间歇工作，直接加热的蒸煮锅的温度调节计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第564页（2685字）

［说明］这种蒸煮锅是用蒸汽直接送入到蒸煮锅内进行加热(见图4－6－10)，在蒸煮开始之前，蒸煮锅装入木片，在木片上部残留着一些空气和蒸煮液。在加热时，锅内压力上升，之后，压力达到一定的工作范围，该值由蒸煮锅内排出一些气体和蒸汽来保持恒定。

图4－6－10 间歇工作、直接加热的蒸煮锅的温度调节

1．蒸煮锅的物料平衡方程式

［说明］在用新鲜空气加热时，在一定的时间间隔内，蒸煮锅的物料平衡可用下式表示。

式中 g₁——进入蒸煮锅内热蒸汽流量(kg／h)

g₂——由蒸煮锅内经通风机排出的蒸汽—气体混合物的流量(kg／h)

γ——锅内液体容重(kg／m³)

V——液体体积(m³)

γ₂——蒸汽—气体混合物容重(kg／m³)

V₂——蒸汽—气体混合物体积(m³)

2．蒸汽—气体混合物的物料平衡式

［公式］ (g_u－g₂)d_i=d(γ₂V₂) (4－6－69)

式中 g^u——从蒸煮液中分离出的气体和蒸汽的流量(kg／h)

其它同上

3．蒸煮锅的热平衡方程式

①热平衡的积分式

［公式］ d_Q=d_J－AVdp (4－6－70)

式中 Q——传给工作物体的热量(kJ)

J——工作物体的热焓(kJ／kg)

A——功的热当量［kJ／kg·m)］，取A=×4．1868

V——工作物体的体积(m³)

P——压力(Pa)

②进入到蒸煮锅去的热量平衡式

式中 Q——热量(kJ)

i₁——蒸汽热焓(kJ／kg)

i₂——蒸汽—气体混合物的热焓(kJ／kg)

i₂=i+R₂ (4－6－72)

i——饱和温度时蒸煮液的热焓(kJ／kg)

i=Ct (4－6－73)

C——液体热容［kJ／(kg·℃)］

θ——锅内液体温度(℃)

R₂——形成蒸汽的热焓(kJ／kg)

K——经过蒸煮锅壳的传热系数［kJ／(h·m³·℃)］

S——蒸煮锅的外表面积(m²)

θ₀——周围空气温度(℃)

t——时间(h)

③蒸煮锅热焓的变化

［公式］ d_J=d(iγV+i₂γ₂V₂+mG₃C₃θ)， (4－6－74)

式中 m——蒸煮锅加热特性的系数

G₃——固体物料量(kg)

C₃——固体物料热容量［kJ／(kg·℃)］

mG₃C₃θ——固体物料(木片、锅壳、锅内衬)的热焓(kJ／kg)

其它同上

④蒸煮锅的热平衡方程式

式中 V_k——蒸煮锅体积(m³)

其它同上

4．蒸煮锅的温度调节特性方程式

式中 T_a——对象的反应时间(h)

G——锅内液体重量(kg)

C——液体热容［kJ／(kg·℃)］

G₃——蒸汽—气体混合物的重量(kg)

Φ——被调参数的相对值

Φ₀——周围空气温度的相对值

θ₀——周围空气温度(℃)

Z₁、Z₂、Z₃——系数

ψ₁、ψ₂、ψ₃——系数

其它同前

［讨论］假定蒸煮过程是自动调节的，并且在每个蒸煮阶段中都保持加热蒸汽的流量为恒定，则此时，Ta可以认为是常数。即：

式中符号含义及单位均同上