Подогрева окислителя

Температура и давление прессования зависят от вида перерабатываемого материала, формы и размеров изготовляемой детали. Время выдержки под прессом зависит от скорости отверждения и толщины прессуемой детали. Для большинства реактопластов время выдержки выбирают из расчета 0,5—2 мин на 1 мм толщины стенки. Технологическое время может быть сокращено вследствие предварительного подогрева материала в специальных шкафах. Давление зависит от текучести пресс-материала, скорости отверждения, толщины прессуемых деталей и других факторов.

Сталь 20. Повышение погонной энергии приводит к улучшению хладоетойкоети «разупрочненной» зоны. Ее пор'ог хладноломкости становится ниже —60°С при погонной энергии сварки больше 4700 кал/см (рис 26, б). Равные или лучшие по сравнению с участками основного металла характеристики металла шва по хладостойкости получаются: при сварке электродами УОНИ 13/55 при погонной энергии сварки от 4700 до 5200 кал/см (желательно использовать электроды, подвергнутые прокаливанию при 350°С в течение часа); при сварке электродами М.Р-3, 'прокаленными при 120°С в течение 3 ч, без предварительного подогрева материала.

Достоинствами а-сплавов являются их отличная свариваемость плавлением, хорошая пластичность и высокая прочность при криогенных температурах (вплоть до температуры жидкого водорода), нечувствительность к упрочняющей термической обработке и сравнительно высокое сопротивление ползучести. Недостатком а-сплавов (за исключением нелегированного титана) является низкая технологическая пластичность при комнатной температуре, что затрудняет прокатку тонких листов и требует подогрева материала и инструмента при листовой штамповке.

Фиг. 13. Схема процесса инжекционного прессования, допускающего использование обычных прессматериалов: ; _ бункер; 2 - цилиндр; 3 — поршень; 4 — ленточные нагревательные пояса для подогрева материала; 5 — термопары терморегуляторов; б — обойма сопла; 7 — трубопровод для охлаждения сопла; 8 — прессформа; 9 — каналы для нагревания прессформы.

При температурах подогрева материала выше 100—150°С вследствие обратного отражения лучистого потока использование уравнения (10-126) может дать значительную ошибку. В этом случае количество тепла, передаваемое излучением, может быть определено по уравнению

Кузов полуприцепа - цистерна круглого сечения, теплоизолированная минеральным волокном, горизонтального расположения с небольшим наклоном назад, с системой налива и опорожнения емкости наливом, самотеком или битумным насосом, имеет систему подогрева материала в цистерне дизельными горелками через П-образные трубы; горловина для наполнения емкости - с защитным сетчатым фильтром и лабиринтным вентиляционным клапаном для выравнивания давления.

Кузов автомобиля - цистерна термоизолированная, горизонтального расположения, с системой налива и опорожнения емкости наливом, самотеком или битумным насосом, имеет систему подогрева материала в цистерне стационарными горелками на дизельном топливе; распределитель битума циркулярного типа с запорными соплами.

Кузов полуприцепа - цистерна термоизолированная, горизонтального расположения с небольшим наклоном назад, с системой налива и опорожнения емкости наливом, самотеком или битумным насосом, имеет систему подогрева материала в цистерне стационарными горелками на дизельном топливе.

Температура и давление прессования зависят от вида перерабатываемого материала, формы и размеров изготовляемой детали. Время выдержки под прессом зависит от скорости отверждения и толщины прессуемой детали. Для большинства реактопластов время выдержки выбирают из расчета 0,5 ... 2 мин на 1 мм толщины стенки. Технологическое время может быть сокращено вследствие предварительного подогрева материала в специальных шкафах. Давление зависит от текучести пресс-материала, скорости отверждения, толщины прессуемых деталей и других факторов.

Прессование является одной из самых распространенных операций в технологии переработки пластических масс. Если рассматривать прессование только порошковых дисперсных материалов, то можно констатировать, что используются два его вида: 1) прямое (компрессионное) прессование пресс — порошков в изделия; 2) таблетирование с целью облегчения операций дозирования и предварительного подогрева материала перед прессованием изделий.

В Институте высоких температур АН СССР созданы две опытные МГД-установки; УО-2 проектной мощностью 200 кВт и У-25 проектной мощностью 20,4 МВт. Последняя установка в течение 250 ч развивала мощность 10 МВт. В настоящее время в Рязани начато сооружение энергетического МГД блока мощностью 500 МВт. Основные трудности, стоящие на пути создания МГД-электростанций, заключаются в необходимости подогрева окислителя (обогащенного кислородом воздуха) до высокой (2200 К) температуры, а также в необходимости иметь весьма жаропрочные, работающие при высоких температурах электроды, обладающие в то же время хорошей электропроводностью. Большие трудности связаны также с решением вопроса улавливания ионизирующих присадок.

В настоящее время еще не существует окончательных технических решений для высокотемпературного подогревателя окислителя [119]. Очевидно, это будет аппарат с ограниченной температурой подогрева окислителя. Поэтому возникает необходимость Для первоочередных комбинированных установок включать в схему кислородную станцию.

В зависимости от вида и особенностей технологической схемы математическая модель комбинированной энергетической установки с МГД-генератором включает 35—40 элементов оборудования и соответствующее число связей между ними. При этом описывается взаимосвязь 210—220 параметров. Исходная информация достигает 160—170 величин и более 2. В качестве основных независимых параметров схемы комбинированной установки (кроме указанных ранее параметров для отдельных элементов и рабочих тел) приняты следующие: температура подогрева окислителя Ток (или концентрация кислорода в нем Со2), статическая температура рабочего тела перед каналом МГД-генератора ?\, скалярная электропроводность в конце канала о"о2, давление за диффузором р2д> расход первичного пара на турбину 6?1Ц, температура уходящих газов из парогенератора Гу.г- Выбор этих параметров во многом определяет порядок расчета технологической схемы установки.

Расчеты были выполнены при следующих условиях: температура подогрева окислителя Ток = 850; 1200; 1500° С; концентрация кислорода в окислителе Сог = 23,15; 35; 50 вес. %; величина конечной проводимости 002 = 0,5; 1; 2; 4; 6 мо!м.

Результаты исследования термодинамической эффективности комбинированных установок с МГД-генераторами открытого цикла приведены на рис. 5.11, а, б. В целях сопоставления выбран базовый вариант исходных данных в двух видах: без ограничения температуры подогрева окислителя и с ограничением (по условиям работы высокотемпературного подогревателя). Основные исходные и расчетные значения параметров для базового варианта комбинированной энергетической установки с МГД-гене-ратором (а — с ограничением температуры подогрева окислителя; б — без ограничения) следующие:

Как и в предыдущем примере, на выбранных для обсуждения зависимостях (см. рис. 5.11) можно проследить влияние ограничений по длине канала на выбор Оо2- Характерно, что с увеличением В область допустимых значений 002 сужается и смещается в сторону меньших величин. Снижение температуры подогрева окислителя от теоретически необходимого уровня ('— 1550° С) до реально возможного (-~ 800° С) приводит к необходимости обогащения окислителя кислородом до 34% и к снижению тепловой экономичности установки примерно на 10%.

По аналогии на рис. 5.11, б показаны зоны возможных значений т]ус? и X между кривыми а — Ъ и с — d соответственно. Оптимальная величина К явно лежит в области значений 0,7 — 0,8. По тепловой экономичности оптимум находится ближе к 0,8, а по длине канала — ближе к 0,7. При ограниченной температуре подогрева окислителя экстремальный характер зависимости т]Уст проявляется более резко. Окончательный выбор оптимального значения К возможен только с привлечением технико-экономического критерия.

Использование высокоподогретого жидкого топлива требует и подогрева окислителя до такой же температуры; в противном случае интенсификации процесса достигнуто не будет. В целом предварительный подогрев окислителя (главным образом путем использования тепла уходящих газов) не только повышает к.п.д. агрегата, но и вследствие значительного повышения энтальпии всей системы снижает отвод тепла из зоны горения на тепловую подготовку горючей смеси от температуры входа в камеру горения до температуры воспламенения. Это легко проследить, если обратиться к уравнению распределения температур по длине зоны горения, вытекающему из уравнения переноса энергии:

Изучено влияние предварительного подогрева жидкого топлива на процесс его горения и переработки. Показано, что положительное влияние такого подогрева заключается в интенсификации указанных процессов вследствие исключения фазы испарения капель жидких топлив, а также более полного смешения паров топлива с окислителем, обеспечивающего гомогенное горение. Определена максимальная температура подогрева тяжелых и средних углеводородов (670— 700° К), но только при условии поддержания давления в пределах 25—30 ата. При тех же условиях температура подогрева водонефтяных эмульсий при влажности 40 — 50% составляет 850° К- Предварительный подогрев одного только топлива без предварительного подогрева окислителя может не дать большого положительного эффекта, напротив, подогрев окислителя еще более интенсифицирует процесс. В целом предварительный подогрев топлив и окислителя (воздуха) повышает к. п. д. камер сгорания и топок.

Эксергетический анализ теплотехнологического процесса указывает, например, на пути повышения его термодинамической эффективности. Так, повышение температуры подогрева окислителя, а также подогрев газообразного топлива ведут к повышению температуры продуктов сгорания, вследствие чего снижаются потери эксергии от необратимости процесса горения. Повышение параметров вырабатываемого в ЭТА пара способствует уменьшению потерь от неравновесного теплообмена.

В рассмотренном циклонном ЭТА, разработанном более 20 лет назад МЭИ, НИУИФ, НПО ЦКТИ, БЗЭМ и др., регенерация теплоты отходящих газов технологическому процессу незначительна - около 18-20 %, что обеспечивает подогрев воздуха до 350—400 °С. Это приводит к повышенным удельным расходам топлива — около 0,5 т условного топлива на 1 т продукта. Возможности дальнейшего повышения технологической и энергетической эффективности гидротермической переработки природных фосфатов со значительным сокращением расхода топлива открываются при развитии регенерации теплоты отходящих газов для высокотемпературного подогрева окислителя, нагрева сырья, топлива, а также при применении дутья, обогащенного кислородом. Работы в указанном направлении, а также по совершенствованию конструктивных схем этих ЭТА проводятся.