4.1.7Тепло пара в свободном объеме камеры

После окончания периода изотермической выдержки в камере остается пар, который с началом периода охлаждения удаляется в атмосферу, тепло при этом теряется. Определяем потери тепла. Сначала определим объем пара заполняющий свободный объем камеры - это объем камеры за вычетом объема занимаемого изделиями и формами:

V₁₁=L₃*B₃*H₃-V₁*n₁-M₃*n₂/₁=7*3,75*3,5-4,09*6-1866*6/7800=65,9

м³

где ₁ - плотность металла определяемая по "Теплофизическим характеристикам материалов", кг/м³

Потери тепла с паром, содержащемся в свободном объеме камеры, составляют:

Q₈=V₁₁*"*i"=65,9*0,5896*2674,9=104000 Дж/период

где " и i" соответственно плотность и энтальпия сухого насыщенного пара взятого при нормальном давлении 0.1 МПа из таблиц "Сухого насыщенного пара"

4.1.8Потери тепла с конденсатом

В конденсат превращается весь пар подаваемый в камеру за весь период тепловлажностной обработки который мы обозначим D, за исключением пара оставшегося в свободном объеме камеры и пара ушедшего в атмосферу через неплотности.

Энтальпия конденсата определяем по формуле:

i'=4.19*t₂=4,19*80=335,2 кДж/кг

Тогда потери тепла с конденсатом составят:

Q₉=i'*(D-К*D-V₁₁*")

Q₉=335,2*(D-0,05D-37,02*0,5896)=335,2D-16,76D-7316

Q₉=318,4*D-7316=318,4*2729-7316=855900 кДж/период

где К - коэффициент утечек пара через неплотности К=0.05...0.1 зависящий от автоматизации установки, большее значение К для установок не оборудованных автоматикой

4.1.9Потери тепла с утечками пара через неплотности.

Как уже было сказано выше коэффициент утечки К зависит от степени автоматизации и от правильности эксплуатации установки. Потери тепла с утечками определяем по формуле:

Q₁₀=K*(Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈+Q₉)

Q₁₀=0,05*(1159300+6330+309000+1163000+745000+3387800+266900+ +104000+318,4*D-7316)=15,9*D+356700=15,9*2457+356700=399900

4.2Приход тепла.

4.2.1Тепло экзотермии цемента. Приход тепла с паром.

В процессе твердения бетона в результате экзотермических реакции выделяется тепло, которое может быть подсчитано по эмпирической (полученной опытным путем) формуле:

тепло выделяющееся во время периода нагрева:

Q₇₁=0.000964*M₄*M*0.5*(t₁+t₂)*₁*[В/Ц]^0,44=0,000964*5398*400*0,5*

*(20+80)*3*0,959=299000 кДж/период

тепло выделяющееся во время периода изотермии:

Q₇₂=0.000964*M₄*M*t₂*₂*[В/Ц]^0,44=0,000964*5398*400*80*5*0,959=

=798000 кДж/период

Всего тепла выделившегося за весь период тепловлажностной обработки:

Q₁₁=Q₇₁+Q₇₂=299000+798000=1098000 кДж/период

4.2.2Приход тепла с паром.

В основном тепло в камеру поступает с паром. В действительности пар в камеру поступает с разным давлением, но для расчетов принимаем, что пар в камеру поступает с давлением 0.1 МПа

Q₁₂=D*i"=2729*2674,9=7299600 кДж/период

4.3Тепловой баланс установки.

Тепловой баланс установки заключается в приравнивании статей прихода и расхода тепла:

Q₁₁+Q₁₂=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈+Q₉+Q₁₀

1098000+2674,9*D=1159300+6330+309000+1163000+745000+3387800+266900+104000+318,4*D-7316+15,9*D+326135

2674,9*D-318,4*D-15,9*D= 1159300 + 6330 + 309000 + 1163000 + 745000 + 3387800 + 266900 + 104000 - 1098000

2340,6*D=6387497

D=2729

Из данного уравнения находим расход пара D, кг/пер. решая уравнение относительно D. Затем подставляем полученное числовое значение D в уравнения для определения Q₉, Q₁₀ и Q₁₂ и определяем суммарный приход тепла Q₁ и суммарный расход тепла Q₂ по формулам:

Q₁=Q₁₁+Q₁₂=1098000+7299600=8397600

Q₂=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈+Q₉+Q₁₀=

1159300+6330+309000+1163000+745000+3387800+266900+104000+855900+399900=8397600

По полученным данным строим сводную таблицу статей теплового баланса.

Таблица 6

Наименование статей баланса	Обозначение	Значение кДж/час	%
Приход тепла с паром	Q12	7299,6	86,9
Тепло экзотермической реакции бетона	Q11	1098	13,1
Всего приход тепла	Q1	8397,6	100
Расход тепла на нагрев сухой части бетона	Q1	1159,3	13,8
Расход тепла на нагрев арматуры	Q2	6,33	0,1
Расход тепла на нагрев форм	Q3	309	3,7
Расход тепла на нагревание воды бетона	Q4	1163	13,9
Расход тепла на испарение части воды	Q5	745	8,9
Расход тепла на аккумуляцию ограждениями	Q6	3387,8	40,3
Потери тепла в окружающую среду	Q7	266,9	3,3
Потери тепла с паром в свободном объеме	Q8	104	1,2
Потери тепла с конденсатом	Q9	855,9	10,2
Потери тепла с утечками пара	Q10	399,9	4,8
Всего расход тепла	Q2	8397,6	100

За 100.0 % принимаем всего приход тепла Q₁. Все остальные статьи баланса определяются в процентном отношении от этой величины. Невязка баланса, то есть разница в процентах между Q₁ и Q₂ допускается не более 2 %

Важной характеристикой является удельный расход пара в кг. на 1 м³ бетона, который определяем по формуле:

d=D/(V₁*n₁)=2457/(4,09*6)=111

Сравнивая полученный в результате расчета удельный расход пара с ориентировочным расходом пара для соответствующей установки, определяем экономичность принятых проектных решений.