Тепловой расчет закрытого роторного смесителя

При работе роторных смесителей может, в зависимости от решаемой задачи, использоваться либо режим обогрева, либо режим охлаждения смесительной камеры.

Так как поверхность теплообмена определяется конструкцией основных узлов смесителя, то тепловой расчет для этих смесителей носит лишь проверочный характер. Ниже рассматривается вариант охлаждения смесительной камеры.

В качестве допущения принимаем, что, во-первых, интенсивность выделения тепловой энергии неизменна в течение всего цикла смешения, а вовторых, смешение происходит при постоянной скорости вращения роторов. Таким образом, режим теплообмена можно считать стационарным.

Весь цикл смешения разбивается на п одинаковых отрезков времени Д г. = 20 ч- 30 с.

Тогда температура смеси в конце /-го участка отрезка времени может быть рассчитана по уравнению.

где Q_m — количество тепла, выделяемого за отрезок времениДг,; Q_OTH — количество тепла, отведенного из смеси за отрезок времени Дг,; С_си — удельная теплоемкость смеси; м_си — масса смеси.

где к — средний коэффициент теплопередачи от смеси к воде; F — суммарная площадь теплообмена в смесителе; Т_в, Т_си — средняя арифметическая температура воды и смеси соответственно за отрезок времениДг.

Подставив в эти уравнения средние значения температуры воды и смеси и раскрыв температуру воды через ее теплофизические параметры, получим уравнение:

где t_BH — начальная температура воды; М_в — расход воды за время дг,; С_в — удельная теплоемкость воды.

Это уравнение, если обозначить первый многочлен буквой Л, а второй многочлен — буквой В, для первого отрезка времени имеет вид:

где t_cu" - начальная температура смеси.

Для второго отрезка времени.

Для третьего отрезка времени.

Проанализировав и обобщив три последние уравнения получим в общем виде.

Наибольшие сложности в данной методике вызывает определение коэффициента теплопередачи для реального процесса.