6
R 0302-1991
項目 計算方法
2. 出熱 (6) 窯本体に蓄熱した 備考1. 窯本体に蓄熱した熱は,その天井,側壁及び底部に分けて計算
Q2 (kJ [{kcal}]) 熱 する。
Qk (kJ [{kcal}]) 2. 窯本体の内面及び外面の平均温度は,燃料のたきあげ時の窯本
体の内面及び外面から計算によって求める。
3. 窯本体に蓄熱量の異なる耐火物が組み合わせて使用されている
場合は,各層ごとの平均温度から蓄熱量を求め,それらの和を
算出すればより正確な値が得られる。
(7) 燃焼排ガスの持ち
(a) 乾燃焼排ガスの顕熱Ql1 (kJ [{kcal}])
去る熱 Ql11
Ql1
mo
Ql (kJ [{kcal}])
Ql11= F×Cg× (tg−t) ]
ここに,Ql11 : 乾燃焼排ガスの総顕熱 (kJ [{kcal}])
mo : 焼成品の総質量 (t)
G' : 燃料1kg当たり又は1m3N当たりの乾燃焼排ガス量 (m3N)
F : 一定時間ごとの燃料(気体燃料の場合は気化ガス)使用
量(kg又はm3N)
Cg : 燃焼排ガスの比熱 (kJ/m3N℃ [{kcal/m3N℃}])
tg : 燃焼排ガスの温度 (℃)
t : 常温 (℃)
備考1. 燃焼排ガスの比熱を概略計算による場合は,1.38kJ/m3N℃
{0.33kcal/m3N℃} とする。その他の場合は,参考表1から求め
る。
2. 燃焼排ガスの顕熱は,一定時間を区切って別々に計算して合計
する。
3. 未焼成品に可燃成分が含まれる場合は別に計算して合計する。
4. 燃料1kg当たり又は1m3N当たりの乾燃焼排ガス量 (m3N) 'を燃
焼排ガスの組成及び燃料の組成から求める場合は,次の式によ
ることができる。
(i)液体燃料の場合
c s n
+7.0
G = m−.021 Ao+.1867 +8.0
100 100 100
又は
1.867c+0.7s
G=
CO 2 CO
N2
m=
N 2 −3.76 O 2 −0.5 CO
1 O
Ao= +.333s
.889c+267. h−
100 8
ここに,c : 燃料中の炭素の質量百分率 (%)
s : 燃料中の燃焼性硫黄の質量百分率 (%)
n : 燃料中の窒素の質量百分率 (%)
m : 空気過剰係数
h : 燃料中の水素の質量百分率 (%)
o : 燃料中の酸素の質量百分率 (%)
Ao : 理論空気量 (m3N/kg)
(CO2) : 燃焼排ガス中の二酸化炭素の容量百分率 (%)
(CO) : 燃焼排ガス中の一酸化炭素の容量百分率 (%)
(O2) : 燃焼排ガス中の酸素の容量百分率 (%)
(N2) : 燃焼排ガス中の窒素の容量百分率 (%)
なお,焼成品1t当たりの空気過剰係数m,理論空気量Ao (m3N/kg)
及び乾燃焼排ガス量G' (m3N/kg) は,次の簡略式を用いて算出する
ことができる。この場合,液体燃料の燃焼排ガス中の最大二酸化
炭素量の容量百分率 (%) (CO2) axは15.3%とする。
――――― [JIS R 0302 pdf 6] ―――――
7
R 0302-1991
項目 計算方法
2. 出熱 (7) 燃焼排ガスの持ち CO 2 max
m=
CO 2
Q2 (kJ [{kcal}]) 去る熱
.085
Ql (kJ [{kcal}]) Ao= Hl+0.2
1 000
224.W+9h
G =G + m−1 A −
o o 18 100
.111
Go= Hl
1 000
ここに,Hl : 液体燃料の低発熱量 (kJ/kg [{kcal/kg}])
W : 燃料中の水分の質量百分率 (%)
h : 燃料中の水素の質量百分率 (%)
Go : 理論燃焼排ガス量 (m3N/kg)
(CO2) : 燃焼排ガス中の二酸化炭素の容量百分率 (%)
(ii) 気体燃料の場合
G'=G− (H2+2・CH4+3・C2H6+4・C3H8+5・C4H10) (m3N/m3N)
G=1+mAo−0.5 (H2+CO−C2H6-2・C3H8-3・C4H10) (m3N/m3N)
又は,
G= (m−0.21) o+CO2+CO+H2+3・CH4+5・C2H6+7・C3H8+9・
C4H10+N2 (m3N/m3N)
G'はまた燃焼排ガス分析の結果から,次の式によって求めるこ
とができる。
CO+CO 2+CH 4+2C 2 H 6+3C 3 H 8+4C 4 H 10
G= 100
CO 2 CO
(O2 )−0.5(CO)
m=1+
(0.5H 2+5.0CO+2CH 4+5.3C 2 H 6
+5C3H8+6.5C4 H10−O2 )
(CO 2 )+(CO)
CO+CO 2+CH 4+2C2 H 6+3C 2 H8+4C4 H10
1
Ao= 5.0CO
( 5.0H 2 2CH 4 5C 3 H 8
5.3C 2 H 6
.021
3 3
/m N)
+5.6C 4 H 10− O 2 )(m
N
ここに,H2 : 気体燃料1m3N中の水素の容量 (m3N)
CO : 気体燃料1m3N中の一酸化炭素の容量 (m3N)
CH4 : 気体燃料1m3N中のメタンの容量 (m3N)
C2H6 : 気体燃料1m3N中のエタンの容量 (m3N)
C3H8 : 気体燃料1m3N中のプロパンの容量 (m3N)
C4H10 : 気体燃料1m3N中のブタンの容量 (m3N)
O2 : 気体燃料1m3N中の酸素の容量 (m3N)
N2 : 気体燃料1m3N中の窒素の容量 (m3N)
CO2 : 気体燃料1m3N中の二酸化炭素の容量 (m3N)
(O2) : 燃焼排ガス中の酸素の容量百分率 (%)
(CO2) : 燃焼排ガス中の二酸化炭素の容量百分率 (%)
(CO) : 燃焼排ガス中の一酸化炭素の容量百分率 (%)
m : 空気過剰係数
Ao : 理論空気量 (m3N/m3N)
なお,気体燃料の低発熱量Hl (kJ/kg [{kcal/kg}])から理論空気量
Ao (m3N/m3N) 及び乾燃焼排ガス量G' (m3N/m3N) を算出する場合に
は次の簡略式を用いることができる。
Hl=16740kJ/m3N [{4000kcal/m3N}] 以上の場合
.109
Ao= Hl−.025
1 000
.114
Go= Hl+.025
1 000
G'=Go+ (m−1) o− (H2+2CH4+3C2H6+4C3H8+5C4H10)
――――― [JIS R 0302 pdf 7] ―――――
8
R 0302-1991
項目 計算方法
2. 出熱 (7) 燃焼排ガスの持ち ここに,Go : 理論燃焼排ガス量 (m3N/m3N)
H2 : 燃料ガス1m3N中の水素の容量 (m3N)
Q2 (kJ [{kcal}]) 去る熱
CH4 : 燃料ガス1m3N中のメタンの容量 (m3N)
Ql (kJ [{kcal}]) C2H6 : 燃料ガス1m3N中のエタンの容量 (m3N)
C3H8 : 燃料ガス1m3N中のプロパンの容量 (m3N)
C4H10 : 燃料ガス1m3N中のブタンの容量 (m3N)
(b) 燃焼排ガス中の水蒸気の顕熱Ql2 (kJ [{kcal}])
Ql21
Ql2=
mo
Ql21= Sg×Csg× (tg−t)
ここに,Ql21 : 燃焼排ガス中の水蒸気の総顕熱 (kJ [{kcal}])
mo : 焼成品の総質量 (t)
F : 一定時間ごとの燃料使用量(kg又はm3N)
Sg : 燃料1kg当たり又は1m3N当たりの燃焼排ガス中の水蒸
気量 (kg)
Csg : 水蒸気の比熱 (kJ/kg℃ [{kcal/kg℃}])
tg : 燃焼排ガスの温度 (℃)
t : 常温 (℃)
備考1. 未焼成品に可燃成分が含まれる場合は,別に計算して合算する。
2. 水蒸気の比熱は,1.88kJ/kg [{0.45kcal/kg}] とする。
3. 燃焼排ガス中の水蒸気の顕熱は,一定時間を区切って別々に計
算して合計する。
4. 燃料1kg当たり又は1m3N当たりの燃焼排ガス中の水蒸気量Sg
(kg) は,次の式から求めることができる。
(i) 液体燃料の場合
29 w 9h
Sg= A Z+ +
22 4. 100 100
ここに,A : 燃料1kg当たりの空気使用量 (m3N )
Z : 絶対湿度
w : 液体燃料の水分の質量百分率 (%)
h : 液体燃料の水素分の質量百分率 (%)
(ii) 気体燃料の場合
29 18
Sg= A・Z+ ( H 2+2CH 4+3C2 H 6+4C3 H8+5C4 H10 )
224. 224.
A=mAo
.0
=62 Ps
Z
P− Ps
ここに,A : 燃料1m3N当たりの空気使用量 (m3N)
Z : 絶対湿度
H2 : 気体燃料1m3N中の水素の容量 (m3N)
CH4 : 気体燃料1m3N中のメタン容量 (m3N)
C2H6 : 気体燃料1m3N中のエタン容量 (m3N)
C3H8 : 気体燃料1m3N中のプロパン容量 (m3N)
C4H10 : 気体燃料1m3N中のブタン容量 (m3N)
m : 空気過剰係数
Ao : 理論空気量 (m3N/m3N)
: 相対湿度
P : 大気圧 (Pa [{mmHg}])
Ps : 飽和蒸気圧力 (Pa [{mmHg}])
(c) 燃焼排ガスの持ち去る熱Ql (kJ [{kcal}])
Ql=Ql1+Ql2
ここに,Ql1 : 乾燃焼排ガスの顕熱 (kJ [{kcal}])
Ql2 : 燃焼排ガス中の水蒸気の顕熱 (kJ [{kcal}])
――――― [JIS R 0302 pdf 8] ―――――
9
R 0302-1991
項目 計算方法
2. 出熱 (8) 不完全燃焼による (CO)
Qm= mf G 3 050
100
Q2 (kJ [{kcal}]) 損失熱
ここに,mf : 一定時間ごとの焼成品1t当たりの燃料の使用量(kg
Qm (kJ [{kcal}])
又はm3N)
G' : 燃料1kg当たり又は1m3N当たりの乾燃焼排ガス量
(m3N)
(CO) : 燃焼排ガス中の一酸化炭素の容量百分率 (%)
備考1. 燃焼排ガス中のすすが定量された場合は,その発熱量を33
100kJ/kg [{8 100kcal/kg}] として損失熱に加える。
2. 不完全燃焼による損失熱は,一定時間を区切って別々に計算し
て合計する。
3. 未焼成品に可燃成分が含まれる場合は,別に計算して合計する。
(9) 放射伝導その他に Qn=Q1− (Qf+Qg+Qh+Qi+Qj+Qk+Ql+Qm)
ここに,Qf : 未焼成品の付着水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
よる損失熱
[{kcal}])
Qn (kJ [{kcal}]) Qg : 未焼成品の結晶水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
[{kcal}])
Qh : 粘土の分解に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qi : 未焼成品の焼成に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qj : さや及び道具の加熱に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qk : 窯本体に蓄熱した熱 (kJ [{kcal}])
Ql : 燃焼排ガスの顕熱 (kJ [{kcal}])
Qm : 不完全燃焼による損失熱 (kJ [{kcal}])
炉壁の放射伝導による損失熱 (kJ [{kcal}])
Qn2
Qn1=
mo
Qn2= hc+hr) 爰椀
hc=41.2
(炉壁が水平上向の場合)
t
hc=45.1 t (炉壁が鉛直横向の場合)
4 4
To Ta
hr=.488 − /8.0 t
100 100
ここに,m'o : 焼成品の質量 (t)
Qn2 : 一定時間ごとの炉壁からの放射伝導熱量 (kJ [{kcal}])
hc : 自然対流伝熱係数 (kJ/m2h℃ [{kcal/m2h℃}])
hr : 放射伝導係数 (kJ/m2h℃ [{kcal/m2h℃}])
t : 炉外壁の温度と室内空気温度の差 (℃)
Ar : 炉壁の表面積 (m2)
Ta : 絶対温度で示した窯の周囲温度 (K)
Tin : 測定の間隔時間 (h)
To : 絶対温度で示した炉の外壁温度 (K)
備考1. 炉壁の放射伝導による損失熱の計算式は,参考に示す。
2. 窯の周囲温度は,窯の壁面から1m離れた位置の測定値とする。
3. 炉壁の放射伝導による損失熱は,時間を区切って別々に計算し
て合計する。
(10) 全出熱 Q2=Qf+Qg+Qh+Qi+Qj+Qk+Ql+Qm+Qn
ここに,Qf : 未焼成品の付着水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
Q2 (kJ [{kcal}])
[{kcal}])
Qg : 未焼成品の結晶水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
[{kcal}])
Qh : 粘土の分解に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qi : 未焼成品の焼成に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qj : さや及び道具の加熱に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qk : 窯本体に蓄熱した熱 (kJ [{kcal}])
Ql : 燃焼排ガスの顕熱 (kJ [{kcal}])
Qm : 不完全燃焼による損失熱 (kJ [{kcal}])
Qn : 放射伝導その他による損失熱 (kJ [{kcal}])
――――― [JIS R 0302 pdf 9] ―――――
10
R 0302-1991
項目 計算方法
3. 熱効率 (1) 焼成品の熱効率 QI
1= 100
%) %) mbHl
ここに,QI : 焼成品1t当たりの有効熱 (kJ [{kcal}])
mb : 焼成品1t当たりの燃料の使用量(kg又はm3N)
Hl : 燃料の低発熱量(kJ/kg [{kcal/kg}]又はkJ/m3N [{kcal/m3N}] )
備考1. 燃料及び燃焼用空気などが他の熱源によって予熱されている場
合は,その熱量を上式の分母に加える。
2. 焼成品1t当たりの有効熱QI (kJ [{kcal}]) は,次の式から求める。
QI=Qf+Qg+Qh+Qi
ここに,Qf : 未焼成品の付着水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
[{kcal}])
Qg : 未焼成品の結晶水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
[{kcal}])
Qh : 粘土の分解に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qi : 未焼成品の焼成に要した熱 (kJ [{kcal}])
3. 他の冷却中の窯の蓄熱を回収して利用している場合及び他の焼
成中の窯の廃熱を回収して利用している場合は,
の ましい。
QI
3= 100
m 他の窯からの回収熱
f
(2) さや及び道具を含 QII
2= 100
mf Hl
んだ熱効率
ここに,QII : さや及び道具を含んだ場合の焼成品1t当たりの有効熱
%)
(kJ [{kcal}])
mf : 焼成品1t当たりの燃料の使用量(kg又はm3N)
Hl : 燃料の低発熱量(kJ/kg [{kcal/kg}] 又はkJ/m3N [{kcal/m3N}] )
備考1. 燃料及び燃焼用空気などが他の熱源によって予熱されている場
合は,その熱量を上式の分母に加える。
2. さや及び道具を含んだ場合の焼成品1t当たりの有効熱
QII (kJ [{kcal}]) は,次の式によって求める。
QII=Qf+Qg+Qh+Qi+Qj
ここに,Qf : 未焼成品の付着水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
[{kcal}])
Qg : 未焼成品の結晶水分から蒸発する蒸気の持ち去る熱 (kJ
[{kcal}])
Qh : 粘土の分解に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qi : 未焼成品の焼成に要した熱 (kJ [{kcal}])
Qj : さや及び道具の加熱に要した熱 (kJ [{kcal}])
3. 他の冷却中の窯の蓄熱を回収して利用している場合及び他の焼
成中の窯の排熱を回収して利用している場合は,
の ましい。
QII
4= 100
mf Hl 他の窯からの回収熱
備考 m3Nは,気体の標準状態(101.3kPa [{0℃,760mmHg}] における体積の単位を示す。
――――― [JIS R 0302 pdf 10] ―――――
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JIS R 0302:1991の国際規格 ICS 分類一覧
- 81 : ガラス及びセラミック工業 > 81.100 : ガラス及びセラミック工業のための設備
- 17 : 度量衡及び測定.物理的現象 > 17.200 : 熱力学及び温度測定 > 17.200.10 : 熱.熱量測定
JIS R 0302:1991の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISK2249:1995
- 原油及び石油製品―密度試験方法及び密度・質量・容量換算表
- JISK2251:2003
- 原油及び石油製品―試料採取方法
- JISK2270:2000
- 原油及び石油製品 ― 残留炭素分試験方法
- JISK2272:1998
- 原油及び石油製品―灰分及び硫酸灰分試験方法
- JISK2275:1996
- 原油及び石油製品―水分試験方法
- JISK2279:2003
- 原油及び石油製品―発熱量試験方法及び計算による推定方法
- JISK2301:2011
- 燃料ガス及び天然ガス―分析・試験方法
- JISK2541:1996
- 原油及び石油製品―硫黄分試験方法