为一大型锻造公司PAG淬火液冷却闭式冷却塔选型计算过程热量计算过程和设备选型依据

工况要求:
基础参数
PAG介质槽用途 主要用于42CrMo材料锻件淬火
槽体使用尺寸 5000mm×2200mm×3400mm
PAG成分 聚烷撑二醇聚合物
PAG浓度 12%
淬火前工件温度 845℃
淬火前槽液温度要求 20℃~35℃(30℃-35℃即可)
淬火工件板次 两板次,每板淬火时间15min,两板间隔15min
工件淬火时间 15min。第一板淬火浸入时间为15min,在第二板工件入槽前,仍要求槽液温度控制在20℃~35℃。
单板重量 12件+装料板共计2000kg。

热量计算过程
一、热量来源
1. 工件42Crmo为含碳量为0.42%的合金钢,淬火液(PAG)温度升高的热量来源是工件加热后所释放出来的热量。
2. 工件42Crmo的比热为C=0.167 kcal/kg·℃。在900℃时热容为cΔt=0.167 kcal/kg·℃×900℃=150 kcal /kg。即1kg42Crmo在900℃时的热量是150kcal,也可以认为1kg42Crmo在900℃时可以释放的热量是150kcal。
3. 42Crmo工件总质量为2000kg。
4. 总热量为Q总=c·m·Δt=0.167kcal/kg·℃×2000kg×900℃=300000kcal。
 
二、时间
1. 第一板淬火时间为15min,即第一板工件淬火浸入时间为15min后出淬火槽。第一板工件入淬火槽15min要把845℃的42Crmo工件温度降至40-50℃,淬火槽中的淬火液要在15min内吸收2000kg工件释放的热量。
2. 第一板工件出淬火槽后间隔15min为淬火槽迅速冷却时间。
3. 第一板淬火工件浸入时间和间隔15min后第二板工件入淬火槽,相当于15min+15min=30min时间为第一板入淬火槽后淬火液冷却时间。

三、淬火液(PAG)温度
淬火槽容积V=长×宽×高=5m×2.2m×3.4m=37.4m³
考虑到如果满液后淬火工件入淬火槽会溢出,实际淬火槽中的淬火液V≈36m³。
PAG成分为聚烷撑二醇聚合物,浓度为12%,可以按水的吸热能力计算:
C水=1kcal/kg·℃。假设36m³的淬火液把第一板的2000kg42Crmo工件热量在30min内全部吸收,在不进行淬火液冷却的情况下,淬火槽的温度要升高的温度Δt如下:
 C水 ·m 1kcal/kg·℃ ×36000kg
假设第一板工件浸入淬火液时的温度在20℃时,淬完第一板后淬火液温度为20℃+8.3℃=28.3℃<35℃,可以不用对淬火液进行冷却就可以进行第二板工件淬火。
第一板工件淬火前淬火液温度在多少度时,第二板入淬火槽时需开启冷却装置对淬火液进行冷却:35℃-8.3℃=26.7℃≈27℃。即第一板淬火前淬火温度≥27℃时要开启冷却装置进行循环冷却。
在湿球温度28℃和夏季酷热温度时,闭式冷却系统散热温度可控制在32℃,不能低于32℃,如果低于32℃那就需要用压缩机来辅助制冷。所以设计该项目时淬火前槽液温度要求32-35℃设计。在能满足32℃-35℃条件下,其它季节(春秋冬)就可以少开或不开冷却系统。其可以通过温控装置设置来控制闭式冷却系统的运行。
另注:通常碳钢淬火温度控制在20-45℃区间为较合理经验值区间。

四、闭式冷却塔选型依据
闭式冷却塔选型其中一项是按每小时散热能力衡量,30min(0.5小时)要散热300000kcal的热量,相当于300000÷0.5=600000kcal的换热能力的闭式冷却。
1kw=860kcal
600000÷860=698kw
闭式冷却塔冷却能力要>698kw,江苏AG平台靠谱么冷却技术有限公司的闭式冷却塔HBY-22E冷却能力为726kw>698kw,故选型为HBY-22E。
闭式冷却塔的冷却余量
一、698kw的发热量为理论最大发热量,实际发热量是要小于698kw的。具体有以下几个方面:
1. 42Crmo工件从845℃淬火后工件温度不是降到0℃,而是在40-50℃的区间上,以50℃时,此时工件含热量:
Q1= c·m·Δt=0.167kcal/ kg·℃×2000kg×50℃=16700kcal,即约为20kw.
二、 42Crmo工件在845℃时,热容=0.167kcal/ kg·℃×845=141kcal/kg
与900℃时150kcal/kg热量相差:
Q2=(150-141)kcal/kg·2000kg≈20000kcal,即约为23kw。
Q1+ Q2=20kw+23kw=43kw
726kw÷(698kw-43kw)≈1.11,即有11%的富余量。
三、假设第二板淬火液温度控制在33℃时,33℃-32℃=1℃的热量要被36m³的淬火液吸收,那么:
Q3=cmΔt=1 kcal/ kg·℃×36000kg×1℃=36000kcal,即(÷860)≈42kw。
Q1+ Q2+ Q3=85kw
726kw÷(698kw-85kw)≈1.18,即有18%的富余量。
四、假设第二板淬火前淬火液温度控制在34℃时,34℃-32℃=2℃的热量要被36m³的淬火液吸收,那么:
Q4=cmΔt=1 kcal/ kg·℃×36000kg×2℃=72000kcal,即(÷860)≈84kw。
Q1+ Q2+ Q4=127kw
726kw÷(698kw-127kw)≈1.27,即有27%的富余量。
五、假设第二板淬火前淬火液温度控制在35℃时,35℃-32℃=3℃的热量要被36m³的淬火液吸收,那么:
Q5=cmΔt=1 kcal/ kg·℃×36000kg×3℃=108000kcal,即(÷860)≈126kw。
Q1+ Q2+ Q5=169kw
726kw÷(698kw-169kw)≈1.37,即有37%的富余量。
………………
2019/05/14 09:17:57 164 次

相关文档

扫一扫

关注微信公众号

  • 地址: 江苏省无锡市滨湖区国家现代工业园鸿桥路801号
  • 邮箱: huata@huatal.com
  • 电话: 联系电话:139 2139 8851
    传真电话:0510-85162326

Copy right ? 2019 江苏AG平台靠谱么冷却技术有限公司 版权所有

备案号:苏ICP备16025156号