Главная страница
Навигация по странице:

  • 1.Описание конструкции и работы установки

  • Рис. 1. Пропарочная камера ямного типа

  • Рис. 2. Режим тепловлажностной обработки изделий

  • 3. Технологический расчет

  • 3.1 Расчет размеров установки

  • 3.2 Расчет производительности установки и их потребное количество

  • Режимы тепловой обработки изделий в камерах периодического действия

  • Толщина изделия, мм Класс бетона Режим тепловой обработки изделий, ч.

  • 4. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 4.1 Определение расходов тепла

  • Параметры насыщенного водяного пара

  • Удельные расходы теплоты, кДж/м

  • Коэффициенты к компонентам удельных тепловых потерь k

  • 4.2 Определение расхода теплоносителя в установке

  • Тепловыделения цемента при 28-суточном твердении Q

  • Сводная таблица баланса тепла

  • Расходные статьи теплоты

  • 5. ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 5.1 Расчет пароразводки

  • Значения массового расхода пара

  • 5. Безопасная эксплуатация установки

  • СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  • Курсовая. Введение Описание конструкции и работы установки


    Скачать 186.73 Kb.
    НазваниеВведение Описание конструкции и работы установки
    АнкорКурсовая
    Дата07.06.2022
    Размер186.73 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаkurs.rab (1).docx
    ТипРеферат
    #576451

    СОДЕРЖАНИЕ

    Введение……………………………………………………………………….......3

    1. Описание конструкции и работы установки…………………………………4

    2. Режим ТВО изделий……………………………………………………………7

    3.Технологический расчет……………………………………………………….10

    3.1 Расчет размеров установки………………………………………………..10

    3.2 Расчет производительности установок и их потребное количество……12

    4. Теплотехнический расчет……………………………………………………...15

    4.1 Определение расходов тепла………………………………………………15

    4.2 Определение расхода теплоносителя в установке……………………..…19

    5. Подбор вспомогательного оборудования……………………………………...23

    6. Безопасная эксплуатация установки…………………………………………...24

    Список используемой литературы …………………………………………….…25


    ВВЕДЕНИЕ
    Тепловую обработку, при которой в нагретом материале сохраняется влага, называют тепловлажностной. Такая обработка - основной метод ускорения твердения бетонных и железобетонных изделий, силикатных и других изделий на основе минеральных вяжущих гидратационного твердения. Как теплоносители применяют пар, электроэнергию, продукты сгорания естественного газа, горячий воздух, органические и неорганические масла.

    Наиболее распространенным теплоносителем является пар. Объединение в нем теплоты и влаги, сделало пропаривание универсальным способом ускорения твердения цементного бетона и конструкций на его основе.

    Режим пропаривания характеризуется тремя периодами: повышением температуры, изотермическим выдерживанием и охлаждением изделий.

    Повышение температуры в материале вызывает температурные и влажностные градиенты. Чтобы устранить деструктивные явления, изделия перед пропариванием должны иметь необходимую критическую прочность (0,6...0,8 МПа), при которой они могут выдержать возникающие напряжения.

    Второй период пропаривания - изотермический, характеризуемый интенсивным набором материалом прочности.

    Охлаждение изделий характеризуется потерей влаги вследствие повышения температуры и увеличения давления паров в материале по отношению к внешней среде. Если изделия охлаждаются чрезмерно быстро, то в них могут появиться трещины вследствие развития напряжений растяжения, превышающих прочность материала.

    Для пропаривания материала применяют тепловые установки периодического действия (ямные пропарочные камеры - рис.2.11, кассеты, колпаки, термоформы) и непрерывного действия (вертикальные, туннельные и щелевые камеры). При пропаривании тепловлажностная обработка материалов происходит в условиях насыщенной или близкой к ней паровоздушной смеси при температуре до 100°С и относительной влажности, которая равняется приблизительно 100%.

    Скорость нарастания структурной прочности цементного камня, как и скорость любой химической реакции, может быть резко увеличена с повышением температуры среды при тепловой обработке. Чтобы сохранить при этом влагу, которая необходима для процесса гидратации зерен цемента, для тепловой обработки используют пар. Тепловую обработку бетона с условием сохранения влаги в материале называют тепловлажностной обработкой (ТВО). Для представления о принципах такой обработки бетона охарактеризуем материал и условия ее ведения в процессе изготовления сборного бетона и железобетона.

    1.Описание конструкции и работы установки
    В поточно-агрегатном производстве применяют ямные камеры периодического мероприятия. Принцип периодичности заключается в том, что в освободившуюся камеру устанавливают по мере формования формы с изделиями.

    Эти камеры применяют как на заводах, так и на полигонах. В зави­симости от условий эксплуатации, уровня грунтовых вод камеру либо заглубляют в землю так, чтобы ее края для удобства эксплуатации возвышались над полом це­ха не более 0,6—0,7 м, или устанавливают на уровне пола. В этом случае для обслуживания устраивают спе­циальные площадки.


    Рис. 1. Пропарочная камера ямного типа
    Камеры имеют прямоугольную форму и изготовляют их из железобетона (рис.1), стены камеры снабжают теплоизоляцией 17 для снижения потерь теплоты в ок­ружающую среду. Пол камеры 1 делают с уклоном для стока конденсата. В полу есть трап 2 для вывода кон­денсата. В приямке трапа, куда стекает конденсат, де­лают конденсатоотводящее устройство 3, в качестве ко­торого чаще всего ставят водоотделительную петлю. Назначение конденсатоотводящего устройства — выпус­кать конденсат в систему конденсатоотвода 4 и не про­пускать пар.

    Стены камеры 5 имеют отверстие 6 для ввода пара, который подается вниз камеры по трубо­проводу 7 от сети. Трубопровод заканчивается уложен­ными по периметру камеры трубами 8 с отверстиями — перфорациями, через которые пар поступает в камеру. Кроме отверстия для ввода пара в стене камеры делают отверстие 9 для вентиляции в период охлаждения. Оно соединяется каналом 10 с вентилятором, который отби­рает паровоздушную смесь из камеры. Для изоляции камеры во время подогрева и изотермической выдержки от системы вентиляции устраивают герметизирующий конус 11, который с помощью червячного винта 12, снаб­женного маховиком, может подниматься и опускаться. При поднятом конусе происходит вентиляция, при опу­щенном— камера надежно изолирована от этой систе­мы. Кроме герметизирующего конуса в таких же целях могут применяться различные затворы, например, водя­ной эжекторный конструкции Гипростроммаша.

    В камеру с помощью направляющих, в качестве ко­торых используют опорные стойки, краном загружают изделия в формах. Каждая форма от следующей изоли­руется прокладками из металла для того, чтобы пар обогревал формы со всех сторон. Высота камеры дости­гает 2,5—3 м. Ширину и длину обычно выбирают с уче­том размещения в ней двух штабелей изделий в формах. Между штабелями изделий и между штабелем и стенка­ми камеры устраивают зазоры, чтобы обеспечить захват изделий автоматическими траверсами при загрузке и разгрузке камеры.

    Иногда в камерах подвергают тепловлажностной об­работке предварительно выдержанные изделия, набрав­шие достаточную прочность для их распалубки. Такие изделия на поддонах загружают на дополнительно уста­навливаемые стойки с кронштейнами — упорами. При укладке изделия на нижний кронштейн за счет тяг от­крывается следующий и т. д., позволяя загружать изде­лия на всю высоту камеры. После загрузки камера за­крывается крышкой 14, представляющей собой метал­лический каркас, заполненный теплоизоляционным материалом. Низ и верх крышки изолируют металличес­ким листом. Крышку так же, как и пол, делают с укло­ном i= 0,005—0,01 для стока конденсата. Для гермети­зации крышки служит водяной затвор. Для этого на верхних обрезах стен камеры устанавливают швеллер 15, а крышку по ее периметру оборудуют уголком 16, который входит в швеллер. Швеллер заполняют водой, кроме того, конденсат с крышки также стекает в швел­лер. Образующийся таким образом в нем слой воды предотвращает выбивание пара в цех через соединения крышки с камерой.

    Работа камеры заключается в следующем. После разгрузки ее чистят и проверяют. Проверяют работу вентилей подачи пара, надежно ли закрывается герметизирующий конус. После проверки камеру загружают изделиями, закрывают крышкой и включают подачу пара. Пар, поступая снизу в камеру, где находится воздух, поднимается вверх, смешивается с ним и нагревает, образуя паровоздушную смесь. Од­новременно пар конденсируется на изделиях, стенах, крышке, нагревает их, а сам в виде конденсата стекает в конденсатоотборное устройство. Общее давление в ка­мере Рк во все периоды тепловлажностной обработки равно атмосферному и складывается из парциального давления пара Рп' и парциального давления воздуха Рв':

    Рк = Р'п + Р'в

    По мере поступления пара степень нагрева камеры с материалом возрастает и достигает в конце периода прогрева максимальной температуры. Пар в камеру по­дается под давлением 0,105—0,101 МПа.

    Максимальная температура в камере всегда меньше 100 °С.

    Далее изделия выдерживают в камере при достигну­той температуре, при этом, как было указано в гл. 4, в материале продолжаются химические реакции и струк- турообразование, а также снимается напряженное со­стояние. При изотермическом прогреве, как только тем­пература в камере достигает максимальной, количество подаваемого пара снижают, ибо потребность в нем уменьшается. После изотермической выдержки начина­ют охлаждение. Для этого отключают подачу пара, под­нимают конус и соединяют вентиляционный канал ка­меры с вентиляционной системой. Пар из камеры и с поверхности материала вместе с воздухом начинает уда­ляться в вентиляционную сеть, а крышка камеры начи­нает пропускать воздух из цеха благодаря испарению влаги из швеллера в камеру. Кроме того, в камерах, в стенке, противоположной каналу 10, выводящему паро­воздушную смесь, иногда устраивают приточный затвор 13 для впуска воздуха в камеру во время охлаждения. Увеличивая или уменьшая отбор паровоздушной смеси через канал 10 изменяют темп охлаждения продукции.

    Ямная камера работает по циклу порядка 12—15 ч. Он включает время на загрузку, на разогрев изделий, на изотермическую выдержку и охлаждение, а также на выгрузку материала. Удельный расход пара в таких ка­мерах 200—300 кг/м3 бетона. В хорошо оборудованных и правильно эксплуатируемых камерах при хорошей ор­ганизации теплоснабжения удельный расход пара может быть снижен до 120—150 кг на 1 м3 бетона.

    2. Режим ТВО изделий
    Режимом тепловлажностной обработки изделий называется изменение всех основных физических величин описывающих процесс тепловлажностной обработки с течением времени.

    Режим тепловой обработки следует назначать путем установления оптимальной длительности температурно-влажностных параметров отдельных его периодов (СНиП 3.09.01–85[6]): предварительного выдерживания, подъема температуры, изотермического прогрева (в том числе термосного выдерживания) и остывания с использованием систем автоматического управления параметрами. Структура режима выражается как сумма времени отдельных ее периодов в часах.

    Длительность предварительного выдерживания назначают исходя из условий производства. При применении малонапорных и индукционных камер, кассетных установок, предварительно разогретых смесей и при приготовлении изделий из жестких бетонных смесей допускается тепловая обработка без предварительного выдерживания.

    Скорость нагрева бетона на поверхности во исключение излишних дефектов изделия не должна превышать 20 ºС/ч. Максимально допустимая температура бетона к концу периода нагрева не должна превышать 80–85 ºС [7]. Изотермический прогрев осуществляется путем подвода тепловой энергии в количестве, компенсирующем затраты на нагрев ограждений камеры и потери через них. Выгрузка изделий из камер и форм осуществляется при достижении перепада между поверхностью изделия и окружающей среды 40 ºС.

    Пропаривание изделий в камерах периодического действия. При тепловой обработке бетона в камерах периодического действия (ямных камерах) прогрев изделий осуществляется при непосредственном контакте их с теплоносителем или кондуктивным способом. В качестве теплоносителей в этих камерах могут применяться водяной насыщенный пар, паро-воздушная смесь, продукты сгорания природного газа. Режимы тепловой обработки изделий в камерах периодического действия приведены в табл.1, прил.

    Пропаривание изделий в камерах непрерывного действия. При тепловой обработке бетона в камерах непрерывного действия (туннельных и вертикальных камерах) прогрев изделий осуществляется с применением «глухого» пара (регистров).Для повышения влажности среды следует предусматривать дополнительную подачу «острого» пара через перфорированные трубы. В горизонтальных камерах регистры устанавливаются на полу и под потолком. В вертикальных камерах регистры устанавливаются вдоль боковых стен по ее высоте. В качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар с давлением 0,5–0,6 МПа. Режимы тепловой обработки изделий в камерах непрерывного действия приведены в табл.2, прил.

    Пропаривание изделий в термоформах и кассетах. При тепловой обработке железобетонных изделий в термоформах и кассетных установках прогрев бетона осуществляется контактно-кондуктивным способом путем подачи теплоносителя (пара, горячей воды, высококипящей жидкости и др.) в тепловые отсеки (в бортах и поддоне формы, в стендах, в кассетных установках) или размещения в этих отсеках электронагревателей.

    Конструктивное исполнение отсеков при использовании любых теплоносителей и электронагревателей должно обеспечивать однородность температурного поля на поверхности теплового отсека, непосредственно контактирующего с бетоном изделий, в процессе всей тепловой обработки. Допустимый перепад температур не должен превышать 10 ºС. С этой целью рекомендуется применять эжекторную систему пароснабжения с давлением пара 0,3–0,4 МПа.

    Для ускорения прогрева изделий целесообразно бетонную смесь укладывать в предварительно подогретые формы, а также применять предварительно разогретые до 50 ºС бетонные смеси.

    При расположении паровых отсеков через два рабочих отсека режимы тепловой обработки в термоформах и кассетных установках ориентировочно принимаются по табл.3, прил. При подогреве изделий с двух сторон через один рабочий отсек общий цикл тепловой обработки уменьшается на 1ч за счет сокращения изотермического выдерживания с подачей пара в отсеки.

    С целью увеличения оборачиваемости термоформ и кассетных машин рекомендуется производить двухстадийную тепловую обработку изделий: первую стадию до приобретения бетоном распалубочной прочности (составляющей примерно 50% от проектной), и вторую –– при последующем твердении в соответствующих температурно-влажностных условиях (камеры дозревания без подачи пара, в цехе или на складе при положительных температурах) до достижения отпускной прочности.

    Режимы двухстадийной тепловой обработки изделий, изготавливаемых по стендовой и кассетной технологии приведены в табл.4, прил.

    Тепловая обработка изделий из легких бетонов. Для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, применяемых при изготовлении ограждающих конструкций зданий, режим тепловой обработки должен обеспечивать минимально возможную отпускную влажность бетона (15–13%).

    Для обеспечения минимальной отпускной влажности тепловую обработку изделий проводят в условиях, способствующих испарению влаги из изделии. Такой прогрев может осуществляться в камерах ямного, туннельного, и щелевого типа, оборудованных ТЭНами, калориферами, регистрами, инфракрасными и излучателями и пр. Максимальная температура среды в камерах может быть повышена до 150 ºС. С целью обеспечения заданной влажности изделий камеры рекомендуется оборудовать системой вентиляции.

    Режимы тепловой обработки изделий из легкого бетона назначают на основе лабораторных исследований, ориентировочно можно использовать режимы, приведенные в табл.5, прил.

    Пропаривание изделий в автоклавах. Тепловой обработке в автоклавах (запариванию) подвергаются смеси на вяжущих материалах, применяемых для ячеистых и плотных силикатных бетонов. Величина давления насыщенного пара поступающего в автоклав составляет 8–12 ати, что соответствует температуре равной 175–193 ºС. Это позволяет увеличить полноту гидратационных процессов, обеспечить более устойчивый фазовый состав гидросиликатов кальция и сократить длительность изотермического прогрева.

    Тепловые режимы обработки изделий в автоклавах приведены в табл.6, прил.

    Процесс воздействия создаваемой среды на помещенный в установку бетон представляют в виде зависимости температуры поверхности материала от времени (см. рис.2)


    Рис. 2. Режим тепловлажностной обработки изделий:

    τнагр –– время нагрева (подъема температуры) изделия,

    τиз –– время изотермической выдержки изделия,

    τохл –– время охлаждения изделия

    3. Технологический расчет

    Технологический расчет устанавливает габариты тепловых установок, потребность в их количестве и определяет производительность установок, обусловленные данной технологией.

    3.1 Расчет размеров установки

    Ямные камеры имеют прямоугольную форму и изготавливаются из тяжелого бетона или кирпича с толщиной стенок от 0,2 до 0,45 м. Камеры изолируются с внутренней стороны теплоизоляцией состоящей из минераловатных плит толщиной 60 мм, воздушной прослойкой шириной 35 мм и стального листа толщиной 3 мм. Днище камеры состоит из пустотного настила толщиной 220 мм, песчаной подготовки толщиной 80 мм и слоя керамзитового гравия толщиной 200 мм. Камеры заглубляют в землю таким образом, чтобы их стенки возвышались над уровнем пола всего на 50–80 см.

    Габаритные размеры камеры устанавливают в зависимости от размеров изделий.

    В производимых расчетах суммарная высота изделия, формы и прокладки, мм

    ,
    где δи = 400 мм - толщина изделия;

    δф= 20 мм – толщина дна формы;

    δпр=300 мм –– свободное пространство между изделиями по вертикали с учетом прокладок и кронштейнов.

    Количество изделий в штабеле, располагаемых по высоте камеры, шт

    ,


    где Н / –– приблизительная высота камеры, принимается равной от 2 до 4 м.
    Линейные размеры камеры, мм, определяются по формулам:
    высота ;

    ширина ;

    длина ,

    где: hд –– расстояние от дна камеры до низа формы, hд = 150–200 мм;

    hк –– расстояние от крышки до верхней поверхности изделия, hк =50–100 мм;

    b= 1,44 –– ширина изделия, мм;

    bп –– ширина полки формы, bп =70–100 мм;

    bс –– расстояние от поверхности формы до внутренней поверхности стенки камеры, bс= 350–400 мм;

    l–– длина изделия, мм.

    Количество изделий k, одновременно обрабатываемых в одной камере, шт.

    k = n·m,

    где n –– количество изделий в штабеле, шт;

    m –– количество камер в блоке, принимается равной от 4 до 8 шт.

    Коэффициент заполнения камеры изделиями

    ,

    где –– объем бетона всех изделий, м3;

    Vи –– объем одного изделия, м3;
    –– объем камеры, м3.

    Свободный объем камеры, м3,

    .
    3.2 Расчет производительности установки и их потребное количество

    Определяют фонд рабочего времени Τгод,ч.

    Для установок периодического действия задаются количеством рабочих дней в году nдн = 300 (в среднем эта величина составляет не более 300 дней);

    nсм = (2-3) - количество рабочих смен;

    τсм = 8 - количеством рабочих часов в смену.

    ;

    Количество часов работы оборудования, ч, будет:

    Τч = Τгод · Kоб;

    где Kоб=0,85-0,95- коэффициент использования оборудования.

    Часовая производительность завода;

    объемная, м3/год: ;

    где G- годовая производительность завода, м3/год;

    штучная, шт/ч: ;

    где Vи-объм бетона одного изделия;

    массовая: ;

    где γ-удельный вес бетона, кг/ м3.

    Потребное число установок для обеспечения заданной производительности:



    где τ= 12 - общее время тепловой обработки принимается в зависимости от толщины изделия и класса бетона по таблице ,ч;

    Таблица 1

    Режимы тепловой обработки изделий в камерах периодического действия

    Толщина изделия, мм

    Класс бетона

    Режим тепловой обработки изделий, ч.

    Нагрев

    Изотермическая выдержка

    Охлаждение

    Выгрузка, загрузка

    Общее время

    До 160

    М200

    3,5

    5,5

    2

    2

    13

    М300

    3

    4

    2

    2

    11

    М400

    3

    3,5

    2

    2

    10,5

    М500

    3

    3

    2

    2

    10

    М600

    3

    2

    2

    2

    9

    160–300

    М200

    3,5

    6,5

    2

    2

    14

    М300

    3

    5

    2

    2

    12

    М400

    3

    4,5

    2

    2

    11,5

    М500

    3

    4

    2

    2

    11

    М600

    3

    3

    2

    2

    10

    300–400

    М200

    3,5

    6,5

    3

    2

    15

    М300

    3

    5,5

    2,5

    2

    13

    М400

    3

    5

    2,5

    2

    12,5

    М500

    3

    4

    2,5

    2

    12

    М600

    3

    3,5

    2,5

    2

    11

    Тогда производительность одной установки:

    штучная:

    шт/ч

    объемная:

    м3

    массовая:

    кг/ч

    4. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

    4.1 Определение расходов тепла

    Общий расход тепловой энергии Qр, кДж/ч, при разогреве бетона изделий до tк определяется по формуле:



    где К – коэффициент, учитывающий потери тепла с конденсатом и с утечками пара через неплотности, при разогреве бетона паром до 80ºС, К = 1,065;

    - расход тепла на разогрев бетонных изделий, кДж/ч;

    - расход теплоты на нагрев и испарение влаги бетона, кДж/ч;

    - расход теплоты на нагрев металла форм и арматуры изделия, кДж/ч;

    - расход теплоты на разогрев элементов ограждений, включая потери теплоты за время разогрева, кДж/ч;

    - расход теплоты с паром, находящимся в свободном объеме, кДж/ч;
    Расход теплоты на разогрев бетонного изделия, кДж/ч


    где Vб = Vи · к – объем бетона всех изделий, м3;

    Vи – объем одного изделия, м3;

    к – емкость установки, шт;

    γ – удельный вес бетона кг/м3;

    сб = 0,84 кДж/(кг · ºС) – теплоемкость бетона;

    tк = 80 ºС – конечная температура разогрева бетона;

    tн = 20 ºС – начальная температура бетона перед тепловой обработкой;

    τнагр = 3 ч – время нагревания бетонного изделия.

    Расход теплоты на нагрев и испарение влаги из бетона, кДж/ч.


    где wз = 0,06-0,08 – средняя влажность заполнителей бетона;

    св =4,19 кДж/(кг · ºС) – теплоемкость влаги;

    ∆w = 0 – изменение влажности изделий в процессе тепловой обработки, при атмосферном давлении;

    r = 2243,6 – скрытая теплота парообразования принимается в зависимости от абсолютного давления в установке по таблице 12 ., кДж/кг

    Таблица 12


    Параметры насыщенного водяного пара

    Давление, ата

    Температура, ºС

    Плотность пара, кг,м3

    Энтальпия жидкости, кДж/кг

    Энтальпия пара, кДж/кг

    Теплота парообразования, кДж/кг

    1

    100

    0,5896

    417,47

    2674,9

    2243,6

    8

    170

    4,1615

    720,9

    2769,0

    2048,1

    9

    175,4

    4,6533

    742,7

    2773,7

    2031,0

    10

    179,9

    5,1414

    762,4

    2777,8

    2015,3

    11

    184,0

    5,6338

    781,3

    2781,2

    1999,9

    12

    187,9

    6,1237

    789,4

    2784,6

    1986,2

    13

    191,6

    6,6138

    814,6

    2787,4

    1972,7

    14

    195,0

    7,1023

    830,0

    2789,7

    1959,7

    Расход теплоты на нагрев металла форм и арматуры изделий, кДж/ч.



    где Gф = gф·nф – масса всех форм, находящихся в установке, кг

    gф - масса одной формы составляет кг (принимают в расчете, что масса формы на 1 м3 изделия составляет: для панелей и плит покрытий, колонн, прогонов ––1100 кг; панелей наружных стен –– 800 кг; лестничных маршей и площадок –– 2000 кг; блоков стен, подвалов и фундаментов –– 500 кг; ребристых панелей покрытий ––2400 кг; вентиляционных блоков и шахт лифтов –– 3000 кг; при обработке изделий в термоформах масса формы увеличивается в 2,7 раза);

    nф = шт. – количество форм находящихся в установке.

    Gф= кг

    Gа=gа·k – масса арматуры всех изделий, находящихся в установке, кг;

    gа = кг – масса арматуры одного изделия;

    к = шт. – емкость установки.

    Gпак = gп·m – масса метала стоек пакетировщика в ямных камерах, кг;

    gп =1860 кг – масса стоек пакетировщика в одной камере;

    m = шт. – количество ямных камер в блоке;

    см=0,48 кДж/(кг · ºС) – теплоемкость металла.

    Расход теплоты на разогрев элементов ограждений, включая потери теплоты за время разогрева, кДж/ч, для ямных пропарочных камер.



    где q1 кДж/м2; удельные потери тепловой энергии,

    q2 кДж/м2; приходящейся на 1 м3 по поверхности

    q3 кДж/м2; отдельных ограждений, определяется по

    q4 кДж/м2; таблице 15 [31];

    q5 кДж/м2.

    Таблица 15


    Удельные расходы теплоты, кДж/м2, на разогрев и компенсацию потерь в ямных пропарочных камерах при нагреве изделий до 80 ºС

    Ограждения

    Компоненты тепловых потерь

    Ограждения, выполненные из тяжелого бетона

    Ограждения, выполненные из керамзитобетона

    Наружные стены выше нулевой отметки пола

    q1

    19200

    12600

    Наружные стены ниже нулевой отметки пола

    q2

    15500

    10900

    Перегородки

    q3

    18000

    14200

    Днище

    Из керамзитобетона

    q4

    10900

    10900

    Из керамзитобетонного пустотного настила с подсыпкой керамзитового гравия

    q4

    15500

    15500

    Крышка

    q5

    7700

    7700


    F1 – площадь поверхности наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола, м2;

    ;

    F2 - площадь поверхности наружных стен блока камер ниже нулевой отметки пола, м2;

    ;

    F3 – площадь поверхности перегородок, м2;.

    ;

    F4 – площадь поверхности днища, м2;

    ;
    F5 = F4 – площадь поверхности крышки, м2;

    кq – коэффициент компонентов удельных тепловых потерь, принимается по таблице 13 [31], кq = 0,1.

    Таблица 13

    Коэффициенты к компонентам удельных тепловых потерь kq

    Сопротивление теплопередачи Rо, (м2·ºС)/Вт

    0

    0,1

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    1,4

    1,6

    1,8

    Коэффициент kq

    1

    0,64

    0,47

    0,32

    0,25

    0,2

    0,17

    0,15

    0,13

    0,11

    0,1

    Qn=кДж/ч

    Термическое сопротивление теплопередачи Rо, (м2·ºС)/Вт, рассчитывают по формуле:



    где δб и δиз –– соответственно толщина слоя бетона стенки и тепловой изоля- ции, м, принимают исходя из конструкции камеры;

    λб и λиз –– соответственно коэффициенты теплопроводности бетона стенки и тепловой изоляции, Вт/( м·ºС),

    Rпр –– сопротивление тепло- передачи воздушной прослойки, (м2·ºС)/Вт

    Расход теплоты с паром, находящемся в свободной объеме установки, кДж/ч.



    где Vсв – свободный объем установки, м3;

    iп.а = 2674,9 кДж/кг – энтальпия пара при атмосферном давлении, находим по таблице 12 [31];

    ρп.а = 0,5896 кг/м3 – плотность пара при атмосферном давлении, находим по таблице 12 [31].

    4.2 Определение расхода теплоносителя в установке

    Для определения расходов теплоносителей составляем уравнения теплового баланса ∑Qприх = Qр (равенство суммы прихода и расхода теплоты), базой которого является количество теплоты, израсходованное за 1 час работы установки в период разогрева бетона.

    При использовании в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара при атмосферном давлении уравнение теплового баланса имеет вид:




    где – расход пара, определяемая величина, кг/ч;

    iж = 417,47 кДж/кг – энтальпия жидкости при атмосферном давлении, принимаем по таблице 12 [31];

    r = 2243,6 кДж/кг – скрытая теплота парообразования, принимаем

    по таблице 12 [31];

    х = 0,95- 0,98– степень сухости пара;

    Qробщий расход тепловой энергии, кДж/ч;

    Qэ.р – тепловыделение бетона при экзотермических реакциях, кДж/ч;

    Тепловыделение при экзотермических реакциях Qэ.р, кДж/ч, в процессе разогрева бетона находим по формуле:


    где Q28 = 251 – тепловыделение цемента при 28-суточном твердении, определяется в зависимости от марки цемента, по таблице 16 ;

    Таблица 16


    Тепловыделения цемента при 28-суточном твердении Q28 и расход цемента Gц

    Параметры бетона

    Марка бетона М

    50

    100

    200

    300

    350

    400

    500

    600

    Марка цемента

    200

    200

    200

    200

    300

    300

    400

    500

    Расход цемента Gц, кг, на 1 м3 бетона

    200

    200

    200

    200

    300

    300

    400

    500

    Q28, кДж/кг

    251

    251

    251

    251

    334

    334

    418

    507


    В/Ц- водоцементное отношение, для различных бетонов находят в пределе 0,3-0,5;

    =– водоцементное отношение;

    tср = (tк + tн)/2 – средняя температура бетона за время твердения, ºС;

    tср = (80 + 20)/2 = 50 ºС;

    τнагр = 3 ч – время нагрева бетона;

    gч = 1,15 – объемная производительность установки, м3/ч;

    Для проверки полученных результатов составляем таблицу теплового баланса на 1 час работы установки.

    Таблица 5.2.1

    Сводная таблица баланса тепла

    Наименование статей баланса

    Количество теплоты

    кДж/ч

    %

    Приходные статьи теплоты

    Приход теплоты с теплоносителем Qр







    Приход теплоты от экзотермических реакций Qэ.р







    Всего:







    Расходные статьи теплоты

    Расход теплоты на разогрев бетонных изделий Qб







    Расход теплоты на нагрев и испарения влаги бетона Qв







    Расход теплоты на нагрев форм, арматуры изделий Qм







    Расход теплоты на разогрев элементов ограждений, включая потери теплоты за время разогрева Qn







    Расход теплоты с паром, находящимся в свободном объеме установки Qсв







    Всего:







    В период изотермической выдержки насыщенный водяной пар подается для поддержания термосного режима. Количество теплоносителя, израсходованного в этот период, определяем по формуле:


    где αсум –– суммарный коэффициент теплоотдачи, для металлических поверхностей с температурой 40 ºС αсум = 10,69 Вт/(м2·ºС);

    Fn–– площадь поверхности ограждения, м2, определяем по формуле:

    ;
    tст = 40 ºС –– температура внешней поверхности ограждения, принимается согласно требованию техники безопасности;

    tо.с –– 20 температура окружающей среды (температура в цехе), ºС;
    Удельные расходы пара:



    dнагр= кг/м3
    dиз=кг/м3,

    где - удельный расход теплоносителей в период нагрева изделия;

    - удельный расход теплоносителей в период изотермической выдержки.

    Удельные расходы теплоносителей должны соответствовать нормативным значениям, используемым в промышленности таблица 17 [31].

    Для расчета годовой потребности теплоносителя в ямных камерах (установках периодического действия) с начало рассчитываем количество пар (теплоносителя), затраченного в одном цикле работы установки:



    где - количество теплоносителя, затраченного в одном цикле работы установки;

    - количество теплоносителя, затраченного в период нагрева;

    - время разогрева бетона, ч;

    - количество теплоносителя, затраченного в период изотермической выдержки;

    - время изотермической выдержки, ч.

    Dц=кг/цикл

    Тогда годовое потребление пара:


    где - количество рабочих циклов, совершаемых установкой в год;

    Тч =4048- фонд рабочего времени в году;

    τ = 12 ч – полное время тепловой обработки изделий. Dгод= кг/год.

    5. ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

    5.1 Расчет пароразводки

    Одним из условий нормальной эксплуатации пропарочных установок является равномерное распределение в них паровой среды. Расчет пароразводки для ямной камеры сводится к установлению дальнобойности струй пара, выходящих из перфорированных труб, и качеству площади и числа паропроводящих отверстий – сопел, запроектированных а соответствии с заданным расходом пара.

    При истечении пара в установку с давлением, близким к атмосферному, его массовый расход через 1 мм2 отверстия перфорированной трубы будет зависеть от давления пара р1 в подводящем паропроводе и может бать найден по таблице 18 [31]. gпара = 6,72.

    Таблица 18

    Значения массового расхода пара


    р1, МПа

    0,11

    0,12

    0,13

    0,14

    0,15

    0,16

    0,17

    0,2

    0,3

    0,35

    0,5

    0,9

    1

    gпара, кг/мм2·ч

    0,16

    0,49

    0,59

    0,68

    0,76

    0,82

    0,97

    1,02

    1,52

    1,76

    2,5

    4,4

    6,72

    Минимальное сечение всех сопел, мм2:


    Число отверстий , где f1 – площадь сечения одного отверстия, мм2 (диаметры отверстий принимаем равными от 4 до 30 мм).
    Сечение коллектора для равномерности раздачи пара должно в два раза превышать суммарное сечение всех отверстий.

    Диаметр паропровода dп, мм, устанавливаем исходя из скорости течения в них пара υп = 20-30м/с;

    ρп.а = кг/м3 – плотность пара при атмосферном давлении, находим по таблице 12 [31].



    Принимаем диаметр см

    5. Безопасная эксплуатация установки
    Тепловые установки на заводах строительных материалов и изделий являются агрегатами повышенной опасности, так как их работа связана с выделением теплоты и влаги. Поэтому условия эксплуатации таких установок строго регламентируются соответствующими правилами и инструкциями.

    СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

    1. Перегудов В.В. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей./ Перегудов В.В., Роговой М.И. –– М. : Стройиздат, 1983

    2. ГОСТ 2.105 – 79(2001)

    3. ГОСТ 2.109 – 73(2001) ЕСКД. Основные требования к чертежам.

    4. ГОСТ 21.501–93 СПДС. Правила выполнения архитектурно рабочих чертежей.

    5. ГОСТ 2.104 – 78(2001) ЕСКД. Основные надписи.

    6. СниП 3.09.01 – 85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий.

    7. Нормативно-производственное издание. ВНИИЖЕЛЕЗОБЕТОН. Пособие по тепловой обработке сборных жезобетонных конструкций и изделий (к СниП 3.09.01 – 85). –– М. : Стройиздат, 1989

    8. СниП II – 3 – 79 (1998) Строительная теплофизика.

    9. ГОСТ 12.2.003 – 82(1999) ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

    10. ГОСТ 12.2.062 – 81(1985) ССБТ. Оборудование производственное. Ограждения защитные.

    11. ГОСТ 12.2.085 – 82(1995) ССБТ. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности.

    12. СНиП 12.03 – 99 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. общие требования.

    13. Охрана труда: Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. –– М. : ИНФРА-М, 2004.


    написать администратору сайта