4.2. Тепловой баланс тво
На основе материального баланса составляют тепловой баланс для периода нагрева и изотермического выдерживания, в котором учитывают все статьи прихода и расхода теплоты для установки в целом.
Базовой величиной для расчета теплового баланса является количество теплоты, расходуемое за 1 цикл обработки в установках периодического действия.
На основе расходов теплоты определяют удельные расходы теплоно-сителя и подбирают диаметры труб для провода пара.
Период подогрева
Приход теплоты состоит из следующих статей.
1. Теплота, принесенная в установку сухой частью массы бетона и зависящую от ее объема, теплоемкости и температуры,
(23)
где
- масса сухих веществ,
- теплоемкость составляющих материа-лов
(
),
– температура хранения или разогрева
составляющих принимаем равной температуре
в цехе
.
2. Теплота, принесенная водой затворения,
(24)
где
теплоемкость воды,
- температуру воды принимаем равной
температуре в цеху
.
3. Теплота арматуры и закладных деталей,
(25)
где
теплоемкость металла, 6 – количество
загружаемых из-делий.
4. Теплота, внесенная в установку транспортом (унифицированный под-дон),
(26)
где,
6 – количество форм,
- масса формы,
– теплоемкость метала
5. Теплота экзотермии цемента, выделившаяся за расчетный период,
(27)
где
-
;
кг
для
цемента М400 -
6. Теплота насыщенного водяного пара, принесенного в установку,
(28)
где
- масса пара, поступающего в установку
за расчетный период, кг;
- энтальпия пара, равная в промежутке
(2500…2800 кДж/кг)
7. Теплота конструкций ограждения,
(29)
где
-
- масса конструкций ограждения,
– теплоемкость конструкций,
– температура.
Для наглядности сведем все данные по конструкциям в таблицу 2
Таблица 2
Название ограждающего слоя ямной пропарочной камеры |
Масса, , кг |
Тепло-емкость, ,
|
Плотность,
|
Стены |
|||
Минеральная вата – 60 мм |
371,7 |
0,84 |
75 |
Сталь – 3 мм |
1932,84 |
0,48 |
7800 |
Изол – 2 мм |
37,17 |
0,84 |
225 |
Воздушная прослойка – 50 мм |
5 |
1 |
1,2 |
Стеновая панель из керамзитобетона – 200 мм |
14042 |
0,84 |
850 |
Крышка |
|||
Сталь – 3 мм |
1544,4 |
0,48 |
7800 |
Минеральная вата – 150 мм |
371,25 |
0,84 |
75 |
Днище |
|||
Ж/Б многопустотная плита – 220 мм |
18876 |
0,84 |
2500 |
Песчаная подготовка – 80 мм |
3569,28 |
0,712 |
1300 |
Керамзитовый гравий – 200 мм |
1716 |
0,84 |
250 |
Сумма показателей для ограждений |
|
||
|
42465,64 |
7,712 |
|
8. Сумма статей прихода теплоты
(30)
Расход теплоты состоит из следующих статей.
1. Теплота сухой части изделия нагретых до средней температуры к концу расчетного периода,
(31)
где
- средняя температура за расчетный
период
2. Теплота воды затворения, оставшейся в изделии к концу расчетного периода.
(32)
где
– конечная температура за расчетный
период
3. Теплота арматуры и закладных деталей
(33)
4. Теплота транспорта
(34)
5. Теплота, затраченная на испарение и перегрев испаренной влаги,
(35)
где
W
– кол. испаренной влаги определенное
в материальном балансе,
- средняя температура за расчетный
период
6. Теплота материалов ограждения к концу расчетного периода
(35)
где
- конечная температура за расчетный
период
7. Потери теплоты в окружающую среду от различных частей ограждений
(36)
где
принимаем
среднее значение 62,5
принимаем среднее
значение 7,5
Значения
коэффициентов теплопроводности,
,
различных
материа-лов составляющих ограждения,
взяты из источника [11].
8. Теплота пара, заполняющая свободный объем установки,
(37)
где
– принимаем равной 2600 кДж/кг
– принимаем равной
0,37 кг/м3
9.Теплота уносимая конденсатом,
кДж (38)
где
10. Теплота, теряемая при выбивании паровоздушной смеси из установки (составляет 5…10 % от общей суммы статей расхода за этот период),
(39)
где
11. Сумма статей расхода теплоты:
(40)
Приравниваем статьи прихода и расхода и решаем уравнение теплового баланса:
Где - количество пара поступившего за период нагревания
Период изотермической выдержки
Приход теплоты
1. Тепло экзотермии цемента:
(41)
где
-
;
кг
2. Тепло сухой части бетона:
(42)
3. Тепло ограждений:
(43)
4. Тепло пара поступающего в камеру:
(44)
5.
Сумма статей прихода теплоты:
кДж
(45)
Расход теплоты
1. Тепло на подогрев изделий:
(46)
2. Теплота ограждений:
(47)
3. Теплота, затраченная на испарение и перегрев испаренной влаги,
(48)
4. Потери тепла с конденсатом:
кДж (49)
где
5. Теплота, теряемая при выбивании паровоздушной смеси из установки (составляет 5…10 % от общей суммы статей расхода за этот период),
(50)
где
6. Сумма статей расхода теплоты:
(51)
Приравниваем статьи прихода и расхода и решаем уравнение теплового баланса:
Удельный
расход пара:
кг/м3
Период охлаждения
Приход тепла
1. Теплота сухой части массы бетона, с учетом связанной воды, составляет:
(52)
2. Теплота воды затворения к началу периода охлаждения составляет:
(53)
3. Теплота арматуры и закладных деталей
(54)
4. Теплота транспорта
(55)
5. Теплота экзотермии цемента:
(56)
где
-
;
кг
для цемента М400 -
6. Теплота ограждений:
(47)
7. Сумма статей прихода теплоты:
Расход теплоты
1. Теплота сухой части массы бетона, с учетом связанной воды, составляет:
(52)
2. Теплота воды затворения к началу периода охлаждения составляет:
(53)
3. Теплота, затраченная на испарение и перегрев испаренной влаги,
(54)
4. Теплота арматуры и закладных деталей
(55)
5. Теплота транспорта
(56)
6. Потери теплоты в окружающую среду от различных частей ограждений
(57)
где
принимаем среднее значение 62,5
принимаем среднее значение 7,5
Значения коэффициентов теплопроводности, , различных материа-лов составляющих ограждения, взяты из источника [11].
7. Теплота теряемая при выбивании паровоздушной смеси из камеры через неплотности:
(58)
8. Сумма статей расхода теплоты:
Приравниваем статьи прихода и расхода и решаем уравнение теплового баланса:
Полученное значение превышает выбранный режим ТВО на 1.4 часа [12].