Bilans papierni
Dane nr 3

Martyna Ulikowska
Przemysław Wojciechowski
Karolina Żegiestowska

Jednostki

m

1

:=

g

1

:=

kg

10

3

g



:=

C

1

:=

MPa

1

:=

kJ

1

:=

K

1

:=

s

1

:=

kW

1

:=

Dane

gramatura papieru

gp

70

g

m

2

:=

prędkość taśmy papieru

vr

10

m

s

:=

szerokość taśmy

b0

6.5m

:=

suchość początkowa wstęgi

S1

35%

:=

wilgotność początkowa wstęgi

w1

65%

:=

suchość końcowa wstęgi

S2

95%

:=

wilgotność końcowa wstęgi

w2

5%

:=

temperatura papieru przed suszarnią

tpa1

16C

:=

temperatura powietrza dolotowego zimnego

tp1

10C

:=

wilgotność względna powietrza świeżego

ϕ1

40%

:=

temperatura powietrza za rekuperatorem

tp2

33C

:=

temperatura powietrza zużywanego przed suszarnią

tp3

58C

:=

wilgotność powietrza opuszaczającego suszarnię

ϕ2

85%

:=

temperatura pary wodnej

tpw

153C

:=

ciśnienie pary wodnej

ppw

0.1MPa

:=

ciepło właściwe papieru suchego

cps

1.549

kJ

kg K



:=

ciepło wałściwe powierza

cp

1.008

kJ

kg K



:=

ciepło właściwe wody

cw

4.186

kJ

kg K



:=

ciśnienie nasycenia pary wodnej

pn_pw

0.532MPa

:=

Obliczenia podstawowe:

Strumień masy papieru:

mp

vr b0



gp

1000



4.55

g

s



=

:=

Wilgotność bezwzględna:

X1

0.622

ϕ1 pn_pw



ppw ϕ1 pn_pw



+



100



42.315

=

:=

X2

0.622

ϕ2 pn_pw



ppw ϕ2 pn_pw



+



100



50.936

=

:=

Ilość powietrza suchego potrzebna do odparowania 1kg papieru

ls

w1 w2

-

X2 X1

-

6.96

10

5

-



kg

s



=

:=

Zapotrzebowanie powietrza na wsuszenie papieru:

Ls

mp ls



3.167

10

4

-



kg

s



=

:=

Zapotrzebowanie powietrza potrzebnego w procesie suszenia:

Lw

Ls 1

X1

100

+















4.507

10

4

-



kg

s



=

:=

I Obliczenia komory suszarniczej:

Strumień ciepła wprowadzony z wstęgą wilgotną:

Qpa1

1

w1

-

(

)

mp



cps



tpa1



w1 mp



cw



tpa1



+

0.238 kW



=

:=

Strumień ciepła wprowadzonego z powietrzem:

Qp3

Ls cp



tp3



X1 Ls



cw



tp3



+

3.272 kW



=

:=

Strumień strat ciepła przy założeniu sprawności:

ηs

0.9

:=

Qr1

1

ηs

-

(

)

Qpa1 Qp3

+

(

)



0.351 kW



=

:=

Zakładamy że t

pa2

=t

4

=t

x

tx

Qpa1 Qp3

+

Qr1

-

1

w2

-

(

)

mp



cps



w2 mp



cw



+





Ls cp



X2 Ls



cw



+

(

)

+

41.841 C



=

:=

tpa2

tx

:=

tp4

tx

:=

Strumień ciepła odprowadzonego z papierem suchym:

Qpa2

1

w2

-

(

)

mp



cps



tpa2



w2 mp



cw



tpa2



+

0.32 kW



=

:=

Strumień cieła odprowadzony z powietrzem wilgotnym:

Qp4

Ls cp



tp4



X2 Ls



cw



tp4



+

2.838 kW



=

:=

Sprawdzanie bilansu:

L

Qpa1 Qp3

+

:=

P

Qpa2 Qpa1

+

Qr1

+

:=

Sprawdzenie

L

P

-

2.601 kW



=

:=

Ciepło doprowadzone:

Qdsusz

Qpa1 Qp3

+

3.509

=

:=

Strumień ciepła wprowadzony z wstęgą wilgotną:

Qpa1

Qdsusz

100



6.769

=

Strumień ciepła wprowadzony z powietrzem:

Qp3

Qdsusz

100



93.231

=

Strumień ciepła odprowadzony z papierem suchym:

Qpa2

Qdsusz

100



9.118

=

Strumień ciepła odprowadzony z powietrzem wilgotnym:

Qp4

Qdsusz

100



80.882

=

Strumień strat ciepła:

Qr1

Qdsusz

100



10

=

II Rekuperator

Qp1 Qp4

+

Qp2 Qp5

+

Qr2

+

=

Qp1

Ls cp



tp1



X1 Ls



cw



tp1



+

0.564 kW



=

:=

przy założeniu:

ηr

0.97

:=

Qr2 0.03 Qd



=

Qr2

0.03 Qp1 Qp4

+

(

)



0.102 kW



=

:=

Qp2

Ls cp



tp2



X1 Ls



cw



tp2



+

1.862 kW



=

:=

Qp5

Qp1 Qp4

+

Qp2

-

Qr2

-

1.439 kW



=

:=

Qp5 Ls cp



tp5



X2 Ls



cw



tp5



+

=

tp5

Qp5

Ls cp



X2 Ls



cw



+

21.211 C



=

:=

ciepło doprowadzone:

Qd_rek

Qp1 Qp4

+

3.403 kW



=

:=

strumień ciepła wprowadzony z powietrzem zimnym:

Qp1 0.564

=

kW

Qp1

Qd_rek

100



16.579

=

%

strumień ciepła wprowadzony z powietrzem wilgotnym:

Qp4 2.838

=

kW

Qp4

Qd_rek

100



83.421

=

%

strumień ciepła odprowadzony z powietrzem za rekuperatorem:

Qp2 1.862

=

kW

Qp2

Qd_rek

100



54.711

=

%

strumień ciepła odpowadzony z powietrzem odlotowym:

Qp5 1.439

=

kW

Qp5

Qd_rek

100



42.289

=

%

strumień strat ciepła:

Qr2 0.102

=

kW

Qr2

Qd_rek

100



3

=

%

III Podgrzewacz powietrza

Qp2 Qpw

+

Qp3 Qkond

+

Qr3

+

=

ΔQpw

Qp3 Qp2

-

1.41 kW



=

:=

zakłożono

Qr3 0.03 ΔQpw



=

Qr3

0.03

ΔQpw



0.042 kW



=

:=

ΔQpr Qpw Qkond

-

=

ΔQpw Qr3

+

=

ΔQpr

ΔQpw Qr3

+

1.453 kW



=

:=

Qpw mpw i

=

Qkond mpw cw



tpw



=

ΔQpr Qpw Qkond

-

=

mpw i cw tpw



-

(

)



=

i

2300

kJ

kg

:=

mpw

ΔQpr

i

cw tpw



-

(

)

8.753

10

4

-



kg

s



=

:=

Qpw

mpw i 2.013 kW



=

:=

Qkond

mpw cw



tpw



0.561 kW



=

:=

sprawdzenie bilansu:

L

P

=

L

Qp2 Qpw

+

3.875 kW



=

:=

P

Qp3 Qkond

+

Qr3

+

3.875 kW



=

:=

ciepło doprowadzone:

Qd_ppow

Qp2 Qpw

+

3.875 kW



=

:=

strumień ciepła wprowadzony z powietrzem z rekuperatora

Qp2 1.862 kW



=

Qp2

Qd_ppow

48.044 %



=

strumień ciepła wprowadzony z parą wodną:

Qpw 2.013 kW



=

Qpw

Qd_ppow

51.956 %



=

Strumień ciepła odprowadzony z powietrzem:

Qp3 3.272 kW



=

Qp3

Qd_ppow

84.44 %



=

Strumień ciepła odprowadzony z kondensatem:

Qkond 0.561 kW



=

Qkond

Qd_ppow

14.468 %



=

Strumień strat ciepła:

Qr3 0.042 kW



=

Qr3

Qd_ppow

1.092 %



=

Podsumowanie

Moc cieplna doprowadzona do układu:

Qdop

Qpa1 Qp1

+

Qpw

+

2.815 kW



=

:=

Moc cieplna stracona

Qr

Qr1 Qr2

+

Qr3

+

0.495 kW



=

:=

Moc cieplna odprowadzona z układu (z uzwględnieniem strat):

Qodp

Qpa2 Qp5

+

Qkond

+

Qr

+

2.815 kW



=

:=

Sprawność suszarni papieru:

ηsuszarni

Qodp Qr

-

(

)

Qdop

82.403 %



=

:=

straty

Qr

Qdop

17.597 %



=

:=