Вертикальная камера профессора Семенова

Период подъема температур (первый период)

Статьи прихода тепла (кДж/цикл).

,

где:  - тепло насыщенного пара

        кДж,

где: - масса пара, поступающего в камеру за первый период, кг;

  - теплосодержание пара, берется по таблице насыщенного пара;

 для нормального пара = 2680 кДж/кг;

 - тепло экзотермии цемента, выделившееся за первый период:

,кДж,

где:  - масса цемента в бетоне изделий, находящихся в камере

 (из материального баланса), кг;

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

Статьи расхода тепла (кДж/цикл)

=++++++++QA

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

,кДж

,кДж

2.  - нагрев воды затворения:

, кДж

, кДж

3.  - нагрев арматуры и закладных деталей:

, кДж

4.  - на нагрев форм:

, кДж

 кДж

5.  - нагрев материала ограждения в период нагрева:

кДж

где: - соответственно масса сухой части бетона, воды, арматуры, форм (берется из статей материального баланса); масса отдельных частей кладки камеры (бетона стен и пола (), минеральной ваты () и стали крышки камеры ()) 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;

  - 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;

 = - при пуске камеры после длительного простоя, град;

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

- средняя температура ограждающих конструкций к концу периода нагрева, ,град.

Расчет массы бетона стен и пола:

, кг.

, м3

где:  - объем ограждающих конструкций;

     - плотность железобетона (Прил.КР-3);

 - расчетные габариты камеры;

 - толщина стен камеры (=0,4м);

 - толщина пола камеры ( = 0,3 м).

м3

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

, кг.

 кг,

, м3

 м3

где:  - плотность минеральной ваты (Прил.КР-3);

  - толщина слоя минеральной ваты (по заданию).

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

, кг

где:  - масса швеллера для устройства водяного затвора;

 - масса листовой стали крышки камеры.

кг.

Масса швеллера:

, кг;

, м;

где:  - длина швеллера, м;

  - масса одного погонного метра швеллера ( для швеллера

профиля ]16 — 14,2 кг).

 м;

, кг;

Масса листовой стали (2 листа):

, кг

м3;

 м3;

кг

где:  - объем листовой стали;

 - плотность листовой стали, кг/м3;

 - толщина листовой стали (=0,002 м).

6.  - потерянное в окружающуго среду через ограждения камеры в период нагрева:

а) Надземной частью:

, кДж,

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

, Вт/м2·град;

 , Вт/м2·град; , Вт/м2·град;

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

Для нагрева принимают среднее значение  среды в камере:

Вт/м2·град

Вт/м2·град

где: - принимается в среднем 7-10 Вт/м2·град;

 Вт/м2·град;

 - толщина каждого слоя многослойных ограждений, м;

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

 - поверхность надземной части ограждений камеры:

стены: , м2,

, м2,

крышка: ,м2,

 м2,

 - средняя температура первого периода внутри рабочего пространства камеры ;

0С

- наружная температура окружающей камеру среды (температура цеха).

 Вт/м2·град;

 Вт/м2·град;

 кДж.

б) Подземной частью:

, кДж

где:  - коэффициент теплопередачи через поверхности ограждения:

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

 - поверхность подземной части ограждений камеры

,м2

,м2

 кДж

Общее потерянное тепло через ограждения камеры к концу периода нагрева:

,

 кДж

7. - потери тепла с паром, занимающим свободный объем камеры:

, кДж

где:  - свободный объем камеры

,

 м3;

где:  - объем камеры, м3;

  - объем бетона в камере, м3;

  - плотность металла форм; =7850 кг/м3;

  - плотность пара (плотность нормального пара =0,8кг/м3);

  - теплосодержание пара.

 кДж

8. Тепло, уносимое конденсатом пара:

=,

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

  - количество конденсата:

  - расход пара за первый период, кг;

  - расход пара на пропуски в атмосферу, кг;

  - масса свободного объема пара, кг.

, кг.

, 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:

, кДж.

, кДж.

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

Период подъема температур:

Решая полученное уравнение теплового баланса, находим необходимое

количество пара, которое поступает за первый период ,кг.

кг

750970.4=750981.6

Определяется среднее часовое количество пара за первый период:

, кг/час

Удельный расход пара за первый период:

 кг/м3

Количество тепла за первый период:

=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)

1.

2. ,кДж

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

Статьи расхода тепла (кДж/цикл)

=+2+++++++

1.       ,

,кДж

2.      

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

        1522,72кг

3.  на испарение части воды затворения.

 кДж

где:  - масса испарившейся влаги (из материального баланса).

кг

4 . , кДж.

кг;

5. , кДж

 кДж

6. , кДж

7. , кДж

а) Надземной частью:

, кДж,

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

, Вт/м2·град;

 , Вт/м2·град; , Вт/м2·град;

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

Для нагрева принимают среднее значение  среды в камере:

Вт/м2·град

где: - принимается в среднем 7-10 Вт/м2·град;

 Вт/м2·град;

  - средняя температура первого периода внутри рабочего пространства камеры 0С;

- наружная температура окружающей камеру среды (температура цеха).

 Вт/м2·град;

 Вт/м2·град;

Fkн=14,5*2,2=31,9 м2

Fстн=2*0,6*(14,5+2,2)=20,04 м2

 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. , кДж

где: =4,19=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. ,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 , среднечасовой его расход

 , кг/час,

Удельный расход  кг/м3

Расход тепла , кДж

Сумма дает важнейший показатель экономичности работы пропарочной камеры - удельный расход нормального пара на 1 м3 бетона

, 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

Период подъема температур (первый период)

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.

Страницы: 1, 2