سلام! بهعنوان تامینکننده کورههای چرخ دستی، اغلب از من سؤال میشود که چگونه بازده حرارتی این پسران بد را اندازهگیری کنم. این یک جنبه بسیار مهم است، به خصوص اگر به دنبال بهینه سازی عملیات خود و صرفه جویی در هزینه های انرژی هستید. بنابراین، بیایید درست شیرجه بزنیم و آن را تجزیه کنیم.
اول از همه، بازده حرارتی دقیقا چیست؟ به عبارت ساده، نسبت گرمای مفید یک کوره به کل انرژی ورودی است. هر چه این نسبت بیشتر باشد، کوره شما کارایی بیشتری دارد. و این بدان معناست که انرژی کمتری هدر می رود و پول بیشتری در جیب شماست.
آشنایی با اصول کوره های چرخ دستی
قبل از اینکه وارد مرحله ریز اندازه گیری راندمان حرارتی شویم، اجازه دهید به سرعت به این موضوع بپردازیم که کوره های چرخ دستی چیست. کوره های چرخ دستی قطعات همه کاره تجهیزاتی هستند که در صنایع مختلف مانند آهنگری، عملیات حرارتی و فلزکاری مورد استفاده قرار می گیرند. آنها انواع مختلفی دارند، مانندکوره آهنگری نوع چرخ دستی،کوره چرخ دستی بزرگ، وکوره چرخ دستی دو درب. هر نوع دارای ویژگی ها و کاربردهای منحصر به فرد خود است، اما همه آنها در هدف مشترک گرم کردن مواد به طور موثر مشترک هستند.
اندازه گیری انرژی ورودی
اولین گام در اندازه گیری بازده حرارتی، محاسبه کل انرژی ورودی است. این معمولاً از منبع سوخت می آید که می تواند گاز طبیعی، برق یا نفت باشد.
برای کوره های واگن برقی گازی
اگر کوره چرخ دستی شما با گاز طبیعی کار می کند، باید حجم گاز مصرف شده را در یک دوره خاص اندازه گیری کنید. برای این کار می توانید از کنتور گاز استفاده کنید. هنگامی که حجم را دانستید، می توانید آن را با استفاده از مقدار گرمایش گاز به واحدهای انرژی (معمولاً در ژول یا واحدهای حرارتی بریتانیا - BTU) تبدیل کنید. مقدار گرمایش مقدار انرژی آزاد شده هنگام سوختن کامل یک واحد حجم گاز است.
به عنوان مثال، اگر کنتور گاز شما نشان می دهد که کوره شما در یک ساعت 100 متر مکعب گاز طبیعی مصرف کرده است و مقدار گرمایش گاز طبیعی 38 مگاژول در هر متر مکعب است، انرژی ورودی در یک ساعت 100 x 38 = 3800 مگاژول است.
برای کوره های چرخ دستی برقی
برای کوره های الکتریکی، کمی ساده تر است. شما فقط نیاز به اندازه گیری مصرف برق دارید. برای ثبت انرژی مصرف شده بر حسب کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) می توانید از یک وات ساعت متر استفاده کنید. اگر کوره شما با توان 50 کیلووات به مدت 2 ساعت کار کند، انرژی ورودی 50 x 2 = 100 کیلووات ساعت است. برای تبدیل کیلووات ساعت به ژول، می توانید از ضریب تبدیل استفاده کنید: 1 کیلووات ساعت = 3.6 میلیون ژول. بنابراین، 100 کیلووات ساعت برابر است با 100 x 3.6 میلیون = 360 میلیون ژول.
اندازه گیری خروجی گرمای مفید
مرحله بعدی تعیین میزان گرمای مفید است. این مقدار گرمایی است که در واقع برای گرم کردن موادی که در حال پردازش در کوره هستید می رود.
اندازه گیری تغییر دما
یکی از راههای اندازهگیری خروجی گرمای مفید، اندازهگیری تغییر دمای مواد است. شما باید جرم ماده، ظرفیت گرمایی ویژه آن و دمای اولیه و نهایی را بدانید.
ظرفیت گرمایی ویژه مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یک واحد جرم یک ماده به میزان یک درجه سانتیگراد است. به عنوان مثال، ظرفیت گرمایی ویژه فولاد حدود 0.46 کیلوژول بر کیلوگرم بر درجه سانتیگراد است.
فرض کنید 500 کیلوگرم فولاد را در کوره چرخ دستی خود گرم می کنید. دمای اولیه فولاد 20 درجه سانتی گراد است و شما آن را تا 800 درجه سانتی گراد گرم می کنید. با استفاده از فرمول Q = mxcx ΔT (که در آن Q انرژی گرمایی، m جرم، c ظرفیت گرمایی ویژه و ΔT تغییر دما است)، می توانیم گرمای خروجی مفید را محاسبه کنیم.
ΔT = 800 - 20 = 780 درجه سانتیگراد
متر = 500 کیلوگرم
c = 0.46 کیلوژول بر کیلوگرم درجه سانتیگراد
Q = 500 x 0.46 x 780 = 179400 کیلوژول
حسابداری تلفات حرارتی
با این حال، در سناریوهای دنیای واقعی، همیشه تلفات حرارتی وجود دارد. گرما می تواند از طریق دیواره های کوره، چرخ دستی، و از طریق دهانه ها هنگام بارگیری و تخلیه مواد از بین برود. برای به دست آوردن اندازه گیری دقیق تر از خروجی گرمای مفید، باید این تلفات را در نظر بگیرید.
یکی از راههای تخمین تلفات حرارتی، اندازهگیری دمای دیوارههای کوره و محیط اطراف آن است. برای اندازه گیری دمای سطح دیوارها می توانید از دماسنج های مادون قرمز استفاده کنید. هر چه اختلاف دما بین دیوارها و محیط بیشتر باشد، گرمای بیشتری از دست می رود.
محاسبه بازده حرارتی
پس از دریافت انرژی ورودی و خروجی گرمای مفید، می توانید بازده حرارتی را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنید:
راندمان حرارتی (%) = (خروجی گرمای مفید / ورودی انرژی) x 100
فرض کنید برای مثال قبلی، انرژی ورودی از کوره گاز سوز 3800 مگاژول (یا 3800000 کیلوژول) و خروجی گرمای مفید 179400 کیلوژول بود.
راندمان حرارتی = (179400 / 3800000) x 100 ≈ 4.72٪
این ممکن است کم به نظر برسد، اما به یاد داشته باشید، ما باید با کاهش تلفات حرارتی و بهینه سازی عملکرد کوره، راندمان را بهبود بخشیم.
نکاتی برای بهبود راندمان حرارتی
- عایق: مطمئن شوید که کوره شما به خوبی عایق بندی شده است. عایق خوب باعث کاهش تلفات حرارتی از طریق دیوارها می شود. می توانید از مواد عایق با کیفیت بالا مانند پتوهای الیاف سرامیکی استفاده کنید.
- آب بندی: وجود شکاف یا نشتی در درب های کوره و منافذ دیگر را بررسی کنید. مهر و موم محکم از خروج هوای گرم و ورود هوای سرد جلوگیری می کند.
- بارگذاری مناسب: برای اطمینان از گرمایش یکنواخت، مواد را به صورت سازماندهی شده در کوره قرار دهید. این امر زمان و انرژی لازم برای رسیدن به دمای مطلوب را کاهش می دهد.
چرا اندازه گیری راندمان حرارتی مهم است؟
اندازه گیری راندمان حرارتی کوره ترولی فقط صرفه جویی در مصرف انرژی نیست. همچنین تاثیر بسزایی در کیفیت محصولات شما دارد. یک کوره کارآمدتر می تواند مواد را به طور یکنواخت گرم کند و در نتیجه محصولات با کیفیت بهتر و عیب کمتری تولید شود.
علاوه بر این، در دنیای امروزی که نسبت به محیط زیست آگاه است، کاهش مصرف انرژی نه تنها برای درآمد شما مفید است، بلکه برای کره زمین نیز مفید است. با بهینه سازی راندمان حرارتی کوره خود، سهم خود را در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای انجام می دهید.
نتیجه گیری
بنابراین، شما آن را دارید - یک راهنمای جامع در مورد چگونگی اندازه گیری راندمان حرارتی یک کوره چرخ دستی. ممکن است کار زیادی به نظر برسد، اما مزایای آن ارزشش را دارد. اگر به دنبال یک کوره ترولی جدید هستید یا به دنبال ارتقاء کوره فعلی خود هستید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم کارشناسان ما می توانند به شما در انتخاب کوره مناسب برای نیازهای خود و اطمینان از عملکرد در اوج راندمان کمک کنند.
اگر سوالی دارید یا علاقه مند به خرید یک کوره ترولی هستید، در تماس باشید. ما مشتاق هستیم تا گفتگو را شروع کنیم و به شما کمک کنیم راه حل مناسبی برای کسب و کار خود پیدا کنید.
مراجع
- Incropera، FP، و DeWitt، DP (2002). مبانی انتقال حرارت و جرم جان وایلی و پسران
- هولمن، جی پی (2002). انتقال حرارت مک گراو - هیل.
