2390

Тепловой баланс камеры, кДж/ч

Период подогрева

1. Приход тепла, кДж/ч:

1.1. Тепло сухой части бетона

Q1c Gц Gз ссt1 1246 7012 0,84 20 138734 .

1.2. Тепло воды затворения

Q1в Gвсвt1 610,5 4,185 20 51099 .

1.3. Тепло арматуры и закладных деталей

Q1a Gacat1 1297 0,46 20 11932.

1.4. Тепло форм-вагонеток

Q1ф Gфcфt1 13944 0,46 20 128285.

1.5. Тепло экзотермии цемента при

t1 2 0,5 t1 t2 0,5(80 20) 50 oC ,

Q1э 0,0023Qэ28 В/Ц 0,44t1 2 1Gц

0,0023 420 0,731 50 3 1246 131979.

1.6.Тепло, выбивающееся в зону подогрева из зоны изотермического

прогрева,

1.8. Тепло острого пара

Q1п=G1п(iп – iк)=G1п(2707 – 420)=2287·Gп,

где iк – теплосодержание конденсата.

209

Суммарный приход тепла в период подогрева

8

Qприх =Q1c+Q1в+Q1а+Q1ф+Q1экз+Qвыб+Q1рег+Q1п=

1

=138 734+51 099+11 932+128 285+131 979+

+84 667+43 725+2287·G1п=590 421+2287·G1n.

2. Расход тепла, кДж/ч:

2.1. Тепло сухой части изделия

Q2c Gц Gз ссtцо 8258 0,84 58 406492.

2.2. Тепло на испарение части воды затворения

Qисп Wi 2493 1,97t1 2 88,7 2493 1,97 50 229866.

2.3. Тепло воды, оставшейся в бетоне к концу периода подогрева,

Q2в Gв1свt2 521,8 4,185 58 127967.

2.4. Тепло арматуры и закладных деталей

Q2a Gacat2 1297 0,46 80 47730. 2.5. Тепло форм-вагонеток

Q2ф G2фсфt2 13944 0,46 80 513139 .

2.6. Тепло смеси, заполняющей свободный объём камеры,

2.7. Тепло, потерянное через ограждения камеры,

Q2огр 3,6ki Fi (t1 2 tc.o ).

Потери тепла через наружную стенкуст 0,4м, ст 1,56Вт/(м С). Определяем коэффициент тепло-

передачи:

210

цементной стяжки…………............... ц.с 0,02м, ц.с 0,93 Вт/(м2 С).

Суммарные потери тепла через ограждения камеры

Q2огр=Q2ст+Q2пот+Q2пол=23 120+26 468+28 135=77 723.

2.8. Приняв температуру смеси около воздушной завесы в зоне подогрева t1 58 C, вычисляем тепло, выбивающееся из камеры через торец со стороны снижателя:

Q2выб 19700(t1 t1)0,6 Fk Hk

2.9. Тепло, требуемое для четырех воздушных завес:

Qз 4G3 (t2 t1 2 );

Gз 0,5Gтор ; Gтор 0,054(t1 t1)0,6 kж Fk Hk ;

kж 2,9 1,3 2,4 0.4 0,74; 2,9 1,3

Gтор 0,054 8,953 0,74 2,9 1,31,3

1,538 кг/с 1,538 3600 5537 кг/ч;

G3 2768 кг/ч.

211

Тогда Q3 4 2768 (80 50) 332202.

Суммарный расход тепла в период подогрева

9

Q2расх =Q2с+Q2исп+Q2в+Q2а+Q2ф+Q2с.о+Q2огр+Q2тор+Qз=

1

= 406 492+229 866+127 967+47 730+513 139+24 513+

+77 723+75 496+332 208=1 835 134 кДж/ч.

Тепловой баланс зоны подогрева

Период изотермического прогрева

3. Приход тепла, кДж/ч:

3.1. Тепло экзотермии цемента

Q3э 0,0023Qэ28 В/ Ц 0,44t2 2Gц

0,0023 420 0,731 80 6 1246 492 720.

3.2.Тепло, отдаваемое поверхностью регистров,

3.3. Тепло острого пара

Q3n G3n (in iк ) G3n (2707 420) 2287 G3n.

Суммарный приход тепла в период изотермического прогрева

3

Q3прих Q3э Q3рег Q3n

1

212

=492 720+49 972+2287·Gn=542 692+2287·Gn .

4. Расход тепла, кДж/ч:

4.1. Тепло смеси, заполняющей свободный объем,

Q4c.o V4c.o 2 i2 (L2 Bk Hk n2 lф bф hф ) 2 i2

=(67·2,9·1,3 – 11·6,06·2,4·0,4)·1·990=187 011.

4.2. Тепло, потерянное через ограждения камеры. Расчет ведём по формулам п. 2.7. Подставляя в них параметры, характерные для зоны изотермического прогрева, получим

4.3. Тепло, выбивающееся из зоны через торцы: со стороны зоны подогрева (см. п. 1.6) Q1выб=115 623; со стороны зоны охлаждения принимаем температуру смеси около воздушной завесы в зоне охлаждения t3' 74 C.

Следовательно, Q4тор=Qтор+Qтор=115 623+249 040=364 663.

4.4. Тепло на нагрев сухой части изделия от 58 до 80 ºС

Q4c (Gц Gз )cc (t2 t'2 ) 8259 0,84 22 152608.

4.5. Тепло на нагрев оставшейся в бетоне воды от 58 до 80 ºС

Q4в G'в cв (t2 t'2 ) 521,8 4,185 22 48042.

Суммарный расход тепла изотермического прогрева

213

5

или 41/3,7=11 кг/м3.

Тогда полный расход пара на 1м3 бетона составит

225,5+11=236,5 кг/м3.

3.18.6. Расчёт вертикальной камеры

Исходные данные:

1. Годовая производительность конвейерной технологической линии: по выпуску железобетонных плит покрытия……………… Gгод = 12 008 м3;

каждая объёмом………………………………………………… Vб = 0,615 м3. Средний ритм конвейера……………………………………….... Rср = 0,29 ч.

2. Годовой фонд времени работы цеха в три смены при пятидневной рабочей неделе по 2010 году…….............. 249–13=236, Вр=236×24=5664 ч. 3. Цикл ТВО изделий…………………. Ц 1 2 3 1,5 3 1,5 6 ч,

214

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=1931кг, В = 70 л, арматура А= 104 кг, В/Ц = 0,6.

Плотность бетона……………………………………………… ρб = 2384 кг/м3. 5. Масса формы………..………………………………………....Gф 2000кг,

размером……………………………………. ф bф 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. Дав-

ление 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 подогре-

ва………………………………………………………………….. t12 = 72,8 °C. 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 изделий в каждом.

11.Поскольку зоны подогрева и охлаждения находятся на одном уровне, то часть тепла остывающей продукции и форм свободно передается из зоны охлаждения в зону подогрева, что делает вертикальные камеры самыми экономичными.

Для интенсификации передачи тепла из зоны охлаждения в зону подогрева необходима принудительная горизонтальная рециркуляция паровоздушной среды.

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 формой и между формами, =0,5…0,6 м.

Ширина камеры Вk (м):

215

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

Приход материалов, кг/ч:

1.Цемент………………………..……... Gц=Ц·Vб=283·2,12=600.

2.Вода………………………………..… Gв=В·Vб=170·2,12=360.

3.Заполнители…………………………. Gз=З·Vб=1931·2,12=4094.

4.Арматура…………………………….. Gа=А·Vб=104·2,12=221.

5.Формы……………………………... G1ф=Gф· nu=2000·3,45=6900 кг.

Расход материалов, кг/ч:

1.Вода испарения

(1 % от массы бетона)……………... Wi = 0,01Vб ρб=0,01·2,12·2384=50. 2. Оставшаяся вода……………………. G в = Gв Wi = 360 50=310.

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

216

Тепловой баланс

I. Приход тепла, кДж/ч:

I.1. Тепло сухой части бетона

Q1c=(Gц+Gз)сс·t1=(600+4094)0,84·20=78 859.

Здесь и далее теплоемкость материалов находим в табл. П.14. I.2. Тепло воды затворения

Q1в=Gв·ca·t1=360·4,185·20=30 132.

I.3. Тепло арматуры и закладных деталей

Q1a=Ga·ca·t1=221·0,46·20=2033.

I.4. Тепло форм

Q1ф=G ф·сф·t1=6900·0,46·20=63 480. I.5. Тепло экзотермии цемента

Q1э=0,0023·Qэ28(В/Ц)0,44t1-2 ·τ1·Gц=

=0,0023·420·0,60,44·60·1,5·600=41 731.

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

I.6. Тепло, выбивающееся в зону подогрева из зоны охлаждения,

Q1выб=19 700Δt0,6Fk Bk =19 700·10,6·3,85·2,79· 3.85 =414 750. I.7. Тепло пара, поступающего в камеру,

Q1n = G1п (i1 iк).

Суммарный приход тепла в период подогрева

7

Q1прих Q1c+Q1в+Q1a+Q1ф+Qэ+Q1выб+Q1п=

1

=78 859+30 132+2033+63 480+41 731+414 750+G1n (i1 iк).

2. Расход тепла:

2.1. Тепло сухой части изделий

Q2c=(G3+Gц)ссtII=(600+4094)·0,84·72,8=287 047.

2.2. Тепло на испарение части воды затворения

Q2исп=Wi(2493+1,97tI-II)=50(2493+1,97·60)=130 560.

2.3.Тепло воды, оставшейся в бетоне к концу периода подогрева,

Q2в = G в · cв · tв = 310·4,2·72,8 = 94 786.

217

2.4. Тепло арматуры и закладных деталей

Q2а=Ga·ca·tII=221·0,46·100=10 166.

2.5. Тепло форм

Q2ф=G ф·сф·tII=6900·0,46·100=317 400.

2.6.Тепло смеси, заполняющей свободный объем камеры, не учитываем, поскольку данное тепло остается в камере.

2.7.Тепло, потерянное через ограждения камеры:

потери через стенки

Q2ст=3,6kстFст(tI-II to.c)=3,6·1,04·120,1·(60-20)=17 986,

Суммарный расход тепла в период подогрева

7

Q2расх Q2c+Q2исп+Q2в+Q2а+Q2ф+Q2с.о+Q2огр=

1

=287 047+130 560+94 786+10 166+317 400+0+17 986=857 945.

7

Q2расх 857 945.

1

Тепловой баланс зоны подогрева

218