电热棒分成基本加热(等于或大于正常加热功率)、辅助加热(与基本加热功率之和等于大于升温加热功率)和调节加热(一般取0.25~1 倍基本加热功率)并分别加以控制,从而确保箱体内熔体温度均匀。电热棒的加热功率需通过热平衡计算确定。

图1-3 纺丝箱体加热功率分配图

NZ—基本加热 NF—辅助加热 ND—调节加热(www.xing528.com)

相关计算如下。

(1)热平衡。为保持熔体温度,热源供给的热能与熔体耗散的能量和箱体向外部环境辐射的能量需达到平衡。能量平衡方程见表1-2 中式(1-7)。式中传热系数K1可用实验方法确定。不能进行实验时,且温度在50~300℃之间,可按经验公式估算,计算公式见表1-2 中式(1-9)。

(2)纺丝箱体的保温层计算、校核。保温层传热过程可简化为多层串联平壁一维稳定热传导模型,通过保温层传导的热量可按表1-2 中式(1-11)计算,壁温验算公式见表1-2 中式(1-12),最小保温层厚度计算公式见表1-2 中式(1-13),最后将保温层厚度圆整成合适厚度。

表1-2 壁温验算公式

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