4 Выбор ограждающих конструкций

Для расчёта ограждающих конструкций воспользуемся методом последовательных приближений.

Задаёмся ограждающей конструкцией из керамзитобетона толщиной 30 см. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона λ=0,47 Вт/(м·ºС), Т_ц=16⁰С, Т_к=80⁰С- Температура в камере ⁰С , Т_п2 - не менее 40⁰С.

Определим коэффициент теплопередачи:

Рисунок 4.1− «Сечение ограждающей конструкции».

где α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·ºС);

δ/λ – тепловая проводимость стенки;

α_вн→∞;

α_нар=8…10.

Температура наружной поверхности камеры:

где Т_ц=16 – температура цеха, ºС;

Т_вн=80 – температура, равная температуре теплоносителя, ºС.

ºС.

Для полученной температуры определяем α_л и α_к и сравниваем с принятым значением.

где ε_пр=0,93…0,95 – приведённая степень черноты для керамзитобетона и металла;

с=5,67 – коэффициент излучения абсолютно чёрного тела;

Т_ж=289 – температура окружающей среды, К;

t_ж=16 – то же, ºС.

Критерий Грасгофа:

где х – линейный размер тела по направлению потока среды (теплоносителя), м.

Критерий Нуссельта:

где c, n – коэффициенты, зависящие от произведения .

Коэффициент теплоотдачи при конвективном потоке:

8,8947

Принимаем , К=1,334.

5 Теплотехнический расчёт

Тепловой баланс термоформы

Период нагрева

РАСХОДНЫЕ СТАТЬИ

1. Расход теплоты на нагрев материала.

Определяем теплоёмкость бетона.

Теплоёмкость бетонной смеси:

Коэффициент температуропроводности бетона:

Вычисляем величину А, принимая во внимание, что при марке цемента М400

Критерий Био:

Критерий Фурье:

=

Для найденных значений Fo и Bi по приложению 3 находим значение с₂=0,1.

Величина, характеризующая тепловыделение цемента в процессе тепловой обработки:

где Ц – расход цемента на 1 м³ бетона, кг;

t₀=16˚C;

b – скорость подъёма температуры:

По приложению 1 [3] находим, что для неограниченной пластины при Fo=0,426, ψ_пл=0,37.

Определяем удельный расход теплоты на нагрев бетона:

=

Определяем количество теплоты на нагрев всех изделий в камере:

0,77*1=28104,79 кДж

2. Расход теплоты на нагрев форм.

Принимаем металлоёмкость равную 2 т/м³ бетона.

Определяем температуру поверхности бетона в конце периода нагрева по номограмме в приложении 4 в зависимости от значений τ_н, R²/a, (b-m).

τ_н=7 ч

=4,44

_{tп=t0+b*τ-10=16+9,14*7-10=70}

t_ц=t₀+b* τ-25=16+9,14*7-25=55

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев формы:

_{Mф=3000 – вес металлических форм.}

C_ф = 0,481 – удельная теплоёмкость металла формы.

3. Теплопотери через ограждающую конструкцию.

Теплопотери через ограждающую конструкцию:

где F – площадь ограждающей конструкции:

где F_вн. – внутренняя площадь ограждающей конструкции, м²:

F_нар. – наружная площадь ограждающей конструкции, м²: