正文 密集烘烤的熱量衡算(2 / 3)

④烤房圍護結構(牆壁、房頂、門窗和地麵)的漏失熱。烤房散熱損失因建築材料和結構而定,差異很大。一般磚混結構密集式烤房的漏失熱、蓄熱和其它熱損失等占20%左右。

⑤綁煙工具和煙架的耗熱。這一部分耗熱很小。

(二)煙葉烘烤理論需熱量

烤房總耗熱量的計算十分複雜,各項參數均受諸多因素的影響,並且每時每刻都在變化之中,因而以一般烘烤排濕量最大、需熱量最多時的耗熱量為設計計算基礎。為使烤房設計和分析方便,我們引入烘烤理論需熱量概念。

水分蒸發需要一定熱量,不同溫度下水分的汽化熱量是不同的,它隨著蒸發溫度的升高而減少。煙葉脫水幹燥中,一定溫度下水分汽化蒸發需要熱量的值也是恒定的,因此烘烤全過程排除單位質量水分有一個平均需熱量,稱為排水理論需熱量。它是進行烘烤熱學計算的重要參數。

國外對煙葉烘烤的排水理論需熱量的研究結果各不相同。日本的研究結果認為排除1kg水分需熱量為2368.5kJ,美國的研究結果認為2445.9~2499.5kJ/kg水,原蘇聯的研究結果是2466.0~2478.6kJ/kg水。汪廷錄用熱量正平衡法、熱量反平衡法和排濕含熱量法等三種方法研究了我國煙葉烘烤排水需熱的理論值。

排濕含熱測定法,即在測定烘烤全過程的各階段由天窗口每排除1kg水所需要幹空氣量的基礎上。

熱量正平衡法是在測定煙葉烘烤各階段失水速度和失水量的基礎上。

熱量反平均法是在測定烘烤設備包括火爐等各項熱損失,得出熱量有效利用率的基礎上,進行計算。

三種方法的測算結果,烘烤中每排除1kg煙葉水分的平均理論需熱量差異不大,是一個在一定範圍內相對穩定的常數。不過,不同生態條件和質量煙葉間,這個數值將有差異。初步為,我國煙葉排水需熱常數為2576.1~2605.4kJ/kg水,平均為2590kJ/kg水。

生產實際中,可根據熱能消耗量、煙葉水分排除量及排水理論需熱量評價烤房的熱效率。

(三)煙葉烘烤實際耗熱量

不同部位和含水率的煙葉,以及烘烤中幹燥速度、烘烤時間差異,導致烘烤熱量消耗不同,而且烘烤過程的不同階段和溫度,熱量消耗也不相同,正常烘烤下耗熱量的檢測結果。

每1h煙葉水分蒸發最大帶走熱量Qz可按下式確定:

Qz=Ggk(hp-hkc)式中Ggk--每小時供給烤房幹空氣的量,kg/h;hp--排出濕熱空氣的焓,kJ/kg;hkc--從地洞進入的冷空氣等濕加熱最大排濕時(50~55℃)的焓值,kJ/kg。

烤房的最大耗熱量與煙葉水分蒸發最大耗熱量及各種熱損失的總和是處於熱平衡狀態的,因此,火爐最大供熱量Qgr表示為:

Qgr=Qz/η式中η--烤房係統熱效率。密集式烤房的係統熱效率一般60%左右。供熱係統設計合理、圍護結構保溫性好的密集式烤房,熱效率可達到70%。將Ggk的值代入後,得Qgr=hp-hkcdp-dkmqwqws/η。

這樣,式中hp、hkc、dp、dk可以由h-d圖中查出,烤房的鮮煙裝載量mq、鮮煙水分含量wq都是已知的,ws按通常烘煙中煙葉最大失水速度每小時2.0%~2.5%計算,即可求得火爐的最大供熱量。

三、烤房熱效率

烤房係統的實際熱效率是衡量烤房整套設備設計建造及烘烤的各項操作是否有利於熱能利用的一項重要指標,常用η表示。

η=QyxQgg×100%式中Qyx--有效能量,kJ;Qgg--供給能量,kJ。由Qgg=GpmQn,ar求出。Qyx可以按焓、濕差法計算。即以進入到排出烤房空氣介質焓的變化為計算有效熱的依據。

Qyx=hp-hkdp-dkmg-500mq式中dp、dk--排出和進入烤房空氣的含濕量,kg/kg幹空氣;hp、hk--排出和進入烤房空氣的焓,kJ/kg;mg--煙葉經烘烤過程的總脫水量,kg;mq--烤房內鮮煙裝載量,kg。

近似地也可按排除煙葉1kg水理論耗熱量為2590kJ(實測為2576.1~2605.4kJ),則η=2590mgmpmQnet,ar×100%式中mpm--實際耗煤量,kg;Qnet,ar--實際燃煤的低位發熱量,kJ/kg;mg--烘烤過程煙葉總脫水量,kg。