Рефетека.ру / Строительство

Курсовая работа: Вертикальная камера профессора Семенова

Министерство образования и науки Украины

Одесская Государственная Академия Строительства и Архитектуры

Кафедра процессов и аппаратов в технологии строительных материалов


Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу:

«Теплотехника и теплотехническое оборудование»

на тему:

Вертикальные камеры проф. Семенова


Выполнила:

ст.гр.ПСК-441

Голышев А.А.

Проверила:

Антонюк Н.Р.


Одесса

2009

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ


Вертикальные камеры проф. Семенова

(башенные камеры вертикального типа)


Длина камеры:


Вертикальная камера профессора Семенова м,


где: lф – длина формы – вагонетки (принимается равной длине изделия +0,5 м на форму),м; l1 – расстояние между стенкой камеры и формой (l1 – 0,5-0,6 м).

Lk=2*6,5+3*0,5=13+1,5=14,5м.


Ширина камеры Вк:


Вертикальная камера профессора Семенова, м.


где: bф –ширина формы, м; b1 – расстояние между стенкой камеры и формой (b1=0,5-0,6 м).

Bk=1,2+2*0,5=1,2+1=2,2.


Высота камеры(надземная часть). Высота камеры не должна превышать 6м.


Вертикальная камера профессора Семенова

где: hя – число ярусов в камере,шт; hф – высота формы с изделиями (равна 0,31 м + толщина изделия), м; h1 – высота консоли поворотных устройств и расстояние от формы до пола камеры и потолка ( h1 =0,2 м).

Hk=3*1,51+(3+1)*0,2=5,33м


Количество камер определяют по формуле:


Z=Gгод*τто/ τгод *Vи* nто


где: Gгод – годовая производительность завода или технологической линии, м3/год; τгод – количество рабочих часов в году, час; τто – время тепловой обработки, час; Vи – объем одного изделия, м3; τто – количество изделий, находящихся в камере, шт.

Z=(20000*11)/(340*16*6*1,2*0,24*3)=7,8.

Проверка производительности камеры:


Gк= nто* Vи* τгод/ τто, м3/год


Gк=(3,6*1,2*0,24*340*16)/11=2563,72 м3/год.

Для определения длин зоны подогрева, охлаждения и изотермической выдержки определяем количество изделий, находящихся в зоне изотермической выдержки:


nиз=nто*( τII/ τто),шт


где: τII – время изотермической выдержки, час.

Nиз=3*(7/11)=1,9.

Тогда зону изотермической выдержки можно определить по формуле:


LII = nяII*(hф+h1).

где: nяII - количество ярусов в зоне изотермической выдержки.

LII =3*(1,51+0,2)=5,13.

Зона нагрева и охлаждения:


LI=LIII=Hk-LII, м


LI=5,33-5,13=0,2 м.

Высота машинного отделения, находящегося в подземной части камеры, равна 1,8 м.


Расчет скорости нагрева и охлаждения изделий


1. Общие положения

Цикл тепловой обработки бетона с момента подачи тепла состоит из следующих этапов:

1. Подъем температуры греющей среды от начальной до максимально заданной (Вертикальная камера профессора Семенова); считают, что изменение температуры происходит по линейному закону, т.е. Вертикальная камера профессора Семенова, где Вертикальная камера профессора Семенова - температура среды в момент времени Вертикальная камера профессора Семенова; Вертикальная камера профессора Семенова - начальная температура; b - скорость подъема температуры в град/час.

2. Выдерживание изделий при максимальной постоянной температуре - изотермический прогрев - (Вертикальная камера профессора Семенова); на этом этапе изделие должно быть равномерно прогрето по сечению, однако какое-то время может происходить выравнивание температур - «центр-поверхность» изделия до достижения температуры среды.

3. Остывание изделий (Вертикальная камера профессора Семенова); на этом этапе температура изделий понижается соответственно заданному режиму понижения температуры тепловой установки.

Особое значение имеет расчет температуры бетона в период нагрева, т.к. на этой стадии температурные градиенты по сечению изделия существенно влияют на процессы структурообразования в бетоне, а также процесс охлаждения, когда возникает опасность появления трещин.

Определяющим параметром в условиях конвективного теплообмена - основного вида теплообмена при тепловой обработке бетона - является коэффициент теплообмена Вертикальная камера профессора Семенова, зависящий от содержания воздуха в паре, характера и скорости движения среды, от температуры среды, состояния поверхности твердого тела, величины температурного перепада между средой и поверхностью изделия и др.

В зависимости от условий теплообмена определяют соответствующие им коэффициенты теплообмена (прил. КП-5).

Для правильного назначения режимов тепловой обработки изделий необходимо знать кинетику температуры в отдельных точках изделия и ее распределение в объеме изделия в различные моменты времени. Эти же данные нужны и для теплотехнических расчетов установок. В результате такого расчета определяют количество и график подачи тепла в установку.

Для этого период нагрева (Вертикальная камера профессора Семенова) разбивают на 3 стадии в каждой из которых, в соответствии со средними за стадию параметрами процесса, определяют искомые температуры. При этом принимают во внимание, что конец первой стадии - есть начало второй, конец второй - есть начало третьей и т.д. (в период изотермической выдержки и охлаждения разбивку на стадии не производят).


2. Расчет температуры греющей среды по этапам

Скорость подъема температуры греющей среды:


Вертикальная камера профессора Семенова


где: Вертикальная камера профессора Семенова - начальная температура среды;

Вертикальная камера профессора Семенова - температура изотермической выдержки;

Вертикальная камера профессора Семенова- время этапа подъема температуры. Режим тепловлажностной обработки (Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова+ Вертикальная камера профессора Семенова +Вертикальная камера профессора Семенова), а также температура изотермической выдержки указываются в бланке задания.

Вертикальная камера профессора Семеноваград./час

Цикл тепловой обработки бетона в камере Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Конечные и средние температуры каждой стадии и этапов:

Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Вертикальная камера профессора Семенова

Стадия I-1:

Вертикальная камера профессора Семенова0С; Вертикальная камера профессора Семенова0С;

Вертикальная камера профессора Семенова0С.


Стадия1-2:

Вертикальная камера профессора Семенова0С; Вертикальная камера профессора Семенова0С;

Вертикальная камера профессора Семенова0С.

Стадия1-3:

Вертикальная камера профессора Семенова0С; Вертикальная камера профессора Семенова0С;

Вертикальная камера профессора Семенова0С.


где: Вертикальная камера профессора СеменоваиВертикальная камера профессора Семенова - начальная и конечная температура каждой стадии;

Вертикальная камера профессора Семенова - время каждой стадии

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова- средняя температура стадии.

Этап изотермической выдержкиВертикальная камера профессора Семенова Вертикальная камера профессора Семенова0С;

Этап охлаждения (Вертикальная камера профессора Семенова): Вертикальная камера профессора Семенова0С; Вертикальная камера профессора Семенова0С;

Вертикальная камера профессора Семенова0С.

ЭтапI ЭтапII ЭтапIII

Вертикальная камера профессора Семенова Вертикальная камера профессора Семенова Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова


3. Метод критериальных уравнений

Эффективность нагрева изделий в условиях протекания процесса конвекционного теплообмена прямо пропорциональна интенсивности теплообмена, толщине прогреваемого слоя изделия и обратно пропорциональна теплопроводности материала тела. При расчетах нестационарных процессов нагрева эта связь (зависимость распространения тепла в изделии от интенсивности внешнего теплообмена) учитывается критериальным комплексом Био :


Вертикальная камера профессора Семенова

где: Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициент теплопередачи, Вт/м2 • град.; Вертикальная камера профессора Семенова- определяющий размер по соответствующей оси, м. ; Вертикальная камера профессора Семенова- коэффициент теплопроводности бетона.

Скорость изменения температуры при неустановившемся режиме учитывают критериальным комплексом Фурье:


Вертикальная камера профессора Семенова


где: Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициент температуропроводности, м2/час; Вертикальная камера профессора Семенова - продолжительность процесса нагрева, час.

При расчете температур материала в любой точке по оси X используют зависимости типа:


Вертикальная камера профессора Семенова


где: Вертикальная камера профессора Семенова- безразмерная температура; Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова- температура среды и начальная температура тела.

Аналогично определяют безразмерные температуры Вертикальная камера профессора Семенова и Вертикальная камера профессора Семенова по осям Y,Z.

Для определения температуры на поверхности и в центре всесторонне прогреваемого изделия используются графики, приведенные в прил. КП-7. По определенным критериям Фурье и Био на соответствующем графике находят безразмерную температуру, по которой определяют искомую темпе-ратуру в центре или на поверхности изделия.

Порядок расчета по методу критериальных уравнений

Определение критериев Вертикальная камера профессора Семенова- и Вертикальная камера профессора Семенова для центра и поверхности изделия для всех этапов.

Этап подъема температуры (стадия 1-1);

Критерий Bi:


Вертикальная камера профессора Семенова; Вертикальная камера профессора Семенова; Вертикальная камера профессора Семенова


где: Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициент теплопередачи для первой стадии; 1, b, h - соответственно длина, ширина и толщина изделия (по заданию); Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициент теплопроводности данного вида бетона (Прил.КР-3).

Расчет коэффициента теплопередачи а для всех стадий этапа подъема температуры, этапа изотермической выдержки и этапа охлаждения изделий определяется по Прилож.КП-5, где:

Пункт А: для паровоздушной среды при естественной конвекции (ямные камеры конструкции «Гипростройиндустрии», проф. Л.А.Семенова и др.);

Пункт Б: для установок с интенсивной циркуляцией среды (ямные камеры конструкции ПДК КИСИ и др.);

Пункт В: для чистого (без примеси воздуха) насыщенного пара (автоклавы и вертикальные камеры проф. Л.А. Семенова и др.);

Пункт Г: для кассетных установок.

Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Стадия I-1: t I-1 =32,57.

Вертикальная камера профессора Семенова0С, Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Стадия 1-2: t I-2 =57,7С0.

Вертикальная камера профессора Семенова0С, Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Стадия 1-3: t I-3 =82,83.

Вертикальная камера профессора Семенова0С, Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Этап изотермической выдержкиВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова0С; Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Критерий Вертикальная камера профессора Семенова:

Вертикальная камера профессора Семенова; Вертикальная камера профессора Семенова; Вертикальная камера профессора Семенова.


где: а - коэффициент температуропроводности, определяемый по Прил.КР-3 для заданного вида бетона; г/.у - длительность первой стадии.


Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова.


Этап изотермической выдержкиВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова ;

Вертикальная камера профессора Семенова .


По графикам в зависимости от значений критериев Bi и Fo находят без- размерные температуры по каждой оси для поверхности и центра изделия (Прил.КП-6):

- для поверхности изделия: Вертикальная камера профессора Семенова ; Вертикальная камера профессора Семенова; Вертикальная камера профессора Семенова ;

Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Стадия I-1: Вертикальная камера профессора Семенова

Стадия 1-2: Вертикальная камера профессора Семенова

Стадия 1-3: Вертикальная камера профессора Семенова;

- для центра изделия: Вертикальная камера профессора Семенова ; Вертикальная камера профессора Семенова ; Вертикальная камера профессора Семенова.

Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Стадия I-1: Вертикальная камера профессора Семенова;

Стадия 1-2: Вертикальная камера профессора Семенова;

Стадия 1-3: Вертикальная камера профессора Семенова;


Общая безразмерная температура для поверхности и центра изделия:

Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова.


Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Стадия I-1: Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова;

Стадия 1-2: Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Стадия 1-3: Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова;


Этап изотермической выдержкиВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова ;

По формулам определяют истинные температуры поверхности и центра изделия:


Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова


где: Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова - искомая температура поверхности или центра в данной стадии; Вертикальная камера профессора Семенова - конечная температура данной стадии; Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова - безразмерные температуры поверхности и центра данной стадии; Вертикальная камера профессора Семенова, Вертикальная камера профессора Семенова - температура центра или поверхности в предыдущей стадии (для стадии 1-1 - Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова =Вертикальная камера профессора Семенова; для стадии I-2 - Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова; Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова и т.д.)


Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Стадия I-1:

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Стадия 1-2:

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Стадия 1-3:

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова


Этап изотермической выдержкиВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Подсчитывают среднюю температуру изделия:


Вертикальная камера профессора Семенова0,67 Вертикальная камера профессора Семенова+0,33 Вертикальная камера профессора Семенова


Далее аналогично стадии 1-1 производится расчет для следующих стадий этана подъема температуры и для этапа изотермической выдержки и охлаждения. Результаты записываются в таблицу 2. Последняя колонка таблицы заполняется после расчета экзотермии цемента.


Этап подъема температуры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Стадия I-1:

Вертикальная камера профессора Семенова0,67 Вертикальная камера профессора Семенова+0,33 Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова;

Стадия 1-2:

Вертикальная камера профессора Семенова0,67 Вертикальная камера профессора Семенова+0,33 Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова;

Стадия 1-3:

Вертикальная камера профессора Семенова0,67 Вертикальная камера профессора Семенова+0,33 Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова;

Этап изотермической выдержкиВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова Вертикальная камера профессора Семенова.


Таблица 2.

Температуры изделия

Стадии и периоды

ТВО


Средняя температу-

ра

Вертикальная камера профессора Семенова

Температу-

ра поверх-

ности

Вертикальная камера профессора Семенова

Температура

центра


Вертикальная камера профессора Семенова

Фактическая температура с учетом тепла эк-

зот. выдержки цемента

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

28,99 42,14 22,51 33,59

Вертикальная камера профессора Семенова

44,90 61,27 36,84 52,10

Вертикальная камера профессора Семенова

72,96 94,01 62,60 97,26

Вертикальная камера профессора Семенова

81,32 94,99 74,59 145,72

Расчет тепловыделения /экзотермии) бетона

Процесс твердения бетона сопровождается выделением тепла вследствие экзотермических реакций гидратации цемента.

Тепловыделение бетона зависит от тепловыделения цемента, которое в свою очередь определяется рядом факторов: химическим и минералогическим составом, маркой цемента, водоцементным отношением, расходом цемента, температурой бетона и продолжительностью тепловой обработки.

В приближенных расчетах количество тепла экзотермии, выделяемое 1 кг цемента, можно определить по формуле:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж/кг


где:Вертикальная камера профессора Семенова -удельное тепловыделение цемента, кДж/кг; М - марка цемента;

Вертикальная камера профессора Семенова- количество градусов-часов от начала процесса, град-час; В/Ц – водо-цементное отношение; Вертикальная камера профессора Семенова - эмпирический коэффициент, который опреде- ляется для каждой стадии этапа подъема температуры и этапаизотермичес-кой выдержки по значению Вертикальная камера профессора Семенова :

Вертикальная камера профессора Семенова = 0,32+0,002Вертикальная камера профессора Семенова при Вертикальная камера профессора Семенова< 290 град-час;

Вертикальная камера профессора Семенова = 0,84+0,0002Вертикальная камера профессора Семенова при Вертикальная камера профессора Семенова> 290 град-час.

Расчет тепловыделения ведут в следующем порядке:

1) Определяют Вертикальная камера профессора Семенова для всех рассматриваемых стадий (этапов):


Вертикальная камера профессора Семенова град∙час;

Вертикальная камера профессора Семенова град∙час;

Вертикальная камера профессора Семенова град∙час;

Вертикальная камера профессора Семенова град∙час;

Вертикальная камера профессора Семенова град∙час;


Вертикальная камера профессора Семеновагде: Вертикальная камера профессора Семенова- начальная температура бетона, град;

Вертикальная камера профессора Семенова - средняя температура бетона стадии (этапа), град;

Вертикальная камера профессора Семенова - время стадии (периода), час;

Вертикальная камера профессора Семенова - количество стадий с начала тепловой обработки.

2) Определяют суммарное количество тепловыделения для всех стадий по формуле:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж/кг


Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова кДж/кг

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова кДж/кг

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова кДж/кг

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова кДж/кг


3) Определяют тепло экзотермии, выделившейся в течение каждой стадии прогрева на 1 кг цемента


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж/кг


Вертикальная камера профессора Семенова кДж/кг

Вертикальная камера профессора Семенова кДж/кг

Вертикальная камера профессора Семенова кДж/кг

Вертикальная камера профессора Семенова кДж/кг

4) Определяют общее тепло экзотермии, выделяемое цементом, находящимся в камере в течение каждой стадии:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж,


где: Ц - расход цемента, кг/м3; Вертикальная камера профессора Семенова -объем бетона в тепловой установке:


Вертикальная камера профессора Семеновам3;

где: Вертикальная камера профессора Семенова - объем одного изделия, м3 (определяется по габаритам изделия); Вертикальная камера профессора Семенова-количество изделий, находящихся в тепловой установке (определяется в технологическом расчете по раскладке изделий)

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова


5) Определяют повышение средней температуры изделий за счет тепла экзотермии:


Вертикальная камера профессора Семенова град,


где: Вертикальная камера профессора Семенова - теплоемкость заданного вида бетона, кДж/кг град. (Прил.КР-3)

Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова -масса бетона в тепловой установке, кг. :

Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова

где: Вертикальная камера профессора Семенова - плотность бетона, кг,м3(Прил.КР-3); Вертикальная камера профессора Семеновакг/м3.

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова

Определяют фактические средние температуры изделий по стадиям (этапам):


Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова


где: Вертикальная камера профессора Семенова - средняя температура изделия, на данном этапе (стадии).

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова


Результаты расчета заносятся в таблицу 2.


Материальные и тепловые балансы


Материальный баланс

По закону сохранения масс вес материалов, поступивших в тепловую установку Вертикальная камера профессора Семенова , должен быть равен весу материалов, выходящих из нее Вертикальная камера профессора Семенова,

Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова

(это балансовое уравнение, выражающее закон сохранения материи, называют материальным балансом).

Однако в процессе тепловой обработки наблюдается потеря материала за счет испарения влаги.

Следовательно, уравнение материального баланса имеет вид:


Вертикальная камера профессора Семенова,


где: Вертикальная камера профессора Семенова - потери материала.

Левая часть уравнения Вертикальная камера профессора Семенова складывается из статей прихода материала, а правая Вертикальная камера профессора Семенова - из статей расхода после тепловой обработки.

Материальные балансы для установок периодического действия составляют для всего материала, находящегося в установке, для установок непрерывного действия - по часовой производительности.

Статьи материального баланса (кг/цикл, кг/час) для легкого железобетона.

Приход материалов:

1. Вертикальная камера профессора Семенова - сухая масса изделий; Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова=1140,48+2592+4458,24=8190,72 кг

Gграв=Г*Vб=860*5,184=4458,24 кг


а) Вертикальная камера профессора Семенова - масса цемента; Вертикальная камера профессора Семенова, кг;

Вертикальная камера профессора Семеновакг

б) Вертикальная камера профессора Семенова - масса песка; Вертикальная камера профессора Семенова, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова кг

2. Вертикальная камера профессора Семенова - масса воды затворения; Вертикальная камера профессора Семенова, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова кг

3. Вертикальная камера профессора Семенова - масса арматуры; Вертикальная камера профессора Семенова, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова кг;

4. Вертикальная камера профессора Семенова- масса металла форм; Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова кг

где: Ц,П,Щ,В,А - соответственно масса цемента, заполнителей, воды,

арматуры в кг/м3 бетона;

Вертикальная камера профессора Семенова - объем бетона, уложенного в камеру, м3;

nто – количество форм, уложенных в камеру, шт.;

Вертикальная камера профессора Семенова - металлоемкость одной формы, кг/м3 .

Расход материалов:


Вертикальная камера профессора Семенова


1. Вертикальная камера профессора Семенова - масса испаренной воды, кг (для плотных бетонов — 1 % от их массы для других бетонов - по технологическим расчетам).

Вертикальная камера профессора Семенова кг.

2. Вертикальная камера профессора Семенова- масса оставшейся воды в изделии:

Вертикальная камера профессора Семенова

Материалы по п.п. 1,3,4 приходных статей проходят тепловую обработку без изменения.


Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова


Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова


Тепловой баланс

Тепловым балансом называется уравнение, где в одной части находится сумма величин прихода тепла, а в другой - сумма величин статей расхода тепла в установке или в отдельных ее частях. В приходную часть теплового баланса для тепловой обработки бетона обычно входят: тепло теплоносителей, экзотермических реакций материала, в расходную - тепло, затраченное на полезные цели (нагрев обрабатываемого материала), на тепловые потери в окружающую среду, с уходящим теплоносителем, конденсатом и т.д.

Из теплового баланса определяют общие, часовые, удельные расходы тепла и пара на единицу объема изделий в плотном теле.

На основе теплового баланса подбирают диаметр труб для подвода пара или продуктов сгорания газа и устанавливают дроссельные диафрагмы регуляторов давления и температур, вентиляторы, основные элементы систем автоматики процесса тепловой обработки.

Уравнение теплового баланса составляется на всю тепловую установку или на ее часть либо на весь рассматриваемый период, или за единицу времени (1 час).


Тепловые балансы установок периодического действия


Тепловой баланс установок периодического действия составляется по обычной методике с учетом специфических сторон процесса. Так как часовой расход тепла в период нагрева изделий и самой конструкции установки в несколько раз (5-10) превышает часовой расход тепла в период изотермической выдержки, то тепловой баланс следует составлять отдельно для первого и второго периода. Это позволяет определить часовой расход пара (по нему находят размеры паропроводов, ограничительных шайб) и составить программу автоматического регулирования.


Период подъема температур (первый период)

Вертикальная камера профессора Семенова

Статьи прихода тепла (кДж/цикл).

Вертикальная камера профессора Семенова,

где: Вертикальная камера профессора Семенова - тепло насыщенного пара

Вертикальная камера профессора Семенова кДж,

где: Вертикальная камера профессора Семенова- масса пара, поступающего в камеру за первый период, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова - теплосодержание пара, берется по таблице насыщенного пара;

для нормального пара Вертикальная камера профессора Семенова= 2680 кДж/кг;

Вертикальная камера профессора Семенова - тепло экзотермии цемента, выделившееся за первый период:

Вертикальная камера профессора Семенова,кДж,

где: Вертикальная камера профессора Семенова - масса цемента в бетоне изделий, находящихся в камере

(из материального баланса), кг;

Вертикальная камера профессора Семенова- тепло экзотермии цемента, выделившееся за первый период одним кг цемента (кДж/кг).


Вертикальная камера профессора Семенова


Статьи расхода тепла (кДж/цикл)


Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+QA


1. Вертикальная камера профессора Семенова - на нагрев сухой части бетона изделий, от начальной до средней (по всей массе изделия) температуры к концу периода нагрева Вертикальная камера профессора Семенова


Вертикальная камера профессора Семенова,кДж


Вертикальная камера профессора Семенова,кДж

2. Вертикальная камера профессора Семенова - нагрев воды затворения:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

3. Вертикальная камера профессора Семенова - нагрев арматуры и закладных деталей:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

Вертикальная камера профессора Семенова

4. Вертикальная камера профессора Семенова - на нагрев форм:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж


Вертикальная камера профессора Семенова кДж

5. Вертикальная камера профессора Семенова - нагрев материала ограждения в период нагрева:


Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора СеменовакДж


где: Вертикальная камера профессора Семенова- соответственно масса сухой части бетона, воды, арматуры, форм (берется из статей материального баланса); масса отдельных частей кладки камеры (бетона стен и пола (Вертикальная камера профессора Семенова), минеральной ваты (Вертикальная камера профессора Семенова) и стали крышки камеры (Вертикальная камера профессора Семенова)) определяется, исходя из размеров и конструкции камеры;

СС , СВ, СА, СК - теплоемкости соответственно бетона, воды, арматуры, материала стен и пола (СБ), крышки камеры (См.в., Смет), кДж/кг·град;

Вертикальная камера профессора Семенова - температуры соответственно: бетона, поступающего в ка меру, средняя и поверхности бетона к концу периода нагрева, град;

tK - температура ограждений камеры перед поступлением в нее пара;

Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова - при пуске камеры после длительного простоя, град;

Вертикальная камера профессора Семенова= 35-40°С - при интенсивной эксплуатации камеры, когда ее ограждения не успевают охлаждаться до температуры окружающей среды, град;

Вертикальная камера профессора Семенова- средняя температура ограждающих конструкций к концу периода нагрева, Вертикальная камера профессора Семенова,град.

Вертикальная камера профессора Семенова

Расчет массы бетона стен и пола:


Вертикальная камера профессора Семенова, кг.

Вертикальная камера профессора Семенова, м3


где: Вертикальная камера профессора Семенова - объем ограждающих конструкций;

Вертикальная камера профессора Семенова - плотность железобетона (Прил.КР-3);

Вертикальная камера профессора Семенова - расчетные габариты камеры;

Вертикальная камера профессора Семенова - толщина стен камеры (Вертикальная камера профессора Семенова=0,4м);

Вертикальная камера профессора Семенова - толщина пола камеры (Вертикальная камера профессора Семенова = 0,3 м).


Вертикальная камера профессора Семеновам3

Вертикальная камера профессора Семенова


Расчет массы минеральной ваты, используемой для устройства теплоизоляции крышки камеры:


Вертикальная камера профессора Семенова, кг.

Вертикальная камера профессора Семенова кг,

Вертикальная камера профессора Семенова, м3

Вертикальная камера профессора Семенова м3


где: Вертикальная камера профессора Семенова - плотность минеральной ваты (Прил.КР-3);

Вертикальная камера профессора Семенова - толщина слоя минеральной ваты (по заданию).

Расчет массы металла, идущего на устройство водяного затвора и крышки камеры:


Вертикальная камера профессора Семенова, кг


где: Вертикальная камера профессора Семенова - масса швеллера для устройства водяного затвора;

Вертикальная камера профессора Семенова - масса листовой стали крышки камеры.

Вертикальная камера профессора Семеновакг.

Масса швеллера:


Вертикальная камера профессора Семенова, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова, м;


где: Вертикальная камера профессора Семенова - длина швеллера, м;

Вертикальная камера профессора Семенова - масса одного погонного метра швеллера ( для швеллера

профиля ]16 Вертикальная камера профессора Семенова— 14,2 кг).

Вертикальная камера профессора Семенова м;

Вертикальная камера профессора Семенова, кг;

Масса листовой стали (2 листа):


Вертикальная камера профессора Семенова, кг

Вертикальная камера профессора Семеновам3;


Вертикальная камера профессора Семенова м3;

Вертикальная камера профессора Семеновакг

где: Вертикальная камера профессора Семенова - объем листовой стали;

Вертикальная камера профессора Семенова - плотность листовой стали, кг/м3;

Вертикальная камера профессора Семенова - толщина листовой стали (Вертикальная камера профессора Семенова=0,002 м).

Вертикальная камера профессора Семенова

6. Вертикальная камера профессора Семенова - потерянное в окружающуго среду через ограждения камеры в период нагрева:

а) Надземной частью:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж,


где: Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициент теплопередачи через поверхности ограждения, над земную часть стен (Вертикальная камера профессора Семенова) и крышку камеры (Вертикальная камера профессора Семенова):


Вертикальная камера профессора Семенова, Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова , Вт/м2·град; Вертикальная камера профессора Семенова, Вт/м2·град;


Вертикальная камера профессора Семенова- коэффициенты теплопередачи соответственно к внутренней и от наружной поверхности надземной части ограждений, Вт/м2·град.

Для нагрева принимают среднее значение Вертикальная камера профессора Семенова среды в камере:


Вертикальная камера профессора СеменоваВт/м2·град

Вертикальная камера профессора СеменоваВт/м2·град

где: Вертикальная камера профессора Семенова- принимается в среднем 7-10 Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова - толщина каждого слоя многослойных ограждений, м;

Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициенты теплопроводности железобетона, минеральной ваты и строительной стали, Вт/м2·град (Прил.КР-3);

Вертикальная камера профессора Семенова - поверхность надземной части ограждений камеры:

стены: Вертикальная камера профессора Семенова, м2,

Вертикальная камера профессора Семенова, м2,

крышка: Вертикальная камера профессора Семенова,м2,

Вертикальная камера профессора Семенова м2,

Вертикальная камера профессора Семенова - средняя температура первого периода внутри рабочего пространства камеры Вертикальная камера профессора Семенова;

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова- наружная температура окружающей камеру среды (температура цеха).

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова Вт/м2·град;


Вертикальная камера профессора Семенова кДж.

б) Подземной частью:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

где: Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициент теплопередачи через поверхности ограждения:

подземную часть стен и пола. Ввиду сложности его вычисления, (необходимо знать характеристики грунта и засыпки), в расчете принимают: Вертикальная камера профессора Семенова:

Вертикальная камера профессора Семенова - поверхность подземной части ограждений камеры


Вертикальная камера профессора Семенова,м2


Вертикальная камера профессора Семенова,м2

Вертикальная камера профессора Семенова кДж

Общее потерянное тепло через ограждения камеры к концу периода нагрева:


Вертикальная камера профессора Семенова,


Вертикальная камера профессора Семенова кДж

7.Вертикальная камера профессора Семенова - потери тепла с паром, занимающим свободный объем камеры:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж


где: Вертикальная камера профессора Семенова - свободный объем камеры


Вертикальная камера профессора Семенова,


Вертикальная камера профессора Семенова м3;

где: Вертикальная камера профессора Семенова - объем камеры, м3;

Вертикальная камера профессора Семенова - объем бетона в камере, м3;

Вертикальная камера профессора Семенова - плотность металла форм; Вертикальная камера профессора Семенова=7850 кг/м3;

Вертикальная камера профессора Семенова - плотность пара (плотность нормального пара Вертикальная камера профессора Семенова=0,8кг/м3);

Вертикальная камера профессора Семенова - теплосодержание пара.

Вертикальная камера профессора Семенова кДж


8. Тепло, уносимое конденсатом пара:

Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова,

где: Вертикальная камера профессора Семенова= 4,19Вертикальная камера профессора Семенова=4,19*57,7=241,76- энтальпия конденсата - определяется по средней температуре среды за период нагрева (первый);

Вертикальная камера профессора Семенова - количество конденсата:

Вертикальная камера профессора Семенова - расход пара за первый период, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова - расход пара на пропуски в атмосферу, кг;

Вертикальная камера профессора Семенова - масса свободного объема пара, кг.

Вертикальная камера профессора Семенова, кг.

Вертикальная камера профессора Семенова, кг.


9. Тепло, уходящее в атмосферу с паровоздушной средой, выбивающейся из щелей и других неплотностей камеры за первый период нагрева. Приближенно берется в количестве 10-20% от общей суммы статей расхода за период:


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж.


Вертикальная камера профессора Семенова, кДж.

Меньший коэффициент берется для надежно герметизированных камер. В соответствии с рассчитанными статьями прихода и расхода составляется тепловой баланс камеры.


Период подъема температур:


Вертикальная камера профессора Семенова


Решая полученное уравнение теплового баланса, находим необходимое

количество пара, которое поступает за первый период Вертикальная камера профессора Семенова,кг.


Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова


Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семеновакг

750970.4=750981.6


Определяется среднее часовое количество пара за первый период:

Вертикальная камера профессора Семенова, кг/час


Удельный расход пара за первый период:

Вертикальная камера профессора Семенова кг/м3

Количество тепла за первый период:

Вертикальная камера профессора Семенова=243.36*2680=652204.8кДж

Qконд=241,763*243,36-24,2*243,36-31823,75=21122,4


Тепловой баланс второго периода - периода изотермической выдержки составляется в том же порядке. В приходную часть входят необходимое тепло пара, а также тепло экзотермии цемента, выделившееся за второй период.

При прогреве толстостенных изделий, не успевших прогреться за первый период до центра, в статьи расходов второго периода необходимо включать затраты тепла на дальнейший прогрев изделий и ограждений, потери в окружающую среду ограждений, увеличенные ввиду больших температур в камере, пропуски через неплотности, потери с конденсатом и на испарение части воды затворения.

Период изотермической выдержки (второй период)

Статьи прихода тепла (кДж/цикл)


Вертикальная камера профессора Семенова


1. Вертикальная камера профессора Семенова

2. Вертикальная камера профессора Семенова,кДж

где: Вертикальная камера профессора Семенова - количество тепла экзотермии, выделившееся за период изотермической выдержки одним кг цемента.

Статьи расхода тепла (кДж/цикл)


Вертикальная камера профессора Семенова=Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова2+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова+Вертикальная камера профессора Семенова

1. Вертикальная камера профессора Семенова,

Вертикальная камера профессора Семенова,кДж

2. Вертикальная камера профессора Семенова


где: Вертикальная камера профессора Семенова - масса воды, оставшейся в изделиях к концу периода изотермической выдержки (из материального баланса).

Вертикальная камера профессора Семенова 1522,72кг

Вертикальная камера профессора Семенова

3. Вертикальная камера профессора Семенова на испарение части воды затворения.

Вертикальная камера профессора Семенова кДж

где: Вертикальная камера профессора Семенова - масса испарившейся влаги (из материального баланса).

Вертикальная камера профессора Семеновакг

Вертикальная камера профессора Семенова

4 . Вертикальная камера профессора Семенова, кДж.

Вертикальная камера профессора Семеновакг;

Вертикальная камера профессора Семенова

5. Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

Вертикальная камера профессора Семенова кДж

6. Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

Вертикальная камера профессора СеменоваВертикальная камера профессора Семенова

7. Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

а) Надземной частью:

Вертикальная камера профессора Семенова, кДж,

где: Вертикальная камера профессора Семенова - коэффициент теплопередачи через поверхности ограждения, надземную часть стен (Вертикальная камера профессора Семенова) и крышку камеры (Вертикальная камера профессора Семенова):

Вертикальная камера профессора Семенова, Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова , Вт/м2·град; Вертикальная камера профессора Семенова, Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова- коэффициенты теплопередачи соответственно к внутренней и от наружной поверхности надземной части ограждений, Вт/м2·град.

Для нагрева принимают среднее значение Вертикальная камера профессора Семенова среды в камере:

Вертикальная камера профессора СеменоваВт/м2·град

где: Вертикальная камера профессора Семенова- принимается в среднем 7-10 Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова - средняя температура первого периода внутри рабочего пространства камеры Вертикальная камера профессора Семенова0С;

Вертикальная камера профессора Семенова- наружная температура окружающей камеру среды (температура цеха).

Вертикальная камера профессора Семенова

Вертикальная камера профессора Семенова Вт/м2·град;

Вертикальная камера профессора Семенова Вт/м2·град;


Fkн=14,5*2,2=31,9 м2

Fстн=2*0,6*(14,5+2,2)=20,04 м2

Вертикальная камера профессора Семенова кДж.

Qocп=3.6*τII*(tII-tн)*ΣКi*Fi

Кстп=0,5* Кстп=0,5*2,38=1,19;

Fпi =Fст+Fпол=2*Нкп*(Lk+Bk)+ Lk*Bk=2*4.73*(14.5+2.2)+14.5*2.2=189.882

Qпос=3,6*7*(95-20)*(1,19*189,882)=427063,61 кДж

Qос= Qнос+ Qпос=108834,14+427063,61=535897,75.


8. Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

где: Вертикальная камера профессора Семенова=4,19Вертикальная камера профессора Семенова=4.19*95=398,05 - энтальпия конденсата (определяется по температуре изотермической выдержки).

Qконд=GпII-Gп-Gсв.об

Gпр=0,1* GпII

Gсв.об.=ρп*Vп=0,8*164,54=131,632

Qконд=( GпII-0,1* GпII-131,632)*398,05


9. Вертикальная камера профессора Семенова,кДж.

Qвыб=0,1*(Qc+ Qв2 +Qа+ Qф+ Qакк+ Qос+ Qм+ Qконд)=0,1*(151639,7+140619,5+1060,03+25390,08+2712298,5+535897,75+87051,272+398,05* GпII-39,81* GпII-52396,1)=360156,07+35,824* GпII

QпII+QэкзII= Qc+ Qв2 +Qа+ Qф+ Qакк+ Qос+ Qм+ Qконд+Qвыб

2680 GпII+98765,6=3653956,8+360156,07+35,824* GпII+398,05* GпII-39,81* *GпII-52396,1

2206,31* GпII=3730318,633

GпII=1690,75

4531210=(3917691,544+60538,98+672664,695-119671,019)

4531210=4531224,2


Аналогично первому периоду из уравнения теплового баланса второго периода определяем расход пара за этот период Вертикальная камера профессора Семенова, среднечасовой его расход


Вертикальная камера профессора Семенова , кг/час,


Удельный расход Вертикальная камера профессора Семенова кг/м3

Расход тепла Вертикальная камера профессора Семенова, кДж

Сумма Вертикальная камера профессора Семеновадает важнейший показатель экономичности работы пропарочной камеры - удельный расход нормального пара на 1 м3 бетона

Вертикальная камера профессора Семенова, кг пара/м3 бетона

Тепловые балансы камеры (по периодам и общий) сводятся в таблицу, составленную по приведенной форме:


Период изотермической выдержки (второй период)


Таблица 2


Статьи прихода тепла кДж %

№№

п/п

Статьи расхода кДж

%

1. Тепло пара 4531224,2

96.3

1.

На нагрев сухих

материалов

151639,7

3.22

2. Тепло экзотермии цемента 175827,8

3.7

2. На нагрев воды 140619,5

2.99


Итого


4707052
3. На нагрев арматуры 1060,03 0.02




4. На нагрев форм 25390,08 0.54




5. На нагрев материала ограж. 2712298,5

57.62





6. Потерянного в окр. среду через ограждения 535897,75

11.39





7. Потери с паром, заним. св. объем камеры 166437.5

3.54





8. Тепло уносимое конденсатом пара 553002

11.75





9. Тепло уходящее в атмосферу 420695

8.94






Невязка 12,06




Итого 4707040,06
Удельный расход пара в кг/м3 326
Часовой расход пара в кг/час 241,14

Период подъема температур (первый период)


№№

п/п

Статьи прихода тепла кДж %

№№

п/п

Статьи расхода кДж

%

1. Тепло пара 652204,8 86.8 1.

На нагрев сухих

материалов

36437.6 4.85
2. Тепло экзотермии цемента 98765,6 13.2 2. На нагрев воды 34510.3

4.59


Итого


750970.4
3. На нагрев арматуры 2547,2 0.33




4. На нагрев форм 61009,9 8.12




5. На нагрев материала ограж. 54246 64.63




6. Потерянного в окр. среду через ограждения 8467.7

1.12





7. Потери с паром, заним. св. объем камеры 35277.4

4.698





8. Тепло уносимое конденсатом пара 21122,4

2.81





9. Тепло уходящее в атмосферу 66350.83 8.84





Невязка 11,2




Итого 750981.6
Удельный расход пара в кг/м3 46,94
Часовой расход пара в кг/час 121,68

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1. Вознесенский В.А. Тепловые установки в производстве строительных материалов и изделий. - М. Стройиздат, 1964,

2. Кучеренко А А. Тепловые установки заводов сборного железобетона - Вшцашкола, 1977,

3. Кокшарев В.Н.Дучеренко А.А. Тепловые установки.- К.: Вища школа, 1990.

4. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в производстве строительных изделий и деталей. -М.: Стройиздат, 1983.

5. Никифорова Н.М. Основы проектирования тепловых установок при производстве строительных материалов. - К.: Вища школа, 1974.

6. Баженов Ю.М., Комар А.Г, Технология бетонных и железобетонных изделий. -М.: Стройиздат, 1984.

Рефетека ру refoteka@gmail.com