4.3 Определение размеров тепловой установки
1) Определяем длину камеры (внутренняя)
,
м , (4.6)
где - n – количество форм с изделиями, расположенными по длине камеры; n=1;
-
- длина формы с изделием, м;
-
-зазор между формой и стенкой пропарочной
камеры;
м[4];
-
- зазор между формами по длине камеры;
м[4].
,
м, (4.7)
где -
- длина изделия, м,
м.
м.
2) Определяем ширину камеры (внутренняя)
, м, (4.8)
где n1 – количество форм с изделиями, располагаемых по ширине камеры; n1 = 1;
вф – ширина формы с изделием, м;
в1 –зазор между формой и стенкой пропарочной камеры; в1 = 0,2 м[4];
в2 – зазор между формами по ширине камеры; в2 = 0,1 м.
,
м, (4.9)
где ви – ширина изделия, м,
м.
м.
3) Определяем высоту камеры (внутренняя)
,
м , (4.10)
где 
- количество форм с изделиями по высоте
камеры;
;
-
высота формы с изделием, м;
- зазор между крышкой камеры и верхним
изделием,
м[4];
- зазор между формами с изделиями,
м[4];
- зазор между низом поддона и дном камеры,
м[4].
,
м, (4.11)
где 
- высота изделия, м,
м.
м.
4) Определяем наружные размеры камеры
м (4.12)
м (4.13)
м (4.14)
4.4 Теплотехнический расчет ямной пропарочной камеры
1) Исходные данные для теплотехнического расчета
Таблица 4.1 – Исходные данные для теплотехнического расчета ямной пропарочной камеры
1 |
2 |
3 |
Характеристики изделий, находящихся в камере |
|
|
1. Масса крупного заполнителя в 1 м3 бетона, кг |
Щ |
1350 |
2. Масса мелкого заполнителя в 1 м3 бетона, кг |
П |
675 |
3. Масса воды в 1 м3 бетона, кг |
В |
200 |
4. Масса цемента в 1 м3 бетона, кг |
Ц |
370 |
5. Масса добавки в 1 м3 бетона, кг |
Д |
1,85 |
6. Марка цемента |
Мц |
500 |
7. Водоцементное отношение |
В/Ц |
0,47 |
8. Масса арматуры, приходящейся на 1 м3 бетона, кг |
Gа |
233,70 |
9. Объем бетона в изделии, м3 |
|
2,4 |
10. Геометрический объем изделия, м3 |
|
2,4 |
11. Число форм с изделиями, находящимися в камере, шт. |
|
6 |
12. Число изделий в одной форме, шт. |
|
1 |
13. Масса одной формы, кг |
Gф |
2400 |
Характеристика камеры и внутрикамерных устройств |
|
|
14. Длина камеры внутри, м |
|
6,75 |
15. Ширина камеры внутри, м |
|
3,0 |
16. Высота камеры внутри, м |
|
2,8 |
17. Длина камеры снаружи, м |
L |
7,15 |
18. Ширина камеры снаружи, м |
B |
3,4 |
19. Высота камеры снаружи, м |
H |
3,0 |
20. Высота надземной части камеры, м |
|
1,0 |
21. Ширина крышки камеры, м |
Bкр |
3,2 |
22. Длина крышки камеры, м |
Lкр |
6,95 |
23. Масса внутрикамерных устройств, кг |
Gустр |
900 |
Характеристики ограждений камеры |
|
|
24. Масса металла крышки, кг |
|
2500 |
25. Толщина слоя теплоизоляции крышки, кг |
|
0,04 |
26. Средняя плотность материала теплоизоляции крышки, м |
|
150 |
27. Коэффициент теплопередачи крышки камеры, Вт/м2К |
kкр |
1,22 |
28. Коэффициент теплопередачи ограждений камеры, Вт/м2К |
kогр |
1,16 |
29.Толщина слоя теплоизоляции стен и пола камеры, м |
|
0,04 |
30. Средняя плотность материала стен и пола камеры, кг/м3 |
|
2400 |
31. Средняя плотность материала теплоизоляции стен и пола камеры, кг/м3 |
|
150 |
32. Толщина гидроизоляции стен и пола камеры, м |
|
0,002 |
33. Средняя плотность гидроизоляции стен и пола камеры, кг/м3 |
|
7850 |
34. Температура воздуха в цехе, С |
|
17 |
35. Начальная температура бетона, С |
|
15 |
36. Температура изотермической выдержки, С |
|
70 |
37. Начальная температура форм, С |
|
17 |
38. Температура среды в камере и внутрикамерных устройств перед подачей теплоносителя, С |
|
17 |
39. Средняя температура ограждений перед подачей теплоносителя, С |
|
17 |
40. Средняя температура ограждений в период изотермической выдержки, С |
|
25 |
Характеристики режима тепловой обработки |
|
|
41.Продолжительность предварительной выдержки, ч |
|
1 |
42. Продолжительность подъема температуры, ч |
|
2 |
43. Продолжительность изотермической выдержки, ч |
|
6 |
44. Скрытая теплота парообразования при средней температуре за стадию подъема температуры, кДж/кг |
r1 |
2387 |
45. Скрытая теплота парообразования при температуре изотермической выдержки, кДж/кг |
r2 |
2333 |
46. Теплосодержание конденсата при средней температуре на стадии подъема температуры, кДж/кг |
i’1 |
201 |
47. Теплосодержание конденсата при температуре изотермической выдержки, кДж/кг |
i’2 |
293 |
Прочие расходные данные |
|
|
48. Коэффициент учитывающий прочие потери |
|
0,15 |
49. Средняя продолжительность оборота камеры, ч |
Tk |
18,9 |
50. Принятое в расчете количество камер, шт. |
|
13 |
51. Годовая программа цеха, м3/год |
Пгод |
45000 |
Физические константы |
|
|
52. Удельная теплоемкость материала стен и камеры, кДж/кгС |
С0 |
0,837 |
53. Удельная теплоемкость металла (сталь), кДж/кгС |
См |
0,482 |
54. Удельная теплоемкость материала тепловой изоляции крышки, стен и пола камеры, кДж/кгС |
Сиз |
0,837 |
Продолжение таблицы 8.1
1 |
2 |
3 |
55. Удельная теплоемкость твердой фазы бетона, кДж/кгС |
Ств |
0,837 |
56. Удельная теплоемкость воды, кДж/кгС |
Св |
4,187 |
57. Удельная теплоемкость воздуха, кДж/кгС |
Свозд |
1,015 |
58. Истинная плотность металла, кг/м3 |
|
7850 |
59. Истинная плотность воздуха при 20С, кг/м3 |
|
1,104 |
2) Вспомогательные расчеты
Объем бетона в изделиях, помещаемых в камеру:
м3 , (4.15)
м3
Общий объем изделий, помещаемых в камеру:
м3 (4.16)
м3
Масса теплолизоляции многослойных ограждений с внутренним утеплением:
, (4.17)
.
Масса гидроизоляции многослойных ограждений с внутренним утеплением:
,
(4.18)
.
Площадь стен выше уровня пола:
, (4.19)
м2.
Длина (Lкр) и ширина (Вкр) крышки:
,м, (4.20)
м.
,м, (4.21)
м.
Площадь крышки:
, (4.22)
м2.
Масса утеплителя крышки:
,кг, (4.23)
кг.
Объем внутрикамерного пространства:
,м3 ,(4.24)
м3 .
3) Расход тепла на стадии подъема температуры
Расход тепла на нагрев изделий:
,
(4.25)
Расход тепла на нагрев форм:
,
кДж/м3 ,
(4.26)
кДж/м3
.
Расход тепла на нагрев внутрикамернах устройств:
,кДж/м3 ,
(4.27)
кДж/м3.
Расход тепла на нагрев ограждающих конструкций:
, (4.28)
Расход тепла на нагрев воздуха в камере:
, (4.29)
.
Расход тепла на компенсацию теплопотерь через ограждения камеры:
,(4.30)
.
Расход тепла на компенсацию теплопотерь с уходящим конденсатом:
, (4.31)
.
Прочие расходы тепла:
(4.32)
.
Суммарный расход тепла в период подъема температуры:
, (4.33)
.
4) Расход тепла на стадии изотермической выдержки
Расход тепла на компенсацию теплопотерь
через ограждения камеры: 
, (4.34)
.
Расход тепла на содержание теплопотерь с уходящим конденсатом:
(4.35)
.
Прочие расходы тепла:
, (4.36)
.
Суммарный расход тепла на изотермической выдержке:
(4.37)
.
Общий расход тепла на стадиях подъема температуры и изотермической выдержки:
, (4.38)
.
5) Приход тепла
Тепловыделение 1 м3 бетона на стадии подъема температуры:
, (4.39)
.
Число градусо-часов:
(4.40)
(4.41)
где Qэ28 – тепловыделение 1 кг цемента при 28-суточном в нормальных температурно-влажностных условиях; Qэ28 =335 кДж/кг [5].
а и в – постоянные коэффициенты; а=1, в=0,0015 [6].
е – основание натурального логарифма;
- число градусо-часов.
Тепло, приносимое паром на стадии подъема температуры:
(4.42)
Тепловыделение 1 м3 бетона на стадии изотермической выдержки:
(4.43)
(4.44)
(4.45)
Тепло, приносимое паром на стадии изотермической выдержки:
, (4.46)
.
Расход тепла за весь цикл тепловой обработки:
, (4.47)
Расход пара на тепловую обработку 1 м3 бетона:
, (4.48)
где i– теплосодержание (энтальпия) 1 кг пара при температуре 100С; i=2676 кДж/кг
Таблица 4.2 – Тепловой баланс ямной пропарочной камеры
Наименование статей |
Численное значение |
|||
1 стадия кДж |
2 стадия кДж |
за обе стадии |
||
кДж |
% |
|||
Расход тепла |
||||
1. Нагрев изделий |
162506,212 |
|
162506,212 |
65,85 |
2. Нагрев форм |
25546,000 |
|
25546,000 |
10,35 |
3. Нагрев внутрикамерных устройств |
1596,625 |
|
1596,625 |
0,65 |
4. Нагрев охлаждающих конструкций камеры |
6553,714 |
|
6553,714 |
2,66 |
5. Нагрев воздуха в камере |
166,419 |
|
166,419 |
0,06 |
6. Потери через ограждения |
379,898 |
1139,694 |
1519,592 |
0,62 |
7. Потери с уходящим конденсатом |
16567,458 |
143,133 |
16710,591 |
6,77 |
8. Прочие расходы тепла |
31997,449 |
192,424 |
32189,873 |
13,04 |
Итого: |
245313,775 |
1475,251 |
246789,026 |
100 |
Приход тепла |
|
|
|
|
1. Тепло экзотермии цемента |
20568,300 |
52619,089 |
73187,389 |
29,66 |
2. Тепло, приносимое паром |
224745,475 |
-51143,838 |
173601,640 |
70,34 |
Итого: |
245313,775 |
1475,251 |
246789,030 |
100 |