2390

2. Толщина железобетонных стен:

наружных ………………………………………………………..... стн 0,4 м;

внутренних…………………………………………………….…... ств 0,2 м.

3.Толщина бетонного пола камеры ………..……………… δпол=0,15 м.

4.Крышка металлическая, утеплённая минеральной ватой:

масса металла .………………………………………………...... Gм = 2000 кг; утеплителя ..………………………………………………………Gут=1180 кг; толщина минваты ………………………...δут=0,16 м, λут = 0,063 Вт/(м· C).

5. Коэффициенты:

тепловосприятия ограждений камеры…...……………….. α1 = 30 Вт/(м2·°C);

теплоотдачи от ограждений камеры в окружающую среду…………………

α2 = 5 Вт/(м2·°C).

6.Плотность материала ограждений ………………….ρж/б =2300 кг/м3.

7.Расход материалов на 1 м3 бетона изделий, кг:

портландцемент М500 Ц = 262, щебень Щ = 1420, песок П = 572, вода В = 152, арматура А = 76.

8.Плотность бетона изделий ……………………………...ρ=2406 кг/м3.

9.Температура: свежеотформованных изделий

до поступления в камеру …………………………………………….t1 = 20 °C,

средняя температура по сечению изделия к концу периода подогрева ……..

……………………………………………………………………… tII = 54,6 °C,

изотермического прогрева ………………………………………… tII = 80 °C.

10.Объём одного изделия …………………………………….Vи = 1,0 м3,

вкамере находится ………………………………………………...nи = 12 изд.,

объём бетона в камере ………………………….Vб Vи nи 1,0 12 12 м3.

11.Масса одной металлической формы ………………….. m1ф=1500 кг, масса форм и стоек пакетировщика в камере (18 000 кг+1500 кг) ………….

…………………………………………………………………....mф =19 500 кг, их объём ………………………………………………………….. Vф = 61,2 м3.

12.Объём прокладок и выступающих частей в камере.......Wв.ч = 1,8 м3.

13.Заглубление камеры ……………………………………… hk = 2,6 м.

14.Определить удельный расход пара при нормальных физических условиях на тепловую обработку 1м3 бетона изделий при …………………

………………………………… ТВО в I II III 1 3 5 3 12ч. 15. Пар, поступающий из паропровода, влажный насыщенный с

tп=110 °C, ρп = 0,826 кг/м3, in=2680 кДж/кг.

Материальный баланс камеры, кг/цикл Приход материалов:

179

1.Цемент……………………………………...Gц = Ц·Vб = 262·12 = 3114.

2.Вода………………………………………... Gв = В·Vб = 152·12 = 1824.

3.Заполнители…...………. Gз = (П + Щ)·Vб = (572 + 1420)·12 = 23 904.

4.Арматура……………………………………... Gа = А·Vб = 76·12 = 910.

5.Металл форм и стоек пакетировщика……………..……. Gф = 19 500. Расход материалов:

1.Масса испарившейся воды……. Wi = 0,01·ρб·Vб = 0,01·2406·12 = 289.

2.Масса оставшейся в изделиях воды…GIIв = Gв – Wi = 1824 – 289= 1535.

Тепловой баланс камеры, кДж/период

Период подогрева

I. Приход тепла:

1. Тепло сухой части бетона

QIc = (Gц + Gз)cctI = (3144 + 23 904)0,84·20 =454 406.

2. Тепло воды затворения

QIв = GвcвtI = 1824·4,185·20 = 152 669.

3. Тепло арматуры и закладных деталей

QIа = GаcаtI = 910·0,46·20 =8372.

4. Тепло форм и стоек пакетировщика

QIф = GфcфtI = 19 500·0,46·20 = 179 400.

5. Тепло экзотермии цемента

при tI II 0,5(tI tII ) 0,5(20 80) 50 ºС,

QIэ 0,0023Qэ28(В/ Ц)0,44tI II IGц

0,0023 500 0,79 50 3 3144 428448.

6.Тепло насыщенного пара

QIп = GIп iп ,

где GIп – масса пара, поступившего в камеру за период подогрева, кг; iп энтальпия пара, кДж/кг.

Суммарный приход тепла за период подогрева

6

Qприх QIс QIв QIа QIф QIэ QIп

1

454 406 152 669 8372

179 400 428 448 QIп 1223 295 QIп .

180

II. Расход тепла:

1. Тепло сухой части бетона

QIIc = (Gц + Gз)cct II = (3144 + 23 904)0,84·54,6 = 1 240 529.

2. Тепло на испарение части воды затворения

Qисп = Wi(2493 +1,97tI-II)= 289(2493 + 1,97·50) = 748 944.

3.Тепло воды, оставшейся в изделиях к концу периода подогрева,

QIIв = GIIвcвtIII = 1535·4,19·54,6 = 351 168.

4.Тепло арматуры и закладных деталей

QIIа = GаcаtII = 910·0,46·80 =33 488.

5. Тепло форм и стоек пакетировщика

QIIф = Gфcфt II = 19 500·0,46·80 = 717 600.

6. Тепло материалов элементов ограждений к концу периода подогрева определяют по формуле

при соответствующих λi и аi (табл.П.14).

Fст=2·Вк·Нк+2·Lк·Нк=2·4,4·3,2+2·6,3·3,2=28,16+40,32=68,32м2; Fп= Fк= Вк· Lк=4,4 ·6,3=27,72 м2.

7. Потери тепла в окружающую среду через ограждения камеры к концу периода подогрева вычисляем по формуле

Qо.с 3,6 I (tI II tI ) Fiki .

181

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

F Fн Fв 2Bк(Hк hк ) 2Lк Hк 2 4,4 0,6

6,3 0,6 5,28 3,78 9,06 м2;

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

F Bк Lк 4,4 6,3 27,72 м2;

Потери тепла через крышку

QII кр 3,6 3(50 20)27,72 0,55 4940.

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

F2Bкhк 2Lк Hк

2 4,4 2,6 2 6,3 2,6 22,88 32,76 55,64 м2;

kпод 0,5kназ 1,04 Вт/(м2 С).

Потери тепла через подземную часть

QII под 3,6 3(50 20)55,64 1,04 18748.

Тогда Qо.с QII наз +QIIкр+QII под=9548+4940+18 748=33 236.

8. Тепло, уносимое конденсатом пара,

QIIкон iкондGIIконд iконд(GIп Gсв Gпр),

182

где iконд= 419 кДж/кг; расход пара по табл. П.17; на пропуски в атмосфе-

ру Gпр = 0,1GIп .

Масса пара, занимающая свободный объем камеры,

Gсв п (Vк Vф Vэл ) 0,8264(91,5 61,2 1,8) 23,5 кг.

Следовательно, QII кон 419(GI п 23,5 0,1GI п ) 377GI п 9847.

9. Тепло паровоздушной смеси, выбивающейся через неплотности,

10 % от Qрасх :

8

QII выб 0,1 Qрасх 0,1(1240 529 748944 351168 33488

1

717 600 579 782 33236 9847 377GI п ) 369 490 37,7GI п.

Суммарный расход тепла в период подогрева

9

Qрасх QII с Qисп QII в QII а QII ф QII акк Qо.с QII кон QII выб

1

1240 529 748 944 351168 33 488 717 600 579 782

33 236 9847 377GI п 369 490 38GI п 4064 390 415GI п.

Тепловой баланс камеры в период подогрева

Часовой расход пара в первом периоде:

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

183

Период изотермической выдержки

III. Приход тепла:

1. Тепло экзотермии цемента

QIIэ 0,0023Qэ28 (В / Ц )0,44 tII II Gц

0,0023 500 0,79 80 5 3144 1142 530 .

2.Тепло сухой части бетона QIIc = 1 240 529.

3.Тепло, аккумулированное ограждениями, QIIакк 579782.

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

4

IV. Расход тепла:

1. Тепло на подогрев изделий

QIIIc = (Gц + Gз)cctII = (3144 + 23 904)·0,84·80 = 1 969 094. 2. Тепло, аккумулированное ограждениями,

QIIIакк Qаккст Qаккпол Qакккр 1060900 446278 30072 1537250.

3.Тепло, потерянное в окружающую среду через ограждения:

потери тепла через наземную часть стен

184

QIIIназ 3,6 5(80 20)(2,08 9,06 2,84 46,62) 31946;

потери тепла через крышку

QIIIкр 3,6 5(80 20)27,72 0,55 16466 ;

потери тепла через подземную часть стен

QIII под 3,6 5(80 20)55,64 1 62 495.

Тогда QIIIо.с. QIII наз +QIII кр +QIIIпод =31 946 + 16 466 + 62 495=110 907. 4. Потери тепла с конденсатом

QIII кон iкондGIII конд iконд (GII п 0,1GII п Gсв )

419(0,9GII п 23,5) 377GII п 9847.

5.Тепло, выбивающееся через неплотности,

110 907 9847 377GII п ) 345 594 37,7GII п .

Суммарный расход тепла в период изотермического прогрева

5

Тепловой баланс камеры в период изотермического прогрева

292 841 990GII п 3 801 530 415GII п .

Тогда расход паровоздушной смеси в период изотермического прогрева равен

GIIп 3801530 2962841 1459кг/период. 990 415

Удельный расход пара при нормальных физических условиях на тепловую обработку 1 м3 бетона во втором периоде составляет

185

Удельный расход пара за два периода составит:

qn qIn qIIn 152 45 197кг/м3.

Для построения циклограммы работы и расхода пара (тепла) для рассматриваемой камеры необходимы следующие данные:

а) часовая производительность завода по изделиям; б) емкость установки в изделиях;

в) режим установки по времени (время загрузки, периоды подъема температуры, изотермии, охлаждения, время выгрузки и чистки камеры);

г) часовые расходы пара (тепла) в периоды подъема и изотермии. График строится следующим образом. По горизонтальной оси от-

кладывается время в часах до 3-х суток, начиная с понедельника. Над горизонтальной осью строятся графики работы установки во времени. Под горизонтальной осью откладывается часовой расход пара (тепла) работающих тепловых установок. При наложении графиков работы тепловых установок их часовые расходы суммируются. По циклограмме уточняется необходимое количество тепловых установок и определяются максимальный и минимальный часовые расходы пара (тепла). По максимальному часовому расходу пара ведется расчет диаметра магистрального паропровода.

В рассматриваемом случае циклограмма показала, что необходимо всего 10 камер плюс 2 запасные. Максимальный часовой расход пара равен сдвоенному часовому расходу пара первого периода 608×2=1216 кг/ч, поскольку происходит наложение периодов подъема температуры первой и второй загружаемых камер.

Проект пароразводки сводится к установлению для данного аппарата дальнобойности струй пара, выходящих из перфорированных труб, и к расчету площади и числа паропроводящих отверстий, запроектированных в соответствии с заданным расходом пара. Расход пара зависит от перепада давлений и формы отверстий. В целях достижения наибольшей дальнобойности струи и экономии ее энергии А.А.Вознесенским предложено делать не цилиндрическую форму отверстий, а в виде точеных расширяющихся сопел типа Лаваля (угол расширения 6…120). Диаметр отверстий принимается равным 2…4 мм. При давлении пара в камере Р2 равном или близком к атмосферному, массовый расход пара за час q через 1 мм2 отвер-

186

стия паропровода, выточенного в виде сопла, принимают в зависимости от давления в паротрубопроводе Р1 по табл. 3.14.

стояние между отверстиями в перфорированной трубе составит l L/n, где L – длина трубы в камере, мм.

При Р1=0,14 МН/м2, q=0,68 кг/(мм2ч), тогда f 608/0,68=894 мм2;

число отверстий при f1 12,6 мм2:

п=894/12,6=71, диаметр отверстия 4 мм.

Сечение пароразводящего коллектора для равномерности раздачи пара должно в 2 раза превышать суммарное сечение отверстий. Диаметр

магистрального трубопровода d 4S / , где сечение паропровода

S D/3600 п . Здесь D – максимальный часовой расход пара (кг/ч) по заводу, определяется по циклограмме; ρп – плотность пара, кг/м3; ω – ско-

рость движения пара в паропроводе 20…30 м/с, тогда при D=1216 кг/ч,

ρп=1,12 кг/м3 и ω=20 м/с:

S=1216/3600·1,12·20=0,015 м2

d4 0,015/ =0,14 м.

3.18.2.Расчет кассеты

Исходные данные:

1. Размеры формы-кассеты ………………………………………………..

……………………………………. Vк Lк Вк Нк 5,092 4,28 4,82 105,05м3,

весом…………………………………………………………………. Gф=80 т.

2.Толщина теплоизоляционного слоя из стекловаты…….. δ = 0,15 м

скоэффициентом теплопроводности…………...……… λ = 0,045 Вт/(м·°C).

3.Коэффициенты:

тепловосприятия ограждений кассеты……………….….… α1=45 Вт/(м2·°C),

187

теплоотдачи от ограждений кассеты в окружающую среду……………..

……………………………………………………………….… α2=5 Вт/(м2·°C). 4. Расход материалов на 1м3 бетона изделий, кг:

портландцемент М400 Ц=213,6, Щ=1420, кварцевый песок П=572, вода

В=160, арматура А=71,8, В/Ц=0,75.

Плотность бетона изделий…………………………………...... ρб=2366 кг/м3.

5.Температура: свежеотформованных изделий……………. t1=20 °C, средняя температура по сечению изделия к концу

периода подогрева…………………………………………….…. t’2=70,54 °C, металла форм и арматуры……………………………………….…. t’2ф=90 °C, изотермического прогрева…………………………………….…… tи=100 °C.

6.Объём одного изделия…………………………………. Vи = 3,48 м3,

вкамере находится…………………………………..……….. nи=10 изделий,

7.Пар, поступающий из паропровода, влажный насыщенный с tп=100 0С, ρп=0,5977 кг/м3, iп=2676 кДж/кг.

8.Определить удельный расход пара при нормальных физических условиях на тепловую обработку 1м3 бетона изделий...τто=τ1+τ2=1,5+4=5,5.

Материальный баланс кассеты, кг/цикл Приход материалов:

1.Цемент…………………………..… Gц Ц Vб 213,6 34,8 7433.

2.Вода………………………………....... Gв В Vб 160 34,8 5582.

3.Заполнители…………... Gз (П Щ)Vб (572 1420) 34,8 69320.

4.Арматура…………………………..... Gа А Vб 71,8 34,8 2500.

5.Металл кассеты…………………………………..…….. Gф 80000.

Расход материалов:

1. Масса испарившейся воды

Wi 0,005 б Vб 0,005 2366 34,8 412. 2. Масса оставшейся воды визделиях

GIIB GB Wi 5582 412 5170.

188