JC T 544-1994 玻璃纤维拉丝炉热平衡测定与计算方法.pdf

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1、一-一寸中口JC/T 544 94 1994-03-26发布1994-12-01实施国料工业局发布斗一中华人民共和国材行业标准玻璃纤维拉丝炉热平衡测定与计算方法JC/T 544-94 主题内容与适用范围本标准规定了玻璃纤维拉丝炉热平衡的测定准则、测定步骤及计算方法。本标准适用于玻璃纤维拉丝炉的热平衡测定与计算。2 仪器2. 1 光学高温汁允许偏差为测量值的土1.4%。2.2 表面温度计，O-500C，分度值1C。2.3 直流电位差计(附补偿导线)，j1j!1茧范围1-103 mV，精度不低于0.5级。2.4 单铅姥热电偶(附双孔刚玉套管)，允许偏差为测量值的士0.4%。2. 5 钳佬合金套管及

2、支架s套管直径10mm，套管*度1m. 2.6 秒表z盐程不小于2h，分度值0.01s. 2.7温度计，0-100C，分度值。.1C. 2.8 单相瓦特表g实测值在盐程范围的1/5-4/5，精度0.5级。2.9 电动式或电磁式电压电流表z实测值在量程范围的1/5-4/5，精度0.5级。2.10 互感器z实测值在量程范围的1/5-4/5，精度。.5级。2. 11 磅抨，0-50险，感量25g. 2.12 塑料桶z容量10L左右。3 3. 1 3. 2 3.3 3.4 3. 5 3. 6 4 理定准则每台拉丝炉测定时间为2h. jI)!定必须在同一工况下进行。测定必须在拉丝炉作业正常、连续生产的条

3、件下进行。测定应同步进行。纤维成型温度基准z中碱，=10190Pa.s, tb =1 260C 无碱.=101Pa.s, tb. =1 280C 本标准中热平衡计算采用正平衡计算方法。符号、代号本标准采用的符号、代号见附录A(补充件)。筑材料工业局1994-03-26批准1994-12-01实施1 5 热平衡框图6 测定步骤6. , 抽样电能输入热量Q JC/T 544-94 JJ!璃球带入如.Q, 在璃吁堆成型所需热量Qb. 6. ,. , 抽样按不同炉型，不同产品品种分别进行。玲却水带走弗量Q时妒体虚部散鼎Q，炉体酬丽散热Qo妒体顶部散热Q，.宜压器f扭扭生Qb骂他热损失Q，6.1.2 同

4、品种，不同炉龄的拉丝炉，以中、晚、早期均衡抽取为原则。6. 1.3 拉丝炉抽i则数量同品种拉丝;炉.3台以下时应全部测试;大于3台时，可按炉台数的一定比例抽测，其拍洞l台数不宜低于15%06.2测定6. 2. 1 总输入热量6. 2. ,. , 电能输入热量6.2. 利用瓦特表、电压表、电流表及互感器等组合仪表进行测景。6. 2. ,. ,. 2 炉体变压器及漏板变压器测点位于变压器的主开关出线捕。6.2.3 测定时间不少于30min，每5mn记录一次测量数据。6. 2. ,. 2 玻鸦球带入热量6.2.2. 玻璃球初始温度用水银温度计进行测量。测点位于加球箱中心(球箱须加满).每30min

5、记录一次测量数据。6. 2. ,. 2. 2 玻璃球耗用量用磅梓称量测定起止时间内所实际消耗的玻璃球的量。6.2.2 总输出热垃6. 2. 2. , 玻璃纤维成型所需热量6. 2. 2. ,. , 玻璃球耗用量测量方法同6.2. 1. 2. 2。6. 2. 2. 2 冷却水带走热量。6. 2. 2. 2. , 冷却水进出口温度用水银温度计测量冷却水进水口及各冷却水管出水口的水温。6. 2. 2. 2. 2 冷却水水量2 JC/T 544-94 用秒表、磅秤及塑料桶等测量各冷却水管的出水流量。6. 2. 2. 3 炉体底部散热6.2. 2.3.1 漏板温度用光学高混计汩iJi;l:漏板左、中、右

6、三区域的混度，每区城测三次数据，取其算术平均值作为百11板亮度温度。6.2. 2.3.2 炉体底表面温度用表面温度计测量炉底表团温度.1mI)点分布见附录C(补充件)。6.2.2. 3. 3 地面温度用表面温度计测量。测点位于漏板正下方地面上，测量时尽量保持地面干燥，测结次数不得少于3次，取其:n:术平均值。6.2.2. 3. 4 环珑温度用水银温度汁测量。沿拉丝炉前侧面中心垂直向外方向.每隔0.5m取一i则点，共取六点，求其算术平均值作为环境温度。6. 2.2.3.5 漏板面积按设汁图纸计算。漏板面积=漏板底面面积一漏孔面积+漏板侧壁外露面积+漏嘴外表面积6.2. 2.3.6 炉体底表面面积

7、按设汁尺寸计算。炉底表面面积=炉底总面积一漏板底面积6.2.2.4 炉体侧面散热6. 2. 2. 4. 1 但u表面温度使用表面温度计测量。测点分布见附录C(补充件).碳棒孔等预留孔应用保温砖封住。6.2.2.4.2 环城温度测量方法同6.2.2.3.4.6.2.2.4. 3 舰u表面面积按设计尺寸t算。规定站在拉丝操作区观看拉丝炉，面向操作区为前侧面，面向机组平台为后侧面，左手面为左侧面，右手面为右侧面。6.2.2. 5 炉体顶部散热6. 2. 2. 5. 1 炉顶表面温度使用表面温度汁测量。视u点分布见附录D(补充件)。6. 2. 2. 5. 2 加球管、测管外表面温度使用表面温度计测量。

8、)点位于外露长度的中点处，每管测点不少于2点，取其算术平均值。6. 2. 2. 5. 3 加球管、测液管下口气体温度使用电子电位差汁及单铅姥热电偶测量。1m1)点位于各管下口处。取其n术平均值。6. 2. 2. 5. 4 加球管、测液管上口气体温度使用仪表同6.2. 2. 5. 3。测点位于各管上口处，取其:n:术平均值。6. 2. 2. 5. 5 环挠温度测量方法同6.2. 2. 3. 4。6.2.2. 5. 6 炉顶表面积按设计尺寸计算。炉顶表面积z炉顶总面积一各预留孔截面积6. 2. 2. 5. 7 加球孔、测液孔裁面积按设计尺寸计算.3 L . JC/T 544-94 6. 2. 2.

9、 5. 8 加球管、测液管外露面积按管的实际外露外表面积计算。当外露高度小于10mm时，此项不予汁弈。6.2.2.6 变压器热损失6. 2. 2. 6. 1 使用仪表为瓦特表、电压表、电流表及五感器等。6.2.2.6.2 分别测出炉体变压器及漏板变压器的输入功率与输出功率。6.2. 2.7 其他热损失其他热损失=总输入热量一玻璃纤维成型所需热量一各项热损失6.3 划定记录与测定事项测定记录与测定事项见附录B(补充件7 计算方法7. 1 总输入热量7. 1. 1 电能输入热量Q(kJ/h)按式(1)计算zQ叮3 600P 式中:P霄输入功率.kJ/h。7.1.1.1 输入功率P町(kJ/h)按式

10、(2)计算zp盯=Pn-K式中;Pn 实测时瓦特表指示的功卒.kJ/h，K一一电流互感器倍率。7. 1. 2 玻璃球带入热量Q(kJ /h)按式(3)计算zQ Mb C t.; 式中gMb一一玻璃球耗用量.kg月1, C一-OCiJ玻璃球初始温度的平均比热.kJ/(kg.C); 弘一一玻璃球初始温度.C。. ( 1 ) . ( 2 ) ( 3 ) 7. 1. 2. 1 OC到玻嘀球初始温度的平均比热CCkJ/(kg. .C)中碱、无碱分别按式(4)、(5)计算s0.000 502t十0.174555 - - -;:,-.;. - ,- ,- - X 4.186 8 . ( 4 ) 0.001

11、46t + 1 C Q. 000 469t + O. 172 224 -帆X4.186 8 .( 5 ) 町0.00146凡+1式中:tbe一一玻璃球初始温度，oC 0 7.2 总输出热量7.2. 1 玻璃纤维成型所需热量Qb.(kJ/h)按式(6)计算2Qb: = Mb C!, t h, 式中:Mb一一玻璃球耗用量.kg/h;Cb OCilJ玻璃纤维成型温度的平均比热.kJ/(kg.C); tb 玻璃纤维成型温度.C。7.2.1.1 oCilJ玻硝纤维成型温度的平均比热Cb.kJ/(kg .C).计算方法同7.1.2.107.2.2 玲却水带走热量Q，(kJ /h)按式(7)汁算zQ时:BM

12、，;C，(t口-t;) 式中:M.;一一第2次测量的冷却水水量.kg/h;4 C，一一水的比热见附录D(补充件).kJ/(kg.C); tci一一第2次测量的冷却水出水温度，C ; 4 毡 怡、( 6 ) . ( 7 ) JC/T 544-94 tj 冷却水进水温度.C。7.2.3 炉体底部散热Qd.kJ/h 7. 2.3.1 漏极对流散热QLd(kJ/h)按式(8)计算:式中:tL一一漏板温度，C ; to 一一环境温度，C ; AL一一漏板而积，m25tL一一漏板亮度沮度，C ; Qu = 1. 8(IL - to),.25 X 4.186 8AL tL = 14 320 一一-一一-一一

13、-27314320 一一一一一-O. 651n tL.十273bb一一高温钳的黑度，见附录D(补充件)。7.2.3.2 漏板辐射散热Qu(kJ/h)按式(O)计算g. ( 8 ) . ( 9 ) QLf=ItL+273l4l hm+273l41 I I , 0: . I -I一一一一一c.:.I I . . (10) o-l_ 100 I 100 I jL . r 式中:ao一一绝对黑体的辐射系数见附录D(补充件).kJ/(m.h. K4), b一一高温钳的黑度;tL一一漏板温度，C ; tdrn一一漏板下方地面温度，C ; A一一漏板面积，m23F 辐射角系数，见附录D(补充件)。7.2.

14、3. 3 炉底表团散热Qdb(kJ/h)按式(11)计算zQJb =叫Ad(tdb-to) /ldb+2734/10+2734 d= . . 100 I 10o I 1. 8(tdb -(0)0. + 4飞;i01式中z叫一一炉体底面散热系数.kJ/(m.h. C), A，一一炉体底面面积，m2; tdb 炉底表面温度，C ; to一一环境温度.C。7.2.3.4 炉体底部散热Qd(kJ/h)按式(13)汁算z式中:QLd一一漏板对流散热.kJ/h，Qu一一漏板辐射散热.kJ/h，Qdb一一炉底表面散热.kJ/ho7.2.4 炉体侧面散热Q，.kJ/h Q旨=QLd + Qu + Qdb 7.

15、2.4.1 左侧面散热Q(kJ/h)按式(14)计算g= 配Q，=. Arc (t, - to) 式中:Uzc一一左侧面散热系数.kJ/(m h C), A 左侧面面积，m23. (11) X 4.186 8 (12) . (13) . (14) X 4.186 8 . (5) 5 to 环琉温度，C ; tk-一-左侧表面温度.C。7.2.4.2 右侧面散热Q川、kJ/h计算方法同7.2. 4. 1. 7.2.4.3 前侧面散热Q甲.kJ/h计算方法同7.2.4.1.7.2.4.4 后侧面散热Q.kJ/h 计算方法同7.2.4.1。JC/T 544-94 7.2. 4.5 炉体侧面散热Q，(

16、kJ/h)按式(16)计算zQ，Q+Q十Q+ Q 式中:Qu一一左侧面散热.kJ/h，Q一右侧面散热.kJ/h，Q甲一-前侧面散热.kJ/h, Q一一后侧面散热，kJ/h.7.2.5 炉体顶部散热Qdo,kJ/h 7.2.5.1 顶表团散热Q.，(kJ /h)按式。7)计算zQdnb二G由Ado(tdob - to) I/dob+273 1/0+273 l 100 I 100 I 2. 8 (t川_to)0.25十4tinbjo 。dZBZZ式中:adn一一顶面散热系数，kJ/(m.h. C), A一一顶面面积，m2; 2抽顶表面温度，OC; 10 环挠温度，C。7.2.5.2 加球孔、测液孔

17、辐射散热Qkl(kJ/h)按式(19)计算g(rKJm4/h+273)4 一.l一)A. 1 00 I 100 式中z叫一一绝对黑体的辐射系数，kJ/(m h K), 1一一加球孔、测液孔下口处气体温度，C ; A一一加球孔、测液孔面积币2$一一门孔系数，数值查附录D(补充件)中门孔系数计算图.7.2. 5. 3 加球孔、损l液孔逸出气体热损失Qk，(kJ/h)按式(20)计算zX 4. 186 8 QkY = 3 600 AglI 2gH(r - rk.) 273 一一一一一一一一xCo tk一一一r . : F -V .x 273 + th 式中z一一流股压缩系数，见附录D(补充件), A

18、一一加球孔、汩液孔面积，m2; g一一重力加速度见附录D(补充件)，m/s2;H一一加球孔、测液孔高度，m，rk.一一加球孔、现j液孔上口混度下空气重度，kg/m3; r一一加球孔、泪IJ液孔下口温度下空气重度，kg/m, Co一-QC时空气的比热见附录D(补充件)，kJ/(kgC) , Ih一一加球孔、测液孔下口处气体温度，c。(16) . (17) .(18) (19) (20) 7.2.5.4 加球管、测液管外露外表面对周围环境的对流与辐射散热Q，.(kJ/h)按式(21)、(22)计算z6 Y JC/T 544-94 gw= 式中2年一一管外表面散热系数.kJ/(m.h. C); A.

19、一一加球管、测液管外露外表面积，m23t，w一一加球管、现l液管外露外表面温度，C J t, 环境温度，C;G。一一绝对黑体的辐射系数.kJ/(m h K) , 乌一一刚玉管的黑度，见附录D(补充件)。7. 2. 5. 5 炉体顶部散热Qdo(kJ/h)按式(23)计算:Qdo = Qdo + Qk. + Qk, + Q,. 式中:Qdllb -一顶表面散热，kJ/h;Qkf -一加球孔、测液孔辐射散热，kJ/h，Qk, 加球孔、测液孔逸出气体热损失.kJ/h，X 4.186 8 Q，w一一加球管、测液管外露外表面对周围环境的对流与辐射散热.kJ/h。7.2.6变压器热损失毡.kJ/h7.2.

20、6.1 炉体变压器损耗P，(kJ/h)按式(24)计算2Pg = Pg1 -Pg2 式中;P1一-炉体变压器一次侧功率.kJ/h，P一一炉体变压器二次侧功率.kJ/h，7.2.6.2 漏板变压器损耗PL(kJ/h)按式(25)计算=PL = PL1 - PLZ 式中2PLE一一漏板变压器一次侧功率.kJ/h;PL2一一漏板变压器二次侧功率.kJ/h。7.2.6.3 变压器热损失Q，(kJ/h)按式(26)计算s式中:P，一一炉体变压器损耗.kJ/h;PL一-漏板变压器损耗.kJ/hoQb = 3 600(P, + PL) 7.2.7 其他热损失Q，(kJ/h)按式(27)计算:Q, = (Q

21、+ Q,l -(Q，.十Q，+ Qd + Q, + Qdo + Q,) 式中:Q囚一一电能输入热量.kJ/h，Q，一一玻璃球带入热量可kJ/h;(21) . .(22) . (23) (24) (25) (26) (27) 7 JC/T 544-94 Q一一玻璃纤维成型所需热茧，kJ/h，Q叫一冷却水带走热量，kJ/h，Q，一一炉体底部散热，kJ/h，Q, 炉体侧面散热，kJ/h，Q，.一一炉体顶部散热，kJ/h，G一一变压器热损失，kJ/h 市=Qw100Q . Q，= Qb. - Q , 于熔化玻璃球所需热量，kJ/h也盐，kJ/h，/h。1于。表1, 序号热收入项目数值百分数出项目% k

22、J l 电能输入热量也r玻璃纤2 玻璃球带入热量Q，Q 3 炉体底中散热量也4 炉体侧中散热的5 炉体顶Q,. 6 变压器今损失Qb7 其他热出失Q，8 合t 1口。tl 、-t 有效热量Q归，kJJ (28) (29) 数值百分数kJ % Q,. 100 JC/T 544-94 9 附录A符号、代号与说明(补充件)符号、代号与说明如下zA, 拉丝炉底面面积，m2; A 拉丝炉顶面面积，mZJ A 加球孔、l!tl液孔面积，m2; A. 加球管、测液管外露外表面积，m2; Ah 拉丝炉后侧面面积，m23AL 漏板面积，m2J A甲拉丝炉前侧面面积，mZ;A 拉丝炉右侧面面积，m2; A配拉丝炉

23、左侧面面积，m2; C, OC时空气的比热.kJ/(kg.C); C, OC$lJ玻璃球初始温度的平均比热.kJ/(kg.C) , Cb OC$lJ玻璃纤维成型温度的平均比热.kJ/(kg.C) , C, 水的比热.kJ/(kg.C) , 重力加速度，m/s2; 加球孔、测液孔高度，m，电流互感器倍率g玻璃球耗用茧.kg/h，第z次测量的冷却水水茧.kg/h，炉体变压器损耗.kJ/h，炉体变压器一次侧功率.kJ/h，炉体变压器二次侧功率.kJ/h，漏饭变压器损耗，kJ/h，漏板变压器一次侧功率，kJ/h，漏板变压器二次侧功率.kJ/h，实测时瓦特表指示的功率.kJ/h，输入功率.kJ/h，变压

24、器热损失.kJ/h，玻璃球带入热量.kJ/h，玻璃纤维成型所需热量.kJ/h，拉丝炉侧面散热.kJ/h，拉丝炉底部散热.kJ/h，拉丝炉底表面散热，kJ/h，拉丝炉顶部散热.kJ/h，拉丝炉顶表面散热.kJ/h，加球管、测液管外露外表面对周围环境的对流与辐射散热.kJ/h，拉丝炉后侧面散热，kJ/h;E H 剧12143rc革MM凡几p，几PHP川凡p圈内咄门咱也QGQdb Qd, Qdnb Q,w Qh K Al JC/T 544-94 加球孔、损IJ液孔辐射散热，kJ/h;加球孔、测液孔逸出气体热损失，kJ/h;漏板对流散热，kJ/h;漏板辐射散热，kJ/h;拉丝炉前侧面散热，kJ/h;冷

25、却水带走热量，kJ/h;电能输入热量，kJ/h;其他热损失，kJ/h;拉丝炉右侧面散热，kJ/h，有效热茧，kJ/h，拉丝炉左侧面散热，kJ/h，加球孔、测液孔上口温度下空气重度，kg/m3，加球孔、测液孔下口温度下空气重度，kg/m, 环境温度，C ; 玻璃球初始温度，C ; 玻璃纤维成型温度，C ; 绢，次测量的冷却水出水温度，C ; 拉丝炉底表面温度，C ; 漏板下方地面温度，C ; 拉丝炉顶表面温度，c;加球管、现l液管外m外表面温度，C ; 拉丝炉后相l表面温度，C ; 冷却水进水温度，C ; 加球孔、测液孔下口处气体温度，-c ; 漏板温度，C ; i届板，完度温度，-c ; ti

26、f.丝炉前侧表面温度，OC;拉丝炉右侧表面温度，c ; 拉丝炉左侧表面温度，C ; 绝对黑体的辐射系数，kJ/(m2 h K) , 拉丝炉底面散热系数，kJ/(m.h. C) , 拉丝炉页面散热系数.kJ/(m2h. C) , 管外表面散热系数.kJ/(m2h. C) , 拉丝炉后侧面散热系数.kJ/m2h. C) , 拉丝炉前侧面散热系数.kJ / (m2 h C) , 拉丝炉右侧面散热系数.kJ/(m2h. C) , 拉丝炉左侧面散热系数.kJ/(m2h. C) , 高混铀的黑度;刚玉管的黑度;热效率，%; 玻璃液粘度，Pa S; 辐射角系数guh町MUMEdQQQQQQ QQQQQ fJ

27、nL ，w tdm t,w d 、.， Y、sth ha a u tb. tdb t t, t , t t，. 。t c; d b 何tL l t刊F fJ 10 JC/T 544-94 附录B测定记录、现定事项补充件门孔系数:流股压缩系数。拉丝炉基本参数记录见表Blo拉丝炉表面温度测定记录见表BZ.拉丝炉温度测定记录见表B3.拉丝炉冷却水测定记录见表B4.电能测定记录见表B5. w 4n，句JwanH1FnJVBBBBB 表B1炉位号测定日期年月日测定人员起止时间序号项目单位参数备注l 原丝牌号tex z 漏板孔数个3 护型结构4 加热方式5 漏板到地面距离m 6 漏板底面积mm 7 漏嘴长

28、度mm s 漏喷内、外径m口19 液面高度mm 10 加球管、测液管长度盯1m11 加球管、测液管内、外径m町112 炉顶面积m 13 炉底面积肝l14 炉体左、右侧面积叮l15 炉体前、后侧面积m 16 玻璃球括用量kg/h 17 炉龄d 18 拉丝产量kg/h 11 JC/T 544-94 表B2炉位号测定日期年月日测定人员仪表型号起止时间数据项目C 左侧右侧前侧炉顶炉底丘笠斗2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 平均值表B3炉L号测定日期年月日测定人员仪表型号起止时间测进次数平均温度序号项日T 1 2 3 4 5 c 漏板温度(左l 2 漏板温度中3

29、漏板温度(右)4 加球孔、测液孔上口温度5 加球孔事测液孔下口温度6 漏板下方地面温度7 玻璃球初始温度8 环挠温度12 炉位号测定人员仪表型号序号项l 漏板翻边冷却水2 铜夹头冷却水(1)3 铜夹头冷却水(2)4 冷却器冷却水(1)5 冷却器冷却水(2)6 电极冷却水(1)7 电极冷却水(2)炉位号测定人员仪表型号测定部位序号I 时间.mln。电流.A电压.V功率.kW/h目2 5 JC/T 544-94 表B4测定日期起止时间进水温度出水温度C 表B5测定日期起止时间互感器倍率3 4 寸10 15 附录C 拉丝炉表面温度理IJ点分布(补充件)C1 拉丝炉表面温度测点分布见图Cl。年月日冷却

30、水量测定时间备注kg s 年月日K 5 6 7 20 25 30 13 JC/T 544-94 .,. X x x x e x X E 吨目x x x x , ，。x x X 、，x x x x. 。m 。x x X 、，X. x x x x X X x. a x x X 十a a a c C A C 炉体顶面炉体恻面 卫、x x 、X x x 、X x r. 与卢寸-x x 卫、寸lx x x 、e e 妒体屉面国Cl、钢结构或几口时，应将测且D 表) i 。.9o. , 。0.20.4 O. JC/T 544-94 1 2 因DlD Z 3 3 4 5 l 伸长的长方形，2长方形(21)，3一正方形，4圆形附加说明g本标准由南京玻璃纤维研究设计院负责起草。本标准主要起草人赵立、李涛、申支农。6 15 (京)新登字023号中华人民共和国建材行业标准璃纤维拉丝炉热平衡嚣IJlE与计算方法JC/T 544-94 晤中国标准出版社出版(北京复外三里河)中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 880X 1230 1/16 印张1!/，字数29干字年12月第一版1994年12月第一次印刷叫I较1-1 500 是晤标目253-54