12 Теплові розрахунки бітумосховища
12.1 Злив бітуму
При перевезенні бітуму він може охолонути. Перед розвантаженням в бітумосховище бітум необхідно нагріти за допомогою відповідної системи підігріву для забезпечення його текучості. В`язкий бітум нагрівають до температури 80-100 С, рідкий - 80-90 С, полімер асфальтобетон - 80-140 С.
Необхідна витрата тепла для розігріву бітуму визначається
,
ккал/год. (12.1)
де
- маса бітуму, що розігрівається, в одній
ємності, кг (вантажопідйомність
цистерни авто бітумовоза – 5 т);
-
питома теплоємність бітуму, ккал/кг
С,
залежить від температури бітуму,
=0,4
ккал/кг
С
при t=80
С;
і
- відповідно початкова і кінцева
температури бітуму, приймається взимку
=-10
С;
навесні і восени
=10
С,
значення
приймаємо рівним 80
С;
- час
розвантаження, дорівнює 0,67-2 год.
1,2
– коефіцієнт, що враховує втрати тепла;
- кількість
одночасно розвантажуючих ємностей.
ккал/год.
12.2 Розігрів бітуму в сховищі
Розігрів бітуму в сховищі здійснюємо по двохступеневій схемі. На першому етапі визначаємо витрату тепла на розігрівання бітуму (60 С) для забезпечення його надходження в приямок. На другому етапі визначають витрату тепла на розігрів бітуму (90 С) для можливого його перекачування по трубопроводу.
Визначення кількості теплоти на всіх етапах наступний:
Визначаємо годинну кількість тепла, необхідного для розігріву бітуму в сховище до = 60 С за формулою
,
ккал/год, (12.2)
ккал/год
де m – годинна потреба в бітумі для виробництва асфальтобетонної суміші, кг/год.
(12.3)
де
- сумарна добова потреба в бітумі, кг;
=0,85
– коефіцієнт використання робочого
часу на протязі зміни.
т/год.
= 3400кг/год.
Визначаємо годинну кількість тепла, необхідного на плавлення бітуму
,
ккал/год (12.4)
де
ккал/кг – питома теплота плавлення
бітуму.
ккал/год.
Визначаємо втрати тепла при розігріву бітуму в сховищі, що відбувається при передачі тепла від бітуму дну сховища, а також при передачі тепла вище лежачим шарам бітуму. Втрати тепла з поверхні бітуму в повітря, а також через стінки сховища не відбуваються, тому що в сховищі розігрівається тільки тонкий шар бітуму на дні, що швидко стікає в приямок. Тоді втрати тепла при розігріві бітуму в сховище
,
ккал/год. (12.5)
де
- коефіцієнт теплопередачі від бітуму
до дна;
- площа
дна сховища;
- площа
поверхні бітуму, м
;
- температура дна сховища (+10 С), С;
- температура розігрітого бітуму в сховищі, С;
-
коефіцієнт теплопередачі у вище лежачі
шари бітуму,
ккал/год.
(12.6)
- товщина
шару бітуму в сховищі, м;
-
коефіцієнт теплопровідності бітуму
,
(12.7)
- щільність бітуму, т/м ;
= 0,25.
Визначають повну витрату тепла на розігрів бітуму в бітумосховищах до температури 60 С
,
ккал/год. (12.8)
ккал/год.
Визначаємо кількість тепла, необхідного для розігріву в бітуму в приямку до температури
,
ккал/год., (12.9)
ккал/год
Визначаємо втрати тепла при розігріву бітуму в приямку з поверхні бітуму в повітря, а також через дно і стінки приямку
,
ккал/год., (12.10)
де
=
12 - площа дна приямку, як правило,
призначається 3
4
м, 3
3
м та 4
4
м і товщиною шару бітуму в ньому
=0,5
м;
- площа
стін приямку
ккал/год.
(12.11)
Р=(3+4)*2=14 – периметр приямку, м;
-
коефіцієнт теплопередачі через стіни
приямку;
- температура дна, стін приямку і навколишнього повітря, , приймається + 10 С.
-
коефіцієнт теплопередачі від поверхні
бітуму повітря
(12.12)
- в`язкість
по Єнглеру;
- площа
поверхні бітуму в приямку.
Визначаємо повну витрату тепла на розігрів бітуму в приямку до
,
ккал/год., (12.13)
ккал/год.
Визначаємо сумарні витрати тепла, необхідні для одночасного розігріву бітуму в цистернах, сховищі і приямку
,
ккал/год., (12.14)
ккал/год.
Визначаємо необхідні витрати пару для підведення потрібного тепла
,
кг/год, (12.15)
q= 662,3 – питома єнтальпія пару,
кг/год.,
За відомою годинною витратою пари підбираємо пароутворювачі Д-564 (ДС-20) .
Таблиця 12.1 – Технічна характеристика пароутворювача
Показники |
Д – 564 (ДС – 20) |
Продуктивність, кг/год. |
До 690 |
Тиск пари, МПа |
1,0 |
Вологість пари, % |
5 |
Геометрична місткість котла, л |
1010 |
Об`єм води в котлі, л |
900 |
Площа поверхні нагріву, м |
14,4 |
Місткість топки, м |
0,2 |
Паливо |
Моторне+керосин у співвідношенні від 1:2 до 1:3 |
Тиск палива, МПа |
1,0-1,5 |
Витрата палива на 1 кг пари, кг/кг |
До 0,085 |
Потужність, кВт |
3 |
Частота
обертання, с |
50 |
Габаритні розміри, мм: Довжина Ширина Висота |
3250 1550 1700 |
Маса, кг |
2100 |
Для визначення необхідної площі поверхні нагрівальних елементів, розташованих на дні бітумосховища для розігріву бітуму до температури 60 С
,
м
(12.16)
k=40 – коефіцієнт теплопередачі через стінки труб;
-
температура насиченого пару при робочому
тиску р=0,8 МПа;
-
температура конденсату при тиску р=0,2
МПа.
м
Необхідну довжину труб при цьому визначають
,
м (12.17)
=0,1…0,3
м – зовнішній діаметр труб, м.
м
Для визначення площі поверхні труб, необхідної для розігріву бітуму в приямку до заданої температури
,
м
(12.18)
м
Необхідну довжину труб при цьому визначають за формулою
,
м (12.19)
м