本公司有專門為玻璃行業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)冷卻解決方案，很多玻璃項(xiàng)目是玻璃傳送帶等產(chǎn)品生產(chǎn)線需要冷卻降溫，但這類生產(chǎn)線的風(fēng)冷冷卻負(fù)荷計(jì)算，以前沒有相對(duì)成熟和準(zhǔn)確的計(jì)算方法和模型。以下是本人總結(jié)的方法。

一、需要計(jì)算出來的結(jié)果
1、風(fēng)柜的風(fēng)量 (M3/H)；
2、風(fēng)柜的出風(fēng)溫度T(℃)；
3、風(fēng)冷冷卻段的長(zhǎng)度L(M)；
4、送風(fēng)口形式和尺寸；
5、回風(fēng)口形式和尺寸；
6、冷卻時(shí)間τ(S)；

二、計(jì)算需要提供的參數(shù)
1、物料的寬度W(M)；
2、物料的厚度H(M)；
3、物料的密度ρ(KG/M3)；
4、物料的比熱C(KJ/KG.K)；
5、冷卻物料的T1初溫和T2終溫（℃）；
6、物料傳送帶的速度V(M/S)；
7、空氣與物料之間的對(duì)流換熱系數(shù)α(W/M2.K)

三、計(jì)算公式
本計(jì)算公式基本的思路：
1、物料冷卻放出的熱量=物料和空氣之間的對(duì)流換熱量；
2、物料冷卻時(shí)間為物料在冷卻段的運(yùn)行時(shí)間；

基于這兩點(diǎn)，物料冷卻的計(jì)算公式包括如下計(jì)算公式：
1、冷卻時(shí)間計(jì)算公式：
τ=L/V
τ：冷卻時(shí)間(S)
L：冷卻段長(zhǎng)度(M)
V：物料速度 (M/S)

2、物料冷卻放出的熱量計(jì)算公式：
Q=C*M*△T=C*L*W*H*ρ*( T1- T2)
Q：物料冷卻放出的熱量(KJ)
C：物料的比熱(KJ/KG. ℃)
M：物料的質(zhì)量(KG)
△T：物料的初溫T1和終溫T2之差（℃）
L：冷卻段長(zhǎng)度(M)
W：物料寬度(M)
H：物料厚度(M)
ρ：物料密度(KG/M3)

3、物料和空氣之間的對(duì)流換熱量計(jì)算公式
Q′=α*F*2*△ T′*τ=α*L*W*2*△ T′*τ
Q′：物料與空氣冷卻之間的對(duì)流換熱量(J)
α：對(duì)流換熱系數(shù) (W/M2. ℃)，取值范圍10~50之間。風(fēng)速越大，取值越大。為提高換熱系數(shù)，在設(shè)計(jì)送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)時(shí)需要特別注意。
F：為換熱面積(M2)
2：上下冷卻時(shí)卻取2，單面冷卻時(shí)取1
△ T′：物料和空氣之間的溫差（℃）
τ：冷卻時(shí)間(S)
L：冷卻段長(zhǎng)度(M)
W：物料寬度(M)

4、物料和空氣之間的溫差△ T′的計(jì)算公式
△ T′=((T1 T2)/2-T-2
T1：物料初溫（℃）
T2：物料終溫（℃）
T：冷卻空氣溫度（℃）
說明：此溫差計(jì)算采用采用近似的算術(shù)平均溫差計(jì)算方法，冷卻空氣的溫度變化為2度。

5、風(fēng)量的計(jì)算公式
風(fēng)量(M3/H)=L*(H 0.05)*(2.5~4.5)*3600
L：冷卻段長(zhǎng)度(M)
H 0.05：物料厚度 0.05(M)
(2.5~4.5)：送風(fēng)口風(fēng)速(M/S)

6、較終計(jì)算公式
C*L*W*H*ρ*( T1- T2)= α*L*W*2*△ T′*τ
說明：
1、通過上述公式，可以找到需要計(jì)算的結(jié)果參數(shù)之間的關(guān)系：
2、冷卻空氣的溫度選擇需要考慮冷源和除霜問題，建議在10度以上比較合適。
3、關(guān)于對(duì)流換熱系數(shù)的取值同風(fēng)速和送回風(fēng)方式有關(guān)。風(fēng)速越大，取值越大。為提高換熱系數(shù)，在設(shè)計(jì)送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)時(shí)需要特別注意。

下面以實(shí)際的案例來說明：
某玻璃冷卻項(xiàng)目
已知條件：
1、玻璃尺寸：L*W*H=1.6*1*0.005
2、玻璃初溫：100℃
3、玻璃終溫：30℃
4、冷卻段長(zhǎng)度：2米*3
需要設(shè)計(jì)風(fēng)柜的風(fēng)量和送風(fēng)溫度：

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果：

采用10度的冷風(fēng)，當(dāng)冷卻段長(zhǎng)度為2M*3時(shí)滿足不了要求。需要增加冷卻段長(zhǎng)度，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。當(dāng)冷卻段長(zhǎng)度調(diào)整為3M*3時(shí)，計(jì)算結(jié)果如下：

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果：
當(dāng)對(duì)流換熱系數(shù)在40~50之間時(shí)可以滿足要求。送風(fēng)口風(fēng)速為4M/S。
以上計(jì)算為工程應(yīng)用計(jì)算，基本滿足工程應(yīng)用需要。 （作者：萬月華）