4.4 Розрахунок теплоносія на прогрів виробів

1. Прихід тепла

1. З парою

Q₁ = Д_п · і^//, кДж

де і^// - ентальпія пари, кДж/кг:

Q₁ = 2683 · Дп , кДж

де Д_п – витрата пари за період роботи ямної камери, кг. Величина, яка невідома. Визначається з рівняння теплового балансу.

2. Від екзотермічних реакцій твердіння цементу

Q₂ = q_екз · М _цем , кДж

де М_цем – маса цементу в пропарюванних виробах , кг;

М_цем = Е_к · Ц^w =

де Е_к – корисний обсяг камери, м³;

Ц^w – витрата цемента виробничого складу, кг.

кДж/кг

де θ = 0,5∙(t₁ + t₂)∙τ₁ + t_2∙τ₂ , град ∙ год

θ = град ∙ год

М – марка цементу;

q_екз – питома екзотерія цементу, кДж/кг ;

θ – число градусогодин теплової обробки;

Якщо θ ≤ 290, то а = 0,32 + 0,002 ∙ θ ;

Якщо θ ≥ 290 , то а = 0,84 + 0,0002∙ θ;

а = ____________

В/Ц – водоцементне відношення;

t₁ – початкова температура нагрівання виробів, ^оС; t₁ = 20^оС;

t₂ – максимальна температура прогріву, ⁰С;

τ₁ – час піднімання температури в камері, год;

τ₂ - час ізотермічного прогрівання, год;

q_екз = ________________________________, кДж/кг

Q₂ = _________________________________, кДж

Всього прихід тепла складає

Q_пр = Q₁ + Q₂ , кДж

Q_пр = ________________________________, кДж

4.4.2 Витрата тепла

1) На нагрівання сухої маси бетону

Q₁ = М_б С_б(t₂ – t₁), кДж ,

де М_{б –} маса пропарюваного бетону, кг;

М_б = Е_к∙ γ_сб , кг

Е_к – ємність камери, м³ бетону;

γ_{сб –} об’ємна маса сухого бетону, кг/м³;

γ _сб =1,5∙Ц + П + Щ + Д = ___________ кг/м³

t₂ – максимальна температура нагріва бетону, ^оС;

t₁ – початкова температура бетону, ^оС;

М_б = ____________________________, кг

С_б – масова теплоємкість бетону, кДж/ кг ∙ град

С_б = 0,88 кДж/кг ∙ град

Q₁ = _______________________________, кДж

2) На випарювання долі води затворіння

Q₂ = W (2493 + 1,97 ∙ t _ср) , кДж

W – маса випарюваної води, кг (для щільних бетонів дорівнює 1% від їх маси, тобто

W = 0.01 M_б), кг;

W = _____________________________, кг

t_ср – середня температура за період, ^оС;

t₁₊ t₂

t_ср = ------------- = -------- ^оС

2

Q₂ = __________________________, кДж

3) На нагрівання води, яка залишилась в виробах

Q₃ = ( М_в - W) C_в(t^в₂ – t^в₁) , кДж

М_в – маса води затворювання, кг

М_в = В_д ∙ Е_к, кг

В_д – витрата води номінального складу на 1 м³ бетону з врахуванням добавки, кг;

М_в = _______ кг

С_в – теплоємкість води, кДж/ кг ∙ град; Св = 4,19 кДж/кг;

t^в₂ – максимальна температура нагрівання води в виробах , ^оС;

t^в₁ – початкова температура нагріву води в виробах , ^оС;

Q₃ = _______________________________, кДж

4) На нагрів арматури та закладних виробів

Q₄ = М_аС_а(t^а₂ – t^a₁) , кДж

де М_а - маса арматури в пропарюємих виробах, кг

М_а= А_в ∙ N_в.к, кг

де А_в – витрата арматури на 1 виріб бетону , кг;

М_а = ______________________________, кг

де С_а – теплоємкість арматури, С_а = 0,48 кДж/ кг ∙ град;

t ^а₂ – максимальна температура нагріву арматури, ^оС;

t^а₁ – початкова температура нагріву арматури, ^оС.

Q₄ = _____________________________, кДж

5) На нагрів транспортних улаштувань

Q₅ = М_тр С_тр(t^тр₂ – t^тр₁) , кДж

де М_тр– маса транспортних улаштувань в камері, кг

а)Якщо вироби укладують в ямні камери на стійки з автоматичними кронштейнами, то орієнтовано

М_тр = m_тр ∙ h_к ∙ n, кг

де m_тр – питома норма витрати металу в кг на 1 м довжини стійки з кронштейнами, кг;

m_тр = 120 кг;

h_к – висота камери, м;

n –число стійок в камері, шт.

М_тр = ___________________________, кг

С_тр – теплоємкість транспортних пристроїв (стійок з металу або деревини), кДж/ кг ∙ град

Теплоємність металу: С_тр = 0,48 кДж/кг ∙ град.

б)Якщо вироби в камері укладають на дерев’яні прокладки, то треба розраховувати масу прокладок

М_пр = ℓ∙ b ∙h∙ n∙ γ_д,

де ℓ - довжина прокладки, м; ℓ= b_ф+0,1м;

b- ширина прокладки, м ; b = 0,06 м;

h - висота прокладки, м ; h = 0,08 м;

γ_д- щільність деревини ; γ_д = 750 кг/м³;

n - число прокладок, шт.: n = 2 ∙ N_ф.к., шт.

М_пр = _________________________, кг

Теплоємкість деревини С_д = 2,7 кДж/ кг ∙ град

Q₅ = ___________________________, кДж

6) На нагрів форм

Q₆ = М_ф С_ф(t^ф₂ – t^ф₁) , кДж

де М_ф – маса форм в камері, кг;

М_ф = G_ф ∙ N_{ф.к. ,} кг;

де G_ф – маса форми, кг;

N_ф.к. – кількість форм в камері, шт.;

М_{ф =} _____________________, кг

де C_ф - теплоємкість металу, кДж/кг ∙ град; C_ф = 0,48 кДж/кг ∙ град;

t^ф₂ – максимальна температура форми, ^оС;

t^ф₁ – початкова температура форми в камері, ^оС

Q₆ = -----------------------------, кДж

7) На акумуляцію огороджуючих конструкцій камери

Q₇ = Q_бет + Q_мв + Q_мет, кДж

Q_бет , Q_мв , Q_мет – тепло огороджень бетону, мінеральної вати та металу кришки, кДж

а)Тепло огороджень бетону

Q_бет = М^огор_б ∙ С_б ∙ t^ог_б

С_б – теплоємкість бетону, С_б = 0,98 кДж/кг · град

М^огор_б – маса огороджень з бетону та цементно- пісчаного розчину, кг;

М^огор_б = V '_{б ·} γ _огор, кг

γ_огор – об’ємна маса огороджень з керамзитобетону, кг/м³: γ_огор = 1600 кг/м³;

V '_б – обсяг бетону та цементно-пісчаного розчину, м³ (п.4.3.3.27)

М^огор_б =-------------------, кг

Приймаю температуру прогріву бетону огороджень

t₁ + t₂

t^ср_б = ------------- - 20 ^оС

2

85+20

t ^ср_б = ---------- - 20^о = 32,5^оС

2

Q_{бет =}_________________________, кДж

б)Тепло огороджень з мінеральної вати

Q_мв = М_мв ∙С_мв ∙t_мв , кДж

де М_мв – маса мінеральної вати, кг

М_мв = V_мв ∙ γ _мв, кг

де γ_мв – щільність мінеральної вати, кг/м³;

γ_мв = 120 кг/м³

V_мв – обсяг мінеральної вати, м³. (п.4.3.3.26)

М_мв = _____________________, кг

де С_мв – теплоємкість мінеральної вати, С_мв = 1,8 кДж/кг ∙ град

t^ср_мв – середня температура прогріву мінеральної вати, ^оС

t₁ + t₂

t^ср_мв = ----------- -10 ^оС

2

85+20

t^ср_мв = ------------ - 10 ^оС =42,5 ^оС

2

Q_мв = ________________________, кДж

в)Тепло металу кришки

Q_мет = М_мет ∙С_мет ∙ t^ср_мет , кДж

де М_мет –маса металу кришки ,кг

М_мет = V_мет ∙ ρ _мет, кг

де V_мет – обсяг металу кришки, м³; (п.4.3.3.25)

ρ_мет – щільність металу, ρ_мет =7800 кг/м³

М_мет = _________________________, кг

де С_мет - теплоємкість металу, кДж/ кг ∙ град

С_мет = 0,48 кДж/ кг ∙ град

t^ср_мет – температура прогрівання металу , ^оС

t₁ + t₂ 85+20

t ^ср_мет = ----------- = ---------- = 52,5 ^оС

2 2

Q_мет =______________________, кДж

Q₇ = _______________________, кДж

8) Втрати тепла огородженнями в оточуюче середовище

Q₈ = 3,6 ∙ 0,59∙(t_n + 100) ∙F∙τ , кДж

де t_n – температура теплоносія робочого простору камери, ^оС; t_n=104^оС;

F - поверхня огороджуючих конструкцій камери, м²;

τ - час піднімання температури та ізотермічного витримування, год.

τ = τ_{1 +}τ₂ , год; τ = 3+3 = 6 год

F = 2∙L₃∙B₃ + 2∙L₃∙H₃ + 2∙B₃∙H_3, м²

F = __________ м²

Q₈ = ________________________, кДж

9)Втрата тепла з конденсатом

Q₉ = М_к і^/

де М_к – маса конденсату, кг;

і^/ - ентальпія конденсату , кДж/кг (Л.38, с.133, табл.V)

М_к= Дп – М_св ∙ М _тр ,кг

де М_вк – маса пари, яка займає вільний обсяг камери , кг

М_вк = V_вк ∙ ρ^//

де V_вк– вільний обсяг камери, м³

V_вк = V_к - V_б - V_ф - V _тр

де V_к – обсяг камери, м³

V_к = l_к ∙ b_к ∙ h_к , м³

V_к = ____________________________, м³

де V_б- обсяг бетону в камері, м³;

V_б = Е_к = ________________________, м³

де V_ф – обсяг форм в камері, м³;

М_ф

V_ф= ------------ = _______________________, м³

ρ_мет

де М_ф - маса форм, що знаходяться в камері, кг

ρ_мет- питома щільність металу, кг/м³; ρ_{мет =} 7800 кг/м³

де V_тр – обсяг транспортних улаштувань в камері, м³

М_тр

V_тр = ---------- , м³

ρ_тр

де М_{тр –} маса транспортних улаштувань (або стійок), кг

ρ_тр – питома щільність деревини (при прокладках) або сталі (при стійках)

V_тр = _________________,м³

М_тр – витрата пари на пропуск в атмосферу, кг;

М_тр = 0,1 ∙ Дп

V_вк = ________________________.м³

М_вк = ________________________, кг

М_к = Дп - ____________________, кг

Q₉ =__________________________, кДж

10) На нагрівання пари, яка займає вільний обсяг камери

Q₁₀ = V_вк ∙ ρ^// ∙ і^// , кДж

де ρ^// - щільність пари,кг/м³; ρ^//=___________ кг/м³; (Л.38, с.133, табл.V)

і^// - ентальпія пари, кДж/кг; і^// =__________ кДж/кг; (Л.38, с.133, табл.V)

Q₁₀ =___________________________кДж

11) Всього витрата пари складає

Q_витр = К_н ∙ (Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈+Q₉+Q₁₀ ), кДж

де К_н – коефіцієнт неврахованих втрат; К_н=1,1

Q_витр = ______________________, кДж