2107

Тогда QIIназ 3,6 1,5(50 20)(2,08 4,68 2,84 46,62) 23026.

Для определения потерь тепла через крышку камеры подсчитываем её площадь и коэффициент теплопередачи:

F BкLк 3,9 6,3 24,57 м2;

Потери тепла через крышку

QIIкр 3,6 1,5(50 20)24,57 0,55 2189.

Б. Для определения потерь тепла через подземную часть стен камеры подсчитываем их площадь и коэффициент теплопередачи:

F 2Bкhк 2LкHк LкBк

2 3,9 3,1 2 6,3 3,7 6,3 3,9 75,87 м2;

kпод 0,5kназ 1,04 Вт/м2 С.

Потери тепла через подземную часть

QIIпод 3,6 1,5(50 20)75,87 1 12291.

Тогда Qо.с QIIназ +QIIкр+QIIпод=23026+2189+12291=37506. 8. Тепло, уносимое конденсатом пара,

QIIкон iкондGIIконд iконд(GIп Gсв Gпр),

где iконд= 419 кДж/кг; расход пара на пропуски в атмосферу Gпр= 0,1GIп . Масса пара, занимающая свободный объем камеры,

Gсв п(Vк Vф Vэл) 0,8264(90,9 61,9 1,8) 22,5 кг.

Следовательно, QIIкон 419(GIп 22,5 0,1GIп) 377GI п 9428.

40

9. Тепло паровоздушной смеси, выбивающейся через неплотности,

10 % от Qрасх :

8

QIIвыб 0,1 Qрасх 0,1(1343907 808548 380680 33488

1

717600 424232 37506 9428 377GIп) 373653,3 37,7GIп.

Суммарный расход тепла в период подогрева

9

Qрасх QIIс Qисп QIIв QIIа QIIф QIIакк Qо.с QIIкон QIIвыб

1

1343907 808548 380680 33488 717600 424232

37506 9428 377GIп 349806 38GIп 4086339 414GIп.

Тепловой баланс камеры в период подогрева

6 9

Qприх Qрасх , т. е. iпGIп 1077711 4086339 415GIп.

1 1

При энтальпии паровоздушной смеси iпв = 990 кДж/кг,

GIп 4086339 1077711 5230 кг/период. 990 415

Период изотермической выдержки

III. Приход тепла:

1. Тепло экзотермии цемента

QIIэ 0,0023Qэ28(В/Ц)0,44tII IIGц

0,0023 500 0,79 80 4 3406 990192.

2.Тепло сухой части бетона QIIc = 1343907.

3.Тепло, аккумулированное ограждениями, QIIакк 424232.

4.Тепло пара, поступающего в камеру, QIп iпGIIп . Суммарный приход тепла в период изотермического прогрева

4

Qприх QIIэ QIIс QIIакк QIIп

1

990192 1343907 424232 QIIп 2758331 QIIп .

IV. Расход тепла:

1. Тепло на подогрев изделий

QIIIc = (Gц + Gз)cctII = (3406 + 25896)0,84∙80 = 1969094.

41

QIIIакк Qаккст Qаккпол Qакккр 1046555 353183 23867 1423605.

3.Тепло, потерянное в окружающую среду через ограждения:

потери тепла через наземную часть стен

QIIIназ 3,6 4(80 20)(2,08 4,68 2,84 46,62) 122805;

=122805 + 11676 + 65552 = 200033. 4. Потери тепла с конденсатом

QIIIкон iкондGIIIконд iконд(GIIп 0,1GIIп Gсв)

419(0,9GIIп 22,5) 377GIIп 9428.

5.Тепло, выбивающееся через неплотности,

4

QIIIвыб 0,1 Qрасх 0,1(1969094 1423605

1

200033 9428 377GIIп) 358330 37,7GIIп .

42

Суммарный расход тепла в период изотермического прогрева

5

Qрасх QIIIс QIIIакк QIIIо.с QIIIкон QIIIвыб

1

1969094 1423605 200033 9428 377GIIп

358330 37,7GIIп 3941630 415GIIп .

Тепловой баланс камеры в период изотермического прогрева

2758331 990GIIп 3941630 415GIIп .

Тогда расход насыщенного пара в период изотермического прогрева равен

GIIп 3941630 2758331 2058 кг/период. 990 415

Удельный расход пара при нормальных физических условиях на тепловую обработку 1 м3 бетона составляет:

2.4. Камера вертикального типа

Вертикальные камеры непрерывного действия предложены профессором А.А Семёновым, с целью более рационального использования теплоты и уменьшения площади цеха. В них используется естественное расслоение пара и воздуха по высоте.

Верхняя зона, где устойчиво удерживается пар, предназначена для изотермической выдержки, нижние зоны с паровоздушной средой используются: подъёмная в качестве зоны подогрева, опускная – как зона охлаждения.

Для резкого отделения паровой зоны от паровоздушной на их границе запроектировано трубчатое кольцо с холодной проточной водой, на котором должен конденсироваться избыточный пар.

Вертикальная камера оснащена системой автоматического регулирования.

Принцип работы камеры (рис. 22) заключается в следующем. Изделие в форме 1 по приводному рольгангу 2 проходит до положения 3, показанного пунктиром, в камеру 4, состоящую из железобетонного ограждения 5, покрытого теплоизоляционным слоем 6. Сверху бетонную коробку 5 покрывают герметичной стальной крышкой 7. В положении 3 изделие останавливается концевым выключателем. Этот же концевой выключатель включает в работу загрузочные гидродомкраты 14. Они поднимают изде-

43

лие из положения 3, при этом форма с изделием утапливает защелки 13, а штабель оказывается выше защелок. При этом защелки 13 вновь занимают положение, показанное на рис. 22. После выхода защелок гидродомкраты начинают опускаться вниз, проходят между защелками, оставляя штабель изделия на защелках. Сами гидродомкраты уходят в крайнее положение и выключаются, включая другим концевым выключателем передаточную тележку 8, расположенную в верхней части камеры. Передаточная тележка возвращается в исходное положение, где и выключается.

Одновременно с выключением тележки включаются разгрузочные гидродомкраты 11. Гидродомкраты идут в верхнее положение, при этом поднимают штабель над защелками 13, находящимися на выгрузочной стороне; они освобождаются и под действием привода убираются, отводятся в сторону, после чего гидродомкраты 11 начинают опускаться, пока нижняя форма, находящаяся в штабеле, полностью не пройдет вниз и станет ниже защелок. В этот момент гидродомкраты 11 останавливаются. Защелки 13 встают на свое место, попадают в пазы 10 между формой и всем остальным штабелем, отсекая его от нижней формы, после чего гидродомкраты с одним изделием начинают опускаться дальше, а остальной штабель остается на защелках. Пройдя в крайнее нижнее положение гидродомкраты оставляют форму с изделием на выгрузочном роликовом конвейере, который

44

включается после того, как гидродомкраты займут крайнее нижнее положение. Затем этот конвейер выкатывает изделие из камеры.

Тепловлажностная обработка в такой камере осуществляется следующим образом. Пар через трубопровод подается в перфорированную трубу, расположенную в верхней части по всему периметру камеры. В момент пуска камеры в ней находится воздух, пар смешивается с ним, образуя паровоздушную смесь. Новые порции пара, который непрерывно подается в камеру и легче паровоздушной смеси, занимают верхнюю часть камеры – зону изотермической выдержки, вытесняя паровоздушную смесь книзу – в зону подогрева.

Таким образом, в верхней части камеры образуется и все время поддерживается среда чистого насыщенного пара с температурой 100 С и φ = 100 %. Ниже в камере находится паровоздушная смесь с меньшей температурой. Таким образом, изделия, проходя путь по камере, сначала нагреваются, потом выдерживаются при 100 С, а затем, опускаясь вниз, охлаждаются.

2.5. Расчёт вертикальной камеры

Исходные данные:

1.Годовая производительность конвейерной технологической линии

по выпуску железобетонных плит покрытия………… Gгод = 45000 м3,

каждая объёмом………………………………………… Vб = 0,615 м3.

Средний ритм конвейера……………………………………. Rср = 0,29 ч.

2.Годовой фонд времени работы цеха……………………... Вр = 6096 ч.

3.Цикл ТВО изделий…………….. Ц 1 2 3 1,5 3 1,5 6 ч

при температуре изотермии t2=100 °C и относительной влажности среды φ=100 %.

4. Расход материалов на 1м3 бетона, кг: ШПЦ М400 Ц=283 кг, З = 1931 кг, В = 170 л, арматура А = 104 кг, В/Ц = 0,6. Плотность бетона………………………………………………………. ρб=2384 кг/м3. 5. Масса формы…………………………………………….... Gф 7500 кг,

размером………………………………. ф ф hф 6,47 1,79 0,55м.

6. В зоне изотермического прогрева установлена перфорированная труба с 95 отверстиями диаметром d0=3 мм для подачи острого пара. Давление пара в паропроводе…………..... P=0,2 МН/ м2 при tп=120 °C. 7. Коэффициенты: теплоотдачи от среды в камере ограждениям………………………………………….... α1=52 Вт/м2·°C;

ограждений в среду цеха…………………………….… α2=23,2

Вт/м2·°C.

8. Средняя температура по сечению изделия

в конце периода подогрева………………………………….. t1I = 72,8 °C.

45

9. Стены камеры из сборного железобетона толщиной… δст = 0,17 м, снаружи покрыты теплоизоляционным слоем из минеральной ваты………………………………………… δут = 0,05 м

и оштукатурены азбозуритом. Общая толщина стен 0,22 м. Покрытие изготовлено из разъёмных металлических щитов, заполненных теплоизоляционным материалом минеральной ватой, толщиной равной 0,1 м с =0,063 Вт/м С (для минеральной ваты).

10. Изделия в формах размещаются в камере в четыре штабеля по 10 ярусов в каждом.

Расчёт габаритов камеры

Длина камеры Lk (м) определяется по формуле

Lк ф 5 4 6,47 5 0,5 28,40,

где ф длина формы, ф =6,47 м; зазоры между стеной камеры и фор-

мой и между формами, =0,5…0,6 м. Ширина камеры Вk (м):

Bk bф 2 1,79 2 0,5 2,79,

где bф – ширина формы, bф=1,79 м. Высота камеры Hk (м):

Мк hф nя nя 1 H1 H2 0,55 10 (10 1)0,2 1,8 9,5,

где hф – высота формы, hф = 0,55 м; nя – количество ярусов, nя = 10 шт; H1 – высота консоли поворотных устройств и расстояния от формы до пола камеры и потолка, H1 = 0,2 м; H2 – высота машинного отделения, H2 = 1,8 м.

Высота зоны прогрева – охлаждения

Высота зоны изотермического прогрева

46

Приход материалов, кг/ч:

1.Цемент………………………………………... Gц=Ц∙Vб=283·7,4=2094.

2.Вода…………………………………………… Gв=В∙Vб=170·7,4=1258.

3.Заполнители………………………………... Gз=З∙Vб=1931·7,4=14289.

4. Арматура………………………………………..

Gа=А∙Vб=104·7,4=770.

5. Формы………………………………... G1ф=Gф∙ nu=7500·12=90000 кг.

Расход материалов, кг/ч: 1. Вода испарения

(1 % от массы бетона)……………... Wi = 0,01Vб ρб=0,01·7,4·2384=176.

2. Оставшаяся вода……………………. G в = Gв Wi = 1258 176=1082.

Масса остальных материалов на протяжении всего цикла тепловой обработки не меняется.

Тепловой баланс.

I. Приход тепла, кДж/ч:

I-1. Тепло сухой части бетона

Q1c=(Gц+Gз)сс·t1=(2094+14289)0,84·20=275234.

Здесь и далее теплоемкость материалов находим в прил. табл. П.14, П.15,

П.16.

I-2. Тепло воды затворения

Q1в=Gв·ca·t1=1258·4,185·20=105295.

I-3. Тепло арматуры и закладных деталей

Q1a=Ga·ca·t1=770·0,46·20=7084.

I-4. Тепло форм

Q1ф=G ф·сф·t1=90000·0,46·20=828000.

I-5. Тепло экзотермии цемента

Qэ=0,0023·Qэ28(В/Ц)0,44t1-2 ·τ1·Gц=

47

=0,0023·420·0,60,44·60·1,5·2094=145406.

Здесь Qэ28 и (В/Ц)0,44 взяты из прил. табл. П.4 и П.5.

I-6. Тепло, выбивающееся в зону подогрева из зоны изотермического прогрева,

Q1выб=19700Δt0,6Fk Bk =19700·10,6·14,2·2,79·2,79=1303650.

I-7. Тепло воздуха, поступающего в камеру из калорифера,

Q1кал = Gкал(i i ).

Суммарный приход тепла в период подогрева

7

Q1прих Q1c+Q1в+Q1a+Q1ф+Qэ+Q1выб+Q1кал=

1

=275234+105295+7084+828000+

+145406+1303650+Q1кал=2664669+Q1кал.

II. Расход тепла:

II-1. Тепло сухой части изделий

QIIc=(G3+Gц)ссtII=(14289+2094)·0,84·72,8=1001853.

II-2. Тепло на испарение части воды затворения

Qисп=Wi(2493+1,97tI-II)=176(2493+1,97·60)=459571.

II-3.Тепло воды, оставшейся в бетоне к концу периода подогрева,

QIIв = G в· cф · tф = 1082·4,2·72,8 = 330832.

II-4. Тепло арматуры и закладных деталей

QIIа=Ga·ca·tII=770·0,46·100=35420.

II-5. Тепло форм

QIIф=G ф·сф·tII=90000·0,46·100=4140000.

II-6. Тепло смеси, заполняющей свободный объем камеры,

QIIc.o.=Vc.o. · ρI-II · iI-II = 88,8·1,1·398=38877,

где Vc.o.=H1·Bк·Lк n·lф·bф·hф=3,85·2,79·14,2-10·6,47·1,79·0,55=88,8 м3; II-7. Тепло, потерянное через ограждения камеры:

потери через стенки

QIIст=3,6kстFст(tI-II to.c.)=3,6·1,04·120,1·(60-20)=17986,

48

Суммарный расход тепла в период подогрева

7

Q11расх Q11c+Qисп+Q11в+Q11а+Q11ф+Q11с.о.+ 1

+Q11огр+Q11выб+Qз=1001853+459571+330832+

+35420+4140000+38877+17986.

7

Q11расх 5624539.

1

Тепловой баланс зоны подогрева

5624539=2664669+Q11кал .

Откуда Q11кал=5624539 2664669=2959870.

Удельный расход пара при нормальных физических параметрах в период подогрева

49