7. Теплотехнический расчет.

В ходе теплотехнического расчета составляются уравнения теплового баланса для каждого периода ТВО или для каждой из зон ТВО. Уравнение составляется для одного теплового агрегата, работающего в неблагоприятных условиях.

Количество теплоты, расходуемое за каждый период или в каждой зоне ТВО определяется по следующей формуле:

, (7.1)

где Q – суммарный расход теплоты за период или в соотвествующей зоне ТВО, кДж/ч; Q_Б, Q_ТР, Q_Ф, Q_ОГР, Q_ПОТ, Q_ИСП, Q_СР – количество теплоты, необходимое соответственно для нагрева бетона, транспортных средств, формы, ограждений, на потери в окружающую среду, на испарение воды затворения, на нагрев среды установки; Q_ЭКЗ – количество теплоты, выделяющееся в процессе реакции гидратации цемента; β – коэффициент запаса на нерасчитываемые затраты теплоты (β=1,05-1,2), принимаем β=1,1.

Проведем теплотехнический расчет для установки периодического действия.

7.1 Расчет теплоты для нагрева изделий определяем по формуле:

N_ч, кДж (7.2)

где С_Б – средневзвешенная теплоемкость бетонной смеси, кДж/кг∙К:

, (7.3)

V_Б – суммарный объем бетона изделий в зоне;

t_H,t_K – средние значения температур в начале и конце соответствующего периода или зоны, ºС;

τ – продолжительность нахождения изделия в рассматриваемой зоне, ч.

Рассчитываем С_Б по формуле (7.3), при этом известно, что С_i=0,84 – для бетона, кДж/кг∙К и 0,46 кДж/кг∙К для стали.

По формуле (7.4) определяем М_Б:

кг

Расчет теплоты для нагрева изделий производится по периодам:

• Для первого периода: ; , (7.4)

Где t_П и t_Ц – соответственно температура на поверхности и в центре изделия, °С.

°С,

следовательно, для первого периода теплота для нагрева изделия равна:

кДж/ч.

• Для второго периода:

; °С,

Следовательно, для второго периода теплота для нагрева изделий равна:

кДж/ч

7.2 Расчет теплоты для нагрева форм.

Определяется по формуле:

, кДж/ч (7.5)

где С_Ф=С_м=0,482 (для металла) – теплоемкость материала формы кДж/кг·К;

М_Ф – масса форм, кг/ч.

, (7.6)

где V_ИЗД – объем бетона одного изделия, м³;

q_М – удельная металлоемкость форм. Для колонн принимаем q_М=1,1 т/м³.

t_K^Ф, t_Н^Ф – конечные и начальные температуры форм, °С; (принимаются равным температуре поверхности изделий в конце и начале периода).

• Для первого периода:

кг;

кДж/ч.

• Для второго периода:

кДж/ч.

7.3 Расчет потерь теплоты на нагрев транспортных средств .

Q_m= кДж/ч.

7.4 Расчет потерь теплоты через ограждающие конструкции установки.

Q _пот =3,6 (7.7)

где R_i - термическое сопротивление слоя ограждения ;

F_i – площадь поверхности ограждения

t_ср – температура среды установки, С

t_н - температура наружного воздуха, С

- коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждения,

и =10 Вт / м² С

и - толщины слоев ограждения и коэффициент теплопроводности материалов.

Рассмотрим конструктивные решения конструкции ограждения :

Стена туннельной камеры утеплена минватой.

Рис.4- Конструкция ограждения тепловой установки.

Коэффициенты теплопроводности слоёв:

Железобетон: λ₁=λ₃=1,92 ;

Минвата: λ₂=0,052 ;

Рассчитаем R₁

R_i =

Покрытие туннельной камеры:

Рис.5-Конструкция покрытия тепловой установки.

Коэффициенты теплопроводности слоёв:

Железобетон: λ₁=λ₃=1,92 ;

Гравий керамзитовый: λ₂=0,18 ;

Битумы нефтяные: λ₃=0,27 .

Рассчитаем R₂

R_i =

• Для первого периода

t_ср=80 ⁰ С t_н=20 ⁰С t_н=6,1 ⁰С

F₁=1ּ22,5ּ1=22,5 м²

F₂=2ּ22,5ּ4=180 м²

Находим Q^I_пот= кДж/ч

• Для второго периода

t_ср=80 ⁰ С t_н=20 ⁰С t_н=6,1 ⁰С

F₁=2ּ82,5ּ1=82,5 м²

F₂=2ּ82,5ּ4=330 м²

Q_пот= кДж/ч