WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«ТЕПЛОТЕХНИКА И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ Учебное пособие Омск 2007 Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная ...»

-- [ Страница 1 ] --

Э.Н. Мартемьянова

ТЕПЛОТЕХНИКА

И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Учебное пособие

Омск 2007

Федеральное агентство по образованию

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ) Э.Н. Мартемьянова

ТЕПЛОТЕХНИКА

И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Учебное пособие Омск Издательство СибАДИ УДК 621. ББК 31. М Рецензенты:

директор ОООООФ «Центр качества строительства» А. И. Стариков;

начальник отдела диагностики зданий ОАО ТПИ «Омскгражданпроект» П. Г. Фролов Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия для студентов 4 и 5 курсов специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» к курсовому и дипломному проектированию.

Мартемьянова Э.Н.

М 29 Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных материалов и изделий: Учебное пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. 97 с.

ISBN Изложены основные принципы расчёта температурных полей в бетонных и железобетонных конструкциях в период их тепловой обработки. Приведены характеристики для тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий, а также примеры расчётов удельной величины тепловыделения бетона, температурных полей в периоды ТВО изделий, теплотехнические расчёты тепловых установок, удельные расходы пара на ТВО изделий в различных тепловых установках. В приложении помещены справочные данные, необходимые для расчётов.

Учебное пособие подготовлено на факультете «Промышленное и гражданское строительство» СибАДИ и предназначено для студентов специальности 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

Ил. 29. Библиогр.: 28 назв.

ISBN 9785932043318 Э.Н. Мартемьянова, Оглавление 1. Температурные поля в бетонных и железобетонных изделиях, подвергаемых тепловой обработке, и их расчёт…………………..............




1.1. Общие положения…………………………………...……………….. 1.2. Тепловыделение бетона при его тепловой обработке……….......... 1.3. Распределение температур и температурные перепады в бетонных и железобетонных изделиях в период подъёма температуры среды в тепловой установке…………………………........

1.4. Распределение температур и температурные перепады в бетонных и железобетонных изделиях в период изотермического прогрева……………………………………..

1.5. Распределение температур и температурные перепады в бетонных и железобетонных изделиях в период охлаждения…….....

2. Тепловые установки и их расчёт………………………………………….

2.1. Камера ямного типа………………………………..……………........

2.2. Эффективные системы парораспределения в ямной камере……...

2.3. Расчёт ямной камеры…………………………………………............

2.4. Камеры вертикального типа ………………..……………………….

2.5. Расчёт вертикальной камеры ……………………………..………… 2.6. Кассетные установки ……………...……………………………...….

2.7. Расчёт кассеты …………..…………………………………………...

2.8. Туннельные камеры…………………………………..……………… 2.9. Расчёт туннельной камеры…………………..……………………… 2.10. Щелевая камера. ……………..……………………………………..

2.11. Расчёт щелевой камеры…………...……………………

2.12. Автоклав……………………………………………………………..

2.13. Расчёт автоклава…………………………………………………….

Библиографический список………………………...…………………….........

1. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОЛЯ В БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

ИЗДЕЛИЯХ, ПОДВЕРГАЕМЫХ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ,

Температурный режим при тепловлажностной обработке (ТВО) железобетонных изделий задается в виде изменения температуры среды в установке во времени.

В изделиях температура в различных точках сечений не соответствует температуре среды в данный момент времени и отличается неравномерностью, т.е. наличием перепадов температуры между поверхностью и различными точками сечения изделий.

Количество тепла (кДж), переходящее через единицу поверхности (м2) в единицу времени (ч), называется тепловым потоком q и выражается формулой где коэффициент теплопроводности, Вт/(мград); x толщина неограниченной пластины, м; t1 и t 2 температуры поверхности и центра пластины, С.

Знак минус в формуле обусловлен тем, что тепло распространяется в сторону понижения температуры и, следовательно, приращение температуры в этом направлении является отрицательным.

Тепловой поток всегда направлен нормально к изотермической поверхности тела в сторону наибольшего перепада температур.

Для правильного назначения режимов тепловой обработки изделий необходимо знать кинетику температуры в отдельных точках изделия и её распределение в объёме изделий в различные моменты времени. Эти же данные нужны и для теплотехнических расчётов установок ускоренного твердения бетона. В результате такого расчёта определяют количество и график подачи тепла в установки, длительность периодов подогрева, изотермического прогрева и охлаждения изделий.





Определение температуры бетонных и железобетонных изделий в зависимости от параметров греющей среды и их изменения во времени являются существенным элементом теплотехнического расчёта, связанного с определением оптимальных режимов тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий и конструктивных параметров установок для тепловой обработки.

Изменение температуры любой точки изделия в зависимости от времени и температуры описывается дифференциальным уравнением теплопроводности (уравнением Фурье). Это уравнение составляется на основании закона Фурье и закона сохранения энергии и в общем случае, при постоянстве физических констант тела, имеет вид где t температура в рассматриваемой точке тела в С в момент времени в ч; удельная мощность внутреннего источника тепла, т.е. количество выделяемого тепла в единицу времени в единице объёма в кДж/м3 ч, в некоторых случаях, например, при значительном испарении влаги из бетона, величина может быть отрицательной; a коэффициент температуропроводности, м2/ч; с удельная теплоёмкость, кДж/кгград; плотность бетона изделия, (кг/м3).

Для одномерного температурного поля, которое мы в дальнейшем только и будем рассматривать, уравнение приобретает следующий вид:

прямоугольная система координат x, y, z (неограниченная пластина) сферическая система координат (шар) цилиндрическая система координат (неограниченный круглый цилиндр) Для практических расчётов важно иметь решение дифференциальных уравнений теплопроводности для неограниченной пластины, неограниченного цилиндра и шара. Изделия типа плит и панелей при наименьшем размере в плане более 46 толщин сечения могут рассматриваться как неограниченные пластины. На основе этого в дальнейшем приводится пример расчёта таких изделий.

Классическое решение уравнения Фурье для шара можно использовать для температурных полей изделий, у которых все три измерения близки между собой.

Наконец, как бесконечный цилиндр можно рассматривать изделия различных форм: балки, колонны, ригели, сваи и т.п.

Из сочетания этих трёх элементов можно получить приближённые данные о температурных полях в отдельных изделиях более сложных форм, разделяя их на простейшие элементы. Сложность решения уравнения Фурье в применении к бетону изделий возникает вследствие необходимости учитывать внутренний источник тепла в твердеющем бетоне в результате того, что процесс его твердения носит характер экзотермической реакции, т.е. протекает с выделением тепла. В свою очередь тепловыделение бетона величина не постоянная, зависит от многих факторов, и в том числе от начальной температуры бетона. В связи с этим, решение дифференциального уравнения (1.2) удаётся выполнить только при некоторых допущениях. Вопрос об экзотермии цемента и её зависимости от температурных условий твердения бетона рассматривается ниже.

1.2. Тепловыделение бетона при его тепловой обработке Процесс твердения бетона, как известно, сопровождается выделением тепла вследствие экзотермической реакции гидратации цемента. Тепло, выделяемое только за первые 34 ч, составляет около 20 % всего тепла, расходуемого на нагрев изделий, и должно учитываться при теплотехнических расчётах.

Тепловыделение бетона зависит от тепловыделения цемента, которое в свою очередь определяется рядом факторов. Из них наиболее важными являются: химический и минералогический состав цемента, тонкость его помола, водоцементное отношение, температура бетона и продолжительность его тепловой обработки.

Для данного цемента при постоянном водоцементном отношении тепловыделение можно представить как функцию произведения температуры бетона (цемента) на время, т.е. как функцию градусочасов.

где tб постоянная температура цемента (бетона), C; продолжительность нагрева.

Обозначив величину тепловыделения цемента при 28-суточном твердении в естественных условиях через Qэ28, можно выразить тепловыделение цемента Qэ в виде эмпирической зависимости где a – коэффициент температуропроводности, м2/ч; e – основание натурального логарифма; b – скорость подъёма температуры, C/ч.

Тепловыделение цементов, в зависимости от водоцементного отношения В/Ц и градусочасов, вычисляется по формуле Для практических расчетов по этой формуле построена номограмма (рис. 1).

тепловыделения бетона, при тепловой обработке Значения (В/Ц)0,44 даются в прил. табл. П.5.

При изменении величины tб в пределах от 0 до 300 градусочасов удобно пользоваться простой формулой или диаграммой (рис. 2), построенной по формуле (1.9).

Приведённые формулы выведены для портландцементов, однако в первом приближении они позволяют подсчитать тепловыделение и других цементов. Если в 1 м3 бетона содержится цемента Ц, кг, то для практических расчётов можно считать, что тепловыделение бетона, кДж/м3, равно Формулами (1.8) и (1.9) или диаграммами (см. рис. 1 и 2) для подсчёта тепловыделения цемента можно пользоваться в том случае, если температура его в процессе твердения бетона является постоянной величиной. При изменении температуры надо принимать за tб среднюю температуру бетона за рассматриваемый промежуток времени.

Изменение температуры среды в камере tс при подъеме температуры с достаточной для практических расчётов точностью можно представить в виде линейной зависимости от времени где t0 температура среды в начальный момент, C (при 0 ); b скорость нагрева среды, C/ч.

В этом случае средняя температура бетона tб.ср без учёта экзотермии на основании теории теплопроводности может быть определена по формуле где т ' величина, зависящая от формы тела, (для неограниченной пластины т' = 1, неограниченного цилиндра т' = 2 и для шара т' = 3); е осноa вание натуральных логарифмов; F0 критерий Фурье, характериR зующий связь между скоростью изменения температуры, физическими хаR рактеристиками и размерами тела; Bi критерий Био, характеризующий связь между передачей тепла, теплопроводностью внутри тела и теплоотдачей на поверхности его; Bn и n величины, зависящие от критерия Вi и формы тела; R характерный размер тела, м (для неограниченной пластины он равен половине её толщины, для цилиндра и шара их радиусу).

Для расчётов формулу (1.12) удобно представить в виде в которой определяется по графикам на рис. 35.

Средняя температура бетона, на данный промежуток времени, будет равна где C2 f 2 ( F0, Bi ) определяется по графикам на рис. 68.

При этом число градусочасов составит Рис. 5. Кривые C1 f1 ( F0, Bi ) Рис. 7. Кривые C 2 f 2 ( F0, Bi ) для неограниченного цилиндра При изотермическом прогреве температура среды камеры постоянна и железобетонные или бетонные изделия прогреваются при постоянной температуре. В этом случае количество градусочасов, которое набирает изделие, определяется по формуле где C3 f 3 ( F0, Bi ) определяется из ра изделия в конце периода подъёма Пример 1. Определить удельную величину тепловыделения железобетонной панели R = 0,1 м на портландцементе марки 400, если известно:

количество цемента в 1 м3 бетона………………………….... Ц = 380 кг;

водоцементное отношение…………………………………….. В/Ц = 0,5;

начальная температура бетонной смеси…………………….... t0 = 15 С;

скорость подъема температуры среды в камере.………….. b = 25 С /ч;

продолжительность подъёма температур…………………… под = 3 ч;

температура изотермической выдержки…………………..… tиз = 90 С;

продолжительность изотермической выдержки…………….... из = 5 ч;

средний за период нагрева коэффициент теплоотдачи…………………………………………… 1 46 Вт/м2 С;

то же, за период изотермической выдержки……….. 1 65 Вт/м2 С;

коэффициент теплопроводности бетонной смеси….... 1,56 Вт/м С;

плотность бетона свежеотформованной панели………. 2400 кг/м 3 ;

удельная теплоёмкость бетона………………….… с = 0,84 кДж/кг С.

Вычисляем коэффициент температуропроводности:

Вычисляем критерий Вi и F0 для периода подъема температур:

По графикам (см. рис. 6) для полученных значений Вi и F0 находим величину С2 = 0,13, тогда количество градусочасов, которое наберёт панель, будет равно:

Определяем критерий Вi для периода изотермического прогрева:

Вычисляем среднюю температуру панели в конце периода подъема температур по формуле (1.13), в которой С1 определяем по кривым (см.

рис. 3):

Вычисляем критерий F0 для изотермического режима:

По кривым (см. рис. 9) находим для F0 = 1,39 и Вi = 4,1 С3 =0,482. По формуле (1.17) вычисляем количество градусочасов для изотермического режима:

Общее количество градусочасов равно:

По номограмме (см. рис. 1) находим, что этому количеству градусочасов, марке цемента 400 и В/Ц = 0,5 соответствует тепловыделение Qэ = 238 кДж/кг.

Тепловыделение 1 м3 бетона будет равно:

1.3. Распределение температур и температурные перепады в период подъёма температуры среды в тепловой установке Цикл тепловлажностной обработки железобетонных изделий включает следующие этапы: подъём температуры паровоздушной среды (период подогрева), выдерживание изделий в камере при максимальной постоянной температуре (период изотермической выдержки), остывание изделий (период охлаждения).

Особое значение имеет расчёт температуры бетона в период подогрева, так как на этой стадии распределение температур по толщине бетона существенно влияет на его структурообразование, а также в процессе периода охлаждения, когда появляется опасность образования наружных трещин.

Температура в любой точке в любой момент времени с учётом тепловыделения определяется уравнениями:

для неограниченной пластины для неограниченного цилиндра где x, r координаты точки рассматриваемого тела; An, n постоянные, зависящие от формы тела и критерия Вi; I0 функция Бесселя первого рода 1, 2, A1, A2, В1 в зависимости раниченного цилиндра и шара привеот критерия Вi для неограни- дены на рис. 1214.

В частном случае, если испарения влаги из бетона нет и начальная температура его равна температуре среды, т.е. i = 0; tн = t0, получаем:

неограниченная пластина неограниченный цилиндр В частном случае, когда испарение происходит только с верхней поверхности панели (панель находится в форме) и tн = t0, получаем:

µk1, Аk Рис. 15. Значение постоянных µk1, Аk для неограниченной пластины коэффициент теплопроводности железобетона......… = 1,56 Вт/м2 оС;

удельная теплоёмкость железобетона…………….….. с =0,84 Вт/м2 оС;

характерный размер панели, равный половине её толщины ……………………………….…. R=0,1 м;

количество цемента марки 400 в 1 м3 бетонной смеси ……. Ц = 380 кг;

водоцементное отношение…………………………………….... В/Ц=0,5;

скорость подъёма температуры среды в камере …….….. b = 25 град/ч;

плотность железобетона свежеотформованной панели……………………………... =2400 кг/м3.

Вычисляем коэффициент температуропроводности:

Вычисляем критерий Bi и F0 для периода подъема температур:

По графикам (см. рис. 6) для полученных значений F0 и Bi находим величину С2 = 0,2. Подсчитываем величину т, характеризующую удельное тепловыделение цемента, по формуле Так как F0 0,2, то при подсчёте температуры панели можно ограничиваться только первым членом бесконечного ряда входящего в формулу (1.18) и коэффициентами A1 и µ1. По графикам (см. рис. 12) находим, что для Bi = 2,94 µ1 = 1,19, А1=1,21.

Подставляем известные значения величин в формулу (1.18) и при условии x = R получаем температуру поверхности панели:

Температуру середины (центра) панели определяем по формуле (1.18) при условии х = 0:

Перепад температур между поверхностью и центром равен:

Если изделие находится в металлической форме, то вследствие большой теплопроводности металла и малой толщины стенок формы последняя практически не окажет влияния на температуру бетона. Что касается температуры самой формы, то с достаточным приближением можно считать, что она равна температуре поверхности бетона.

Расчёт температуры и продолжительности нагрева бетонных изделий по формулам (1.18)(1.20) при использовании таблиц является простым даже в случае необходимости учитывать два члена ряда, не говоря уже, когда можно ограничиться только одним членом. Однако в целях дальнейшего упрощения практических расчётов на рис. 16 представлена номограмма, построенная по формулам (1.18)(1.20) в которых Вi = 8. Эта номограмма позволяет легко и быстро решать прямую и обратную задачи: определять продолжительность подогрева железобетонного изделия, необходимую для достижения определённой температуры, или по продолжительности подогрева температуру подогрева. Номограмма выполнена в четырех квадрантах.

В правом верхнем квадранте приведены кривые относительных коорx динат для неограниченной пластины ; неограниченного цилиндра и шаR ра, определяющие различные точки поперечного сечения изделия.

Например, центр пластины хах рактеризуется величиной поверхность 1.

приведены прямые, характеризуюR вом квадранте приведены кривые b т и шкала перепада температур tc t, где tc температура среды, a t искомая температура в заданной точке изделия. Наконец, в праtc-t вом нижнем квадранте находятся шкала температур и прямые, опреR 2/ a ратуру центра панели в конце периода подогрева при следующих данных:

продолжительность нагрева панели

характерный размер панели

коэффициент температуропроводности бетона............ а = 0,00363 м2/ч;

скорость подъёма температуры среды в камере

начальная температура среды в камере

коэффициент, характеризующий тепловыделение бетона

Определяем величину Из точки на левой шкале нижнего правого квадранта, соответствующей = =1,75 ч, восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с прямой, соотR ветствующей путём интерполяции между соседними прямыми. Через полученную точку пересечения проводим вверх вертикальную прямую до пересечения со сечения проводим влево горизонтальную прямую до пересечения с прямой 2,75 (не нанесена).

Далее из этой точки проводим вертикальную линию вниз до пересечения её с наклонной прямой b т = 37 (не нанесена), а затем горизонтальную линию вправо до пересечения с вертикальной шкалой (tc t), на которой найдём tc t = 42. Так как tc t0 b 25 40 1,75 95, то искомая температура панели будет равна:

Если критерий Вi в полученных решениях стремиться к бесконечности, то температура поверхности плиты сразу становиться равной температуре окружающей среды. Практически температура поверхности становиться сразу равной температуре среды уже при Вi 15. Это обстоятельство необходимо учитывать при решении вопроса об интенсификации нагрева бетонных изделий, пропариваемых в ямных камерах путём увеличения коэффициента теплообмена. Если коэффициент теплообмена между паровоздушной средой камеры и изделия таковы, что критерий Вi 15, то любое увеличение коэффициента теплообмена, т.е. увеличение критерия Вi, не повлечёт за собой заметного повышения скорости нагрева изделия.

Решение дифференциальных уравнений теплопроводности для неограниченной пластины, бесконечного цилиндра и шара позволяет подсчитать для них температуру в любой точке в зависимости от продолжительности нагрева, теплофизических констант, скорости подъёма температуры окружающей среды и тепловыделения бетона.

1.4. Распределение температур и температурные перепады Начало периода изотермического прогрева совпадает с концом периода подъёма температур, поэтому за начальный момент времени для отсчёта продолжительности нагрева необходимо брать время, соответствующее концу периода разогрева температуры среды в камере. При этом изделие будет иметь начальное распределение температур, определяемое уравнениями (1.18)(1.20) в которых следует предложить = под, где под продолжительность периода подъёма температуры среды в камере.

Кроме того, величина т, характеризующая тепловыделение бетона, будет выражаться значительно сложнее, чем при подъёме температуры.

При изотермическом прогреве, как правило, t 375, и следовательно, зависимость тепловыделения от времени и температуры уже не будет выражаться линейной функцией. Аналитическое решение указанных уравнений при этих условиях очень затруднительно. Для упрощения задач принимаем, что в начальный момент изотермического прогрева изделие имеет по сечению параболическое распределение температуры, определяемое соотношением где tц, t n соответственно температуры центра и поверхности в начальный момент изотермического прогрева.

Величину, характеризующую тепловыделение бетона в этот период, обозначим тиз.

где Qиз+под тепловыделение 1 м3 бетона за время, равное продолжительности периодов подъёма температуры среды в камере и изотермической выдержки, кДж/м3; Qnoд то же за время периода подъёма температуры среды в камере, кДж/м3.

Тогда получаем решения уравнения (1.26):

для неограниченной пластины неограниченного цилиндра В частном случае, если тепловыделение отсутствует, т.е. mиз=0, тогда Bпл= Bц= Bш=0 и уравнения (1.28), (1.31) и (1.34) принимают соответственно следующий вид:

для неограниченной пластины неограниченного цилиндра В дальнейших расчётах придётся определять среднюю температуру изделия, если известны температуры поверхности и центра. Предполагаем, что распределение температур по сечению тела определяется соотношением (1.26), и получаем среднюю температуру изделия:

Значения Апл определяют по номограмме на рис. 17, а Впл по номограмме на рис. 16. При определении величины Впл нужно иметь в виду, что где (tс t) – величина, определяемая по номограмме (см. рис. 16), для заR2 x данных значений,, и произвольном значении (b m).

Приводим пример расчёта температур бетона в период изотермической выдержки по номограммам на рис. 16 и 17.

Пример 4. Определить температуру поверхности и центра бетонной панели в период изотермической выдержки при следующих данных:

характерный размер панели

коэффициент температуропроводности бетона

продолжительность периода подъёма температур

продолжительность периода изотермической выдержки………....из = 3 ч;

температура изотермической выдержки

температура поверхности панели в начале изотермической выдержки

температура центра панели в начале изотермической выдержки

начальная температура панели

количество цемента на 1 м3 бетона

тип и марка цемента–портландцемент………………………….… М400;

водоцементное отношение

удельная теплоёмкость бетона

плотность бетона свежеотформованной панели............... = 2450 кг/м3.

Рис. 17. Номограмма для определения величин Апл, Ац, Аш:

Определяем среднюю температуру панели в конце периода подъёма температур по формуле (1.40):

Средняя температура панели за весь период подъёма температур равна:

За период подъёма температур панель набирает количество градусочасов По кривым (см. рис. 1) находим, что для полученных градусочасов, В/Ц = 0,4 и марки цемента 400 тепловыделение 1 кг цемента составляет Qэ = 79,61 кДж/кг, а для 1 м3 бетона За период изотермической выдержки панель набирает количество градусочасов Общее количество градусочасов для рассматриваемых двух периодов тепловой обработки бетона равняется:

По кривым (см. рис. 1) находим, что удельное тепловыделение равно 184,36 кДж/кг, а тепловыделение 1 м3 бетона Вычисляем величину тиз, характеризующую тепловыделение бетона:

Вычисляем величины:

Определяем по номограмме (см. рис. 17) величину Апл для из = 3 ч, = 0 (температура центра) и = 1 (температура поверхности). Для этого через точку = 3 ч проводим вправо горизонталь до пересечения с прямой = 9; из точки пересечения восстанавливаем перпендикуляр до пересеa чения с кривой = 0 для пластины. Затем из точки пересечения проводим влево горизонтальную прямую до пересечения с прямой 0 0 0,5. Наt n tц конец, из точки пересечения опускаем перпендикуляр на шкалу А, на котоx рой находим Апл = 0,82. Для = 1 таким же образом находим Апл = 0,13.

например (b – т) = 20, находим по номограмме (см. рис. 16) при = 0, (tc – t) = 55; при = 1, (tc – t) = 11.

По формуле (1.41) находим Впл:

Из формулы (1.28) имеем, что температура центра по истечении 3 ч изотермического прогрева равна:

Температура поверхности Согласно уравнению (1.37) температура центра панели без учёта экзотермии в конце периода изотермической выдержки равна:

Температура поверхности при этом составляет:

По формуле (1.40) находим среднюю температуру изделия в конце периода изотермической выдержки:

Если сравнивать результаты расчёта температур панели с учётом и без учёта экзотермии цемента, то видно, что температура центра с учётом экзотермии выше на 88,473,5 15, а температура поверхности на 90,487,4=3.

При испарении влаги только с одной стороны панели (панель находиться на поддоне или в форме) распределение температур по её толщине определяем по формуле Кривые Спл = f(Bi, F0), относящиеся к температуре поверхности, приведены на рис. 18. (для температуры центра Спл = 1).

Приведенные выше зависимости для расчёта распределения температур в бетонных и железобетонных изделиях при их тепловой обработке могут быть применены для любых установок ускоренного твердения бетона. Эти зависимости значительно упрощаются при условии, что в процессе тепловой обработки бетона из него не испаряется влага. Этому условию удовлетворяют установки: ямные камеры, вертикальные камеры и другие, в которых изделия пропариваются. В этом случае поверхность изделий соприкасается с паровоздушной средой, относительная влажность которой равна 100 %, или с насыщенным паром.

1.5. Распределение температур и температурные перепады в бетонных и железобетонных изделиях в период охлаждения Решения дифференциальных уравнений теплопроводности для неограниченной пластины, цилиндра и шара позволяют подсчитать температуру в любой точке, а также как происходит охлаждение при снижении температуры среды в камере. Для этого в соответствующих формулах необходимо перед величиной, характеризующей скорость снижения температуры среды, подставить знак минус и принять m = 0.

К периоду охлаждения гидратация цемента в основном закончилась, поэтому начальная температура бетона принимается равной температуре бетона к концу периода изотермической выдержки и интенсивность испарения влаги с поверхности бетона 1 = 0,25 кг/м2 · ч Пример 5. Определить температуру на поверхности и в середине железобетонной панели к концу периода охлаждения в ямной камере при следующих данных:

продолжительность периода охлаждения

коэффициент теплообмена

скорость спуска температуры среды в камере................ b = 35 град/ч;

начальная температура панели и температура изотермической выдержки

скрытая теплота парообразования

Испарение влаги происходит только с верхней поверхности панели с интенсивностью 1 = 0,25 кг/м2ч. Величины, с, R и те же, что и в предыдущих примерах.

Вычисляем критерий Вi:

По графикам (см. рис. 12 и 15) находим, что для Вi = 0,74:

Подставляя известные величины в формулу (1.24), в которой полагаем т = 0 и ограничиваемся только первым членом ряда, так как F0 0,2, получаем температуру верхней поверхности:

Для расчёта температуры нижней поверхности нужно принять х = R, тогда температура будет равна 79 °С, т.е. в случае испарения температура верхней поверхности будет ниже температуры нижней. Температуру середины панели определяем по формуле Пользуясь вышеприведенными решениями уравнений теплопроводности для неограниченной пластины, неограниченного цилиндра и шара, представляем перепад температур между поверхностью и центром для каждого из этих тел в случае отсутствия испарения влаги в следующем виде:

где M f F0 ; Вi функция, в начальный момент равная нулю и с течением времени асимптотически приближающаяся к постоянной величине, т.е. при = 0 М = 0 и при = M = const. Из формулы следует, что наличие экзотермии m 0 уменьшает перепад температур между поверхностью и центром изделия.

Анализ полученных формул позволяет сделать следующие выводы:

1. Наличие экзотермии в бетоне является положительным фактором, так как тепловыделение цемента уменьшает перепады температур между поверхностью и центром изделия, что подтверждается также исследованиями. Объясняется это тем, что вследствие экзотермии увеличивается тепловой поток от наружных слоев изделия к центру. Перепад температур между поверхностью и центром изделия пропорционален разности между скоростью подъема температур b и коэффициентом m, характеризующим экзотермический эффект гидратации цемента. При больших значениях b влияние экзотермии незначительно. При b = т температурные градиенты в изделии равны нулю. Однако это условие соблюдается при значениях b = =2…3, что практически равноценно твердению бетона в нормальных условиях.

2. Температура в центре сечения изделия на протяжении всего периода разогрева остается ниже температуры поверхности изделия и среды в камере независимо от его толщины, скорости подъема температуры среды в камере, расхода цемента и его экзотермии.

3. Температура в центре изделия тем более отстает от температуры поверхности и перепад этих температур в процессе разогрева тем больше, чем больше толщина изделия, меньше коэффициент температуропроводности и меньше расход цемента в бетоне, меньше экзотермия и интенсивнее скорость подъема температуры среды в камере. Влияние этих факторов неодинаково. Наибольшее влияние на величину перепада температур t в бетоне изделий оказывают их толщина и скорость подъема температуры в камере. Экзотермия цемента и его расход в бетоне оказывают меньшее влияние.

2. ТЕПЛОВЫЕ УСТАНОВКИ И ИХ РАСЧЁТ

Железобетонные изделия разнообразны по своим геометрическим размерам и форме, составу бетонной смеси, свойствам готового бетона, способам формования и отделки поверхностей. Этим и объясняется применение весьма разнообразных установок для тепловлажностной обработки в производстве сборного железобетона.

Систем классификации установок для тепловлажностной обработки железобетонных изделий известно много. Например, по принципу действия это периодически действующие и непрерывно действующие. К установкам периодического действия относят ямные камеры, автоклавы, кассеты, камеры с обогревом в поле индукционного тока и т. п. Установками непрерывного действия являются туннельные, щелевые, вертикальные камеры, пакетировщики, камеры прокатных станов и др.

Установки для тепловлажностной обработки можно также классифицировать по давлению рабочей среды установки, работающие при атмосферном давлении и выше атмосферного, по способу обогрева паром или электроэнергией; по использованию их в той или иной технологии изготовления изделий стендовой, поточно-агрегатной или конвейерной и т. п.

Установки для тепловлажностной обработки железобетонных изделий могут работать периодически или непрерывно. В стендовой и поточноагрегатной технологии обычно применяют установки периодического действия, в конвейерной непрерывного.

Большое значение для качества изделия имеет строгое соблюдение заданного режима тепловлажностной обработки. Режимом тепловлажностной обработки называют совокупность условий окружающей среды, т. е.

температуры, влажности и давления, воздействующих на изделие в течение определенного времени и обусловливающих оптимальную для данного изделия скорость процесса твердения.

В соответствии с установленным режимом для данного изделия, весь цикл тепловлажностной обработки делят на три периода: подогрева до максимальной температуры, выдержки при максимальной температуре, или изотермической выдержки и охлаждения до температуры окружающей среды.

Камеры ямного типа (рис. 19) применяют как на заводах, так и на полигонах. Они относятся к установкам периодического действия. В зависимости от условий эксплуатации, уровня грунтовых вод камеру либо заглубляют в землю так, чтобы её края для удобства эксплуатации возвышались над полом цеха не более 0,6…0,7 м, или устанавливают на уровне пола. В этом случае для обслуживания устраивают специальные площадки.

Камеры имеют прямоугольную форму и изготовляют их из железобетона, стены снабжают теплоизоляцией для снижения потерь теплоты в окружающую среду. Пол камеры делают с уклоном для стока конденсата. В полу есть трап для вывода конденсата. В приямке трапа, куда стекает конденсат, делают конденсатоотводящее устройство, в качестве которого чаще всего ставят водоотделительную петлю. Назначение конденсатоотводящего устройства – выпускать конденсат в систему конденсатоотвода и не пропускать пар. Стены камеры имеют отверстие для ввода пара, который подается вниз камеры по трубопроводу от сети. Трубопровод заканчиРис. 19. Пропарочная камера ямного типа Гипростройиндурии:

1 – трап; 2 – конденсатоотводящее устройство; 3 – паропровод; 4 – трубы с перфорациями; 5 – вентиляционное отверстие; 6 – вентиляционный клапан;

вается уложенными по периметру камеры трубами с отверстиями – перфорациями, через которые пар поступает в камеру. Кроме отверстия для ввода пара в стене камеры делают отверстие для вентиляции в период охлаждения. Оно соединяется каналом с вентилятором, который отбирает паровоздушную смесь из камеры. Для изоляции камеры во время подогрева и изотермической выдержки от системы вентиляции устраивают герметизирующий конус, который с помощью червячного винта, снабженного маховиком, может подниматься и опускаться. При поднятом конусе происходит вентиляция, при опущенном – камера надежно изолирована от этой системы. Кроме герметизирующего конуса в таких же целях могут применяться различные затворы.

В камеру с помощью направляющих, в качестве которых используют опорные стойки, краном загружают изделия в формах. Каждая форма от следующей изолируется прокладками из металла для того, чтобы пар обогревал формы со всех сторон. Высота камеры достигает 2,5…4 м. Ширину и длину обычно выбирают с учётом размещения в ней двух штабелей изделий в формах. Между штабелями изделий и между штабелем и стенками камеры устраивают зазоры, чтобы обеспечить захват изделий автоматическими траверсами при загрузке и разгрузке камеры.

После загрузки камера закрывается крышкой, представляющей собой металлический каркас, заполненный теплоизоляционным материалом. Низ и верх крышки изолируют металлическим листом. Крышку так же, как и пол, делают с уклоном i = 0,005…0,01 для стока конденсата. Для герметизации крышки служит водяной затвор. Для этого на верхних обрезах стен камеры устанавливают швеллер, а крышку по её периметру оборудуют уголком, который входит в швеллер. Швеллер заполняют водой, кроме того, конденсат с крышки также стекает в швеллер. Образующийся таким образом в нём слой воды предотвращает выбивание пара в цех через соединения крышки с камерой.

2.2. Эффективные системы парораспределения в ямной камере Недостатками тепловых агрегатов являются температурные перепады по высоте, снижающие однородность технических свойств изделий после тепловой обработки. В пространствах между изделиями в камерах, в технологических пустотах и полостях изделий образуются области неподвижной греющей среды, так называемые воздушные «мешки», что существенно снижает эффективность тепло- и массообмена. Для устранения этих недостатков применяют направленное движение теплоносителя за счет эжектирующего действия струй пара, подаваемого в пропарочную камеру под давлением из крупноразмерных точечных сопел, что выравнивает тепловлажностные условия во всем объеме камеры на протяжении всего периода пуска пара. Направленная циркуляция среды за счет струйной энергии подаваемого пара может быть получена как в установках периодического, так и непрерывного действия.

Однородность среды повышается при оснащении камеры отводной трубой с клапаном для удаления избытка воздуха, что также повышает эффективность прогрева.

Ниже рассмотрены эффективные системы распределения пара в наиболее распространенных тепловых установках.

Ямные камеры периодического действия могут быть оборудованы одной из эффективных систем парораспределения, хорошо себя зарекомендовавших на практике.

Парораспределение с помощью крупноразмерных (15...25 мм) паровыпускных устройств точечного типа (сопла Лаваля или цилиндрические), установленных у днища камеры или на двух горизонтальных коллекторах, расположенных на противоположных стенках камеры на разной высоте (рис. 20, а). Сопла располагают с шагом 500...1000 мм. Струи пара не должны быть направлены на поверхность бетона. Интенсификация движения теплоносителя внутри камеры достигается противоположным направлением сопел на двух коллекторах. Эжектируемый пар, выходящий из сопел с большой скоростью, захватывает неподвижную греющую среду в скоростную циркуляцию с многократным коэффициентом (4...6 и более), интенсивно смешивая теплоноситель в камере. В результате улучшается равномерность прогрева изделий, однородность свойств бетона.

а с помощью сопел; б через вертикальные стояки; в с помощью насосов-кондиционеров; г с внешним эжектором; 1 магистральный паропровод; 2 запорный вентиль; 3 регулирующий клапан;

4 нижний коллектор; 5 сопло; 6 верхний коллектор; 7 съемная дроссельная шайба для стока конденсата; 8 вертикальный стояк;

9 обводная линия; 10 продувочный трубопровод; 11 внешний эжектор Давление пара перед соплами, камерой, на разводной гребенке должно быть согласовано с Госгортехнадзором.

Парораспределение с выпуском теплоносителя через вертикальные стояки. Направленное движение теплоносителя в камере можно организовать не только в вертикальной плоскости, как было показано ранее, но и в горизонтальной (рис. 20, б, в). Равномерная подача пара по высоте камеры через отверстия в стояках обеспечивает его равномерное распределение, а большее (по сравнению с коллекторами в предыдущей схеме) количество стояков с направленным расположением отверстий создает интенсивное движение теплоносителя, но организованное в горизонтальной плоскости.

При этом стояки можно поставить и в углах камеры, т. е. там, где обычно образуется зона неподвижной среды: это повышает однородность греющей среды и условия тепло- и массообмена.

Для интенсификации теплоотдачи путем повышения скорости движения теплоносителя вертикальные стояки могут быть оборудованы соплами или насосами-кондиционерами. В результате разности давлений, получаемых на концах соплообразного патрубка насоса-кондиционера за счет различной скорости поступления пара, происходит подсос паровоздушной среды из камеры и последующее перемешивание с поступающим паром.

Рассмотренные системы с соплами типа Лаваля эффективны в камерах пропаривания, если возможно обеспечить требуемые параметры пара перед камерой.

Пароснабжение камеры с внешним эжектированием паровоздушной среды. Усовершенствованная система пароснабжения ямных камер разработана Харьковским институтом инженеров коммунального строительства (рис. 20, г). Эффективность системы повышается за счет применения внешнего эжектора, с помощью которого можно осуществлять рециркуляцию паровоздушной смеси через перфорированный коллектор, установленный в нижней зоне камеры. Это способствует хорошему перемешиванию смеси. Подавать пар можно отдельно через сопла верхнего или нижнего коллектора, а также одновременно. Количество сухого пара можно уменьшить, Так как изделия будут нагреваться за счет рециркуляции теплоносителя; при увлажнении пара подавать его в период нагрева можно через сопла и перфорированный нижний коллектор, а в период изотермической выдержки подачу теплоносителя следует перевести на рециркуляционный режим.

В период охлаждения изделий внешний эжектор при необходимости можно использовать для отсоса паровоздушной смеси из камеры, однако это связано с дополнительным расходом пара (около 50 кг/м3).

Исходные данные:

1. Внутренние размеры камеры ……………………...…. Vк Lк Вк Н к 6,3 3,9 3,7 90,9 м 3.

2. Толщина железобетонных стен наружных …………….. ст 0,4 м, внутренних…………………………………………………... ст 0,2 м.

3. Толщина бетонного пола камеры………………………. пол = 0,15 м.

4. Крышка металлическая, утеплённая минеральной ватой: масса металла……………………….. Gм = 2000 кг, утеплителя…………………………………………………..Gут = 1180 кг, толщина минваты…………………….. ут = 0,16, ут = 0,063 Вт/м·C.

5. Коэффициенты: тепловосприятия ограждений камеры………………………………………………..….

Вт/м ·°C, теплоотдачи от ограждений камеры в окружающую среду…………………………………..... 2 = 5 Вт/м2·°C.

6. Плотность материала ограждений………………… ж/б =2300 кг/м3.

7. Расход материалов на 1м3 бетона изделий, кг:

портландцемент М500 Ц = 262, Щ = 1420, песок П = 572, вода В = 152, арматура А = 70.

8. Плотность бетона изделий………………………….… = 2406 кг/м3.

9. Температура: свежеотформованных изделий до поступления в камеру…………………………………..….. t1 = 20 °C, средняя температура по сечению изделия к концу периода подогрева…………………………………. tII = 54,6 °C, изотермического прогрева…………………………...……….. tII = 80 °C.

10. Объём одного изделия………………………………….. Vи = 1,08 м3, в камере находится………………………………….….. nи = 12 изделий, объём бетона в камере ……… Vб Vи nи 1,08 12 12,96 м 3 13 м3.

11. Масса одной металлической формы…………….…… m1ф = 1625 кг, масса формы в камере……………………………………. mф = 19500 кг, их объём…………………………………………...………… Vф = 61,9 м3.

12. Объём прокладок и выступающих частей в камере……………………………………………… Wв.ч = 1,8 м3.

13. Заглубление камеры……………………………………….. hk = 3,1 м.

14. Определить удельный расход пара при нормальных физических условиях на тепловую обработку 1м3 бетона изделий 15. Пар, поступающий из паропровода, влажный насыщенный с tп=110 °C, п = 0,8264 кг/м3.

Габариты камер ямного типа зависят от номенклатуры изделий, производительности технологических линий, размера форм и технологических зазоров (на прокладки, захваты траверсы и др.).

Длину камеры (м) определяют по формуле где ф – длина формы с изделием, м; n – количество форм по длине камеры, шт. (при ф 4 м, n=1); 1 =0,1 м – расстояние между формой и стенкой камеры и между штабелями форм.

Ширина камеры (м):

где bф – ширина формы с изделием, м; n1 – количество форм по ширине камеры, шт. (при bф 2 м, n1=1).

При укладке форм в камеру автоматическими траверсами расстояние 1 принимают с учётом зазора на радиус действия захвата. Для камер, оборудованных стойками с кронштейнами, в 1 входит и ширина стойки.

Высота камеры (м):

где hф – высота формы с изделием, м; n2 – количество форм по высоте камеры, шт.; h1 0,03 м – расстояние между формами изделиями по высоте, т.е. величина прокладки между формами; h2 0,15 м – то же, между нижней формой и дном камеры; h3 0,05 м – между верхним изделием и крышкой камеры.

Материальный баланс камеры, кг/цикл.

Приход материалов:

1. Цемент……………………………………...Gц = ЦVб = 26213 = 3406.

2. Вода………………………………………... Gв = ВVб = 15213 = 1976.

3. Заполнители……………. Gз = (П + Щ)Vб = (572 + 1420)13 = 25896.

4. Арматура……………………………………... Gа = АVб = 7013 = 910.

5. Металл форм………………………………………………. Gф = 19500.

Расход материалов:

1. Масса испарившейся воды……. Wi = 0,01бVб = 0,01240613 = 312.

2. Масса оставшейся в изделиях воды… GIIв = Gв – Wi = 1976 – 312 = 1664.

Тепловой баланс камеры, кДж/период.

I. Приход тепл а:

1. Тепло сухой части бетона QIc = (Gц + Gз)cctI = (3406 + +25896)0,8420 =492274.

2. Тепло воды затворения 3. Тепло арматуры и закладных деталей 4. Тепло форм 5. Тепло экзотермии цемента 6. Тепло насыщенного пара где GIп – масса пара, поступившего в камеру за период подогрева, кг; iп энтальпия пара, кДж/кг.

Суммарный приход тепла за период подогрева II. Расход тепл а:

1. Тепло сухой части бетона QIIc = (Gц + Gз)cctII = (3406 + 25896)0,8454,6 = 1343907.

2. Тепло на испарение части воды затворения Qисп = Wi(2493 +1,97tI-II)= 312(2493 + 1,9750) = 808548.

3. Тепло воды, оставшейся в изделиях к концу периода подогрева, 4. Тепло арматуры и закладных деталей 5. Тепло форм 6. Тепло материалов элементов ограждений к концу периода подогрева определяют по формуле Таким образом, QII акк Qакк Qакк Qакк 308784 108140 7308 424232.

7. Потери тепла в окружающую среду через ограждения камеры к концу периода подогрева вычисляем по формуле А. Для определения потерь тепла через наземную часть стен камеры подсчитываем их площадь и коэффициент теплопередачи:

Для определения потерь тепла через крышку камеры подсчитываем её площадь и коэффициент теплопередачи:

Потери тепла через крышку Б. Для определения потерь тепла через подземную часть стен камеры подсчитываем их площадь и коэффициент теплопередачи:

Потери тепла через подземную часть Qо.с QII наз + QII кр + QII под =23026+2189+12291=37506.

8. Тепло, уносимое конденсатом пара, где iконд = 419 кДж/кг; расход пара на пропуски в атмосферу Gпр = 0,1 GI п.

Масса пара, занимающая свободный объем камеры, Следовательно, QII кон 419(GI п 22,5 0,1GI п ) 377GI п 9428.

9. Тепло паровоздушной смеси, выбивающейся через неплотности, QII выб 0,1 Q расх 0,1(1343907 808548 717600 424232 37506 9428 377GI п ) 373653,3 37,7GI п.

Суммарный расход тепла в период подогрева Тепловой баланс камеры в период подогрева При энтальпии паровоздушной смеси iпв = 990 кДж/кг, III. Приход тепла:

1. Тепло экзотермии цемента 2. Тепло сухой части бетона QIIc = 1343907.

3. Тепло, аккумулированное ограждениями, QII акк 424232.

4. Тепло пара, поступающего в камеру, QI п iпGII п.

Суммарный приход тепла в период изотермического прогрева IV. Расход тепла:

1. Тепло на подогрев изделий QIIIc = (Gц + Gз)cctII = (3406 + 25896)0,8480 = 1969094.

2. Тепло, аккумулированное ограждениями, Для стен Для пола Для крышки Таким образом, QIII акк Qакк Qакк Qакк 1046555 353183 23867 1423605.

3. Тепло, потерянное в окружающую среду через ограждения:

потери тепла через наземную часть стен QIII наз 3,6 4(80 20)(2,08 4,68 2,84 46,62) 122805 ;

потери тепла через крышку потери тепла через подземную часть стен Тогда 4. Потери тепла с конденсатом 5. Тепло, выбивающееся через неплотности, Суммарный расход тепла в период изотермического прогрева Тепловой баланс камеры в период изотермического прогрева Тогда расход насыщенного пара в период изотермического прогрева равен Удельный расход пара при нормальных физических условиях на тепловую обработку 1 м3 бетона составляет:

Вертикальные камеры непрерывного действия предложены профессором А.А Семёновым, с целью более рационального использования теплоты и уменьшения площади цеха. В них используется естественное расслоение пара и воздуха по высоте.

Верхняя зона, где устойчиво удерживается пар, предназначена для изотермической выдержки, нижние зоны с паровоздушной средой используются: подъёмная в качестве зоны подогрева, опускная – как зона охлаждения.

Для резкого отделения паровой зоны от паровоздушной на их границе запроектировано трубчатое кольцо с холодной проточной водой, на котором должен конденсироваться избыточный пар.

Вертикальная камера оснащена системой автоматического регулирования.

Принцип работы камеры (рис. 22) заключается в следующем. Изделие в форме 1 по приводному рольгангу 2 проходит до положения 3, показанного пунктиром, в камеру 4, состоящую из железобетонного ограждения 5, покрытого теплоизоляционным слоем 6.

Сверху бетонную коробку 5 покрывают герметичной стальной крышкой 7. В положении 3 изделие останавливается концевым выключателем. Этот же концевой выключатель включает в работу загрузочные гидродомкраты 14. Они поднимают изделие из положения 3, при этом форма с изделием утапливает защелки 13, а штабель оказывается выше защелок. При этом защелки 13 вновь занимают положение, показанное на рис. 22. После выхода защелок гидродомкраты начинают опускаться вниз, проходят между защелками, оставляя штабель изделия на защелках. Сами гидродомкраты уходят в крайнее положение и выключаются, включая другим концевым выключателем передаточную тележку 8, расположенную в верхней части камеры. Передаточная тележка возвращается в исходное положение, где и выключается.

15 тележка; 16 формы; 18 направляющие колонны; 19 стол гидроподъемника; 20 плунжерный цилиндр; 21 траншея для стока конденсата; 22 перфорированный паропровод Одновременно с выключением тележки включаются разгрузочные гидродомкраты 11. Гидродомкраты идут в верхнее положение, при этом поднимают штабель над защелками 13, находящимися на выгрузочной стороне;

они освобождаются и под действием привода убираются, отводятся в сторону, после чего гидродомкраты 11 начинают опускаться, пока нижняя форма, находящаяся в штабеле, полностью не пройдет вниз и станет ниже защелок. В этот момент гидродомкраты 11 останавливаются. Защелки встают на свое место, попадают в пазы 10 между формой и всем остальным штабелем, отсекая его от нижней формы, после чего гидродомкраты с одним изделием начинают опускаться дальше, а остальной штабель остается на защелках. Пройдя в крайнее нижнее положение гидродомкраты оставляют форму с изделием на выгрузочном роликовом конвейере, который включается после того, как гидродомкраты займут крайнее нижнее положение. Затем этот конвейер выкатывает изделие из камеры.

Тепловлажностная обработка в такой камере осуществляется следующим образом. Пар через трубопровод подается в перфорированную трубу, расположенную в верхней части по всему периметру камеры. В момент пуска камеры в ней находится воздух, пар смешивается с ним, образуя паровоздушную смесь. Новые порции пара, который непрерывно подается в камеру и легче паровоздушной смеси, занимают верхнюю часть камеры – зону изотермической выдержки, вытесняя паровоздушную смесь книзу – в зону подогрева.

Таким образом, в верхней части камеры образуется и все время поддерживается среда чистого насыщенного пара с температурой 100 С и = 100 %. Ниже в камере находится паровоздушная смесь с меньшей температурой. Таким образом, изделия, проходя путь по камере, сначала нагреваются, потом выдерживаются при 100 С, а затем, опускаясь вниз, охлаждаются.

Исходные данные:

1. Годовая производительность конвейерной технологической линии по выпуску железобетонных плит покрытия………… Gгод = 45000 м3, каждая объёмом………………………………………… Vб = 0,615 м3.

Средний ритм конвейера……………………………………. Rср = 0,29 ч.

2. Годовой фонд времени работы цеха……………………... Вр = 6096 ч.

при температуре изотермии t2=100 °C и относительной влажности среды =100 %.

4. Расход материалов на 1м3 бетона, кг: ШПЦ М400 Ц=283 кг, З = 1931 кг, В = 170 л, арматура А = 104 кг, В/Ц = 0,6. Плотность бетона………………………………………………………. б=2384 кг/м3.

5. Масса формы…………………………………………….... Gф 7500 кг, размером………………………………. ф ф hф 6,47 1,79 0,55 м.

6. В зоне изотермического прогрева установлена перфорированная труба с 95 отверстиями диаметром d0=3 мм для подачи острого пара.

Давление пара в паропроводе…………..... P=0,2 МН/ м2 при tп=120 °C.

7. Коэффициенты: теплоотдачи от среды в камере ограждениям………………………………………….... 1=52 Вт/м2·°C;

ограждений в среду цеха…………………………….… 2=23, Вт/м2·°C.

8. Средняя температура по сечению изделия в конце периода подогрева………………………………….. t1I = 72,8 °C.

9. Стены камеры из сборного железобетона толщиной… ст = 0,17 м, снаружи покрыты теплоизоляционным слоем из минеральной ваты………………………………………… ут = 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/мС (для минеральной ваты).

10. Изделия в формах размещаются в камере в четыре штабеля по ярусов в каждом.

Длина камеры Lk (м) определяется по формуле 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):

где bф – ширина формы, bф=1,79 м.

Высота камеры Hk (м):

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

H I H III

Высота зоны изотермического прогрева Материальный баланс.

Ритм выпуска:

по бетону Приход материалов, кг/ч:

1. Цемент………………………………………... Gц=ЦVб=283·7,4=2094.

2. Вода…………………………………………… Gв=ВVб=170·7,4=1258.

3. Заполнители………………………………... Gз=ЗVб=1931·7,4=14289.

Gа=АVб=104·7,4=770.

5. Формы………………………………... G1ф=Gф nu=7500·12=90000 кг.

Расход материалов, кг/ч:

1. Вода испарения б=0,01·7,4·2384=176.

2. Оставшаяся вода……………………. Gв = Gв Wi = 1258 176=1082.

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

Тепловой баланс.

I. Приход тепл а, кДж/ч:

I-1. Тепло сухой части бетона Q1c=(Gц+Gз)сс·t1=(2094+14289)0,84·20=275234.

Здесь и далее теплоемкость материалов находим в прил. табл. П.14, П.15, П.16.

I-2. Тепло воды затворения I-3. Тепло арматуры и закладных деталей I-4. Тепло форм Q1ф=Gф·сф·t1=90000·0,46·20=828000.

I-5. Тепло экзотермии цемента =0,0023·420·0,60,44·60·1,5·2094=145406.

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

I-6. Тепло, выбивающееся в зону подогрева из зоны изотермического прогрева, Q1выб=19700t0,6Fk Bk =19700·10,6·14,2·2,79· 2,79 =1303650.

I-7. Тепло воздуха, поступающего в камеру из калорифера, Суммарный приход тепла в период подогрева Q1прих Q1c+Q1в+Q1a+Q1ф+Qэ+Q1выб+Q1кал= II-1. Тепло сухой части изделий QIIc=(G3+Gц)ссtII=(14289+2094)·0,84·72,8=1001853.

II-2. Тепло на испарение части воды затворения Qисп=Wi(2493+1,97tI-II)=176(2493+1,97·60)=459571.

II-3.Тепло воды, оставшейся в бетоне к концу периода подогрева, II-4. Тепло арматуры и закладных деталей II-5. Тепло форм QIIф=Gф·сф·tII=90000·0,46·100=4140000.

II-6. Тепло смеси, заполняющей свободный объем камеры, где Vc.o.=H1·Bк·Lкn·lф·bф·hф=3,85·2,79·14,2-10·6,47·1,79·0,55=88,8 м3;

II-7. Тепло, потерянное через ограждения камеры:

QIIст=3,6kстFст(tI-II to.c.)=3,6·1,04·120,1·(60-20)=17986, Fст=(2·Lк/2+Вк)Н1=(2·28,4/2+2,79)·3,85=120,1 м2;

где Суммарный расход тепла в период подогрева Q11 расх Q11c+Qисп+Q11в+Q11а+Q11ф+Q11с.о.+ +Q11огр+Q11выб+Qз=1001853+459571+330832+ Тепловой баланс зоны подогрева Удельный расход пара при нормальных физических параметрах в период подогрева III. Приход тепла, кДж/ч:

III-1. Тепло экзотермии цемента III-2. Тепло острого пара Q111п=Gп(iп iI-II)=1114,2(27072676)=69080, где iп=2707 кДж/кг для P = 0,2 МПа (прил. табл. П.17).

где n0 количество отверстий трубы паропровода, n0 =Lk / 0,25=28,4 / 0,25 =95, здесь Lk длина камеры, м; 0,25 м – шаг отверстий-перфораций.

III-3. Тепло, поступающее в камеру из калорифера, Q111кал = x.

Суммарный приход тепла в период изотермического прогрева VI. Расход тепла, кДж/ч:

IV-1. Тепло смеси, заполняющей свободный объем, =(5,65·2,79·28,422·6,47·1,79·0,55)·0,947·2676=779384, где воз=0,947 для t = 100 С (прил. табл. П.15).

IV-2. Тепло, потерянное через ограждения камеры:

QIVст=3,6kстFст(tIV to.c.)=3,6·1,04·352,5·(10020)=105581, Fст=(2·Lк+Вк)НII=(2·28,4+2·2,79)· 5,65=352,5 м2;

где QIVпот=3,6kпотFпот(tIV to.c.)=3,6·0,61·79,2·(10020)=13914, где IV-3. Тепло, выбивающееся в зону подогрева, при QI = Суммарный расход тепла в период изотермического прогрева Q Q1Vc.o.+QIVогр+QIVтор=779384+119495+1303650=2202529.

Тепловой баланс зоны изотермического прогрева Удельный расход пара на нагрев изделий в зоне изотермического прогрева Удельный расход пара в периоды подогрева и изотермического прогрева Кассетные установки – это стационарные разъемные вертикально установленные формы-кассеты из металла или железобетона, в которых формуют и подвергают тепловой обработке панели внутренних стен и перекрытий, лестничные марши и площадки, балконные плиты и другие изделия.

Рис. 23. Механизированная кассетная установка Гипрострой-индустрии:

1 станина; 2 разделительная стенка; 3 отсек для формования панелей;

4 отсек для пара; 5 фиксирующие упоры; 6 крайняя утепленная стенка;

7 механизм сжатия кассеты; 8 привод; 9 упорный дожимной винт Кассеты состоят из станины, механизмов перемещения, дожима и распорных рычагов (рис. 23). Форма-кассета состоит из ряда отсеков, образованных стальными вертикальными стенками, причем отсеки, используемые для формования бетона, чередуются с отсеками для пара (паровая рубашка). Крайние отсеки теплоизолируют. По конструкции разделительные стенки могут быть гибкими (из металлических листов толщиной 24 мм) или жесткими (в виде пространственных металлических коробов). К ним крепятся борта из уголков, образующих торцевые стенки и днище отсеков.

Сборка и разборка отсеков производится при помощи специального механизма, а извлечение изделий из отсеков – мостовым краном. Уплотнение бетонной смеси в кассете осуществляется вибраторами, укрепленными по бокам наружных и в торцах внутренних стенок, или глубинными вибраторами.

Интенсивная теплоотдача греющей среды (пара, паровоздушной смеси, горячей воды и др.) достигается многократной циркуляцией и устройством узких тепловых отсеков с зигзагообразными перегородками. Теплоноситель не должен загрязнять стенок отсеков: это снижает коэффициент теплоотдачи. По той же причине из нижней части тепловых отсеков постоянно удаляется конденсат.

Тепловые отсеки рассчитаны на давление до 0,12–0,15 МН/м2. Большее давление требует значительного увеличения расхода металла. В железобетонных кассетных установках давление пара достигает 0,2 МН/м2.

Пространство и стенки теплового отсека надо нагревать равномерно, со скоростью, обеспечивающей высокое качество изделий. Недостаток пара в тепловом отсеке приведёт к расслоению среды (скоплению пара высокой температуры в верхней зоне отсека и менее нагретого – в нижней).

Эжекторная система пароснабжения (рис. 24) тщательно перемешивает пар с воздухом и создает паровоздушную смесь одинаковой температуры по высоте кассеты.

Рис. 24. Схема эжекторного пароснабжения кассеты:

1 паровая рубашка; 2 изделие; 3 резиновый шланг;

4 коллектор на вводе пара; 5 отсасывающий коллектор;

6 датчики температуры; 7 паропровод; 8 обратный клапан;

Теплоносителем здесь служит паровоздушная смесь значительно меньшей температуры, чем чистый насыщенный пар. Получают его смешиванием чистого насыщенного пара с воздухом и паровоздушной смесью, отсасываемой из верхней зоны теплового отсека специальным коллектором. Применение эжекторной системы позволяет снизить расход чистого насыщенного пара и автоматически регулировать режим тепловой обработки по средней температуре паровоздушной смеси в коллекторе.

Паровоздушная смесь образуется в пароструйном эжекторе (рис. 25).

Пароструйный эжектор состоит из следующих основных частей: корпуса А, образующего приемную камеру, куда поступает паровоздушная смесь, отсасываемая из паровых рубашек кассетной установки; рабочего сопла Б, монтируемого в приемной камере, и примыкающего к ней диффузора В. Рабочее сопло может быть выполнено сужающимся или расширяющимся в зависимости от отношений давлений в выходном сечении рабочего сопла к начальному. Если это отношение больше критического, то сопло должно быть суживающимся, в противном случае расширяющимся (сопло Лаваля). Диффузор образуется двумя обратными конусами с переходной цилиндрической частью горловиной. Диффузор и рабочее сопло должны располагаться строго по одной оси.

Объем, в котором происходит смешение рабочего пара и отсасываемой паровоздушной смеси, называется камерой смешения. Камера смешения Г начинается сразу по выходе сопла в сечении 11. Конец камеры смешения и начало камеры сжатия в сечении 22. В сечении 44 конец камеры сжатия, сечение 33 переход цилиндрического участка диффузора к расходящемуся конусу диффузора.

Изготовление изделий в кассетных формах обеспечивает высокую точность сборных деталей и хорошее качество поверхности. Формование изделий в вертикальном положении позволяет сократить производственные площади по сравнению с формованием в горизонтальных формах; готовые изделия имеют гладкие поверхности, почти не нуждаются в исправлениях; отклонение от геометрических размеров не превышает 1…5 мм по толщине и 5 мм по длине. Отпадает необходимость в виброплощадках, бетоноукладчиках сложных быстроизнашивающихся формах и пропарочных камерах.

При изготовлении изделий в вертикальном положении требуется меньше арматуры, и панели можно перевозить при распалубочной прочности бетона, т.е. 0,5 Rб.

Тепловлажностная обработка складывается из двух периодов: первый – прогрев, второй – изотермическая выдержка, после чего кассету разбирают, а изделия распалубливают. Масса сформованного бетона находится в кассете в замкнутом пространстве, что способствует более интенсивной тепловлажностной обработке. Открытой остается небольшая часть поверхности – 1,5…6 %. Это дает возможность применять интенсивную тепловую обработку бетона, не опасаясь быстрого испарения влаги из него и образования трещин. Температура бетона в кассетных установках достигает 100 С, в то время как в обычных камерах ямного типа она, как правило, не превышает 85…90 С. В кассетах изделие не охлаждают. Время тепловой обработки бетона в кассетах составляет 6…8 ч, поэтому выгружают изделия с прочностью 50…60 % проектной.

В кассетных установках железобетонные изделия подвергаются контактному нагреву, т. е. тепло от паровоздушной среды через металлические стенки паровых рубашек передается изделиям. Продолжительность тепловой обработки бетона зависит от толщины прогреваемого изделия, расположения тепловых отсеков, температуры теплоносителя, а также состава бетона и вида применяемого цемента. Для сокращения времени прогрева бетона и быстрого подъема температуры пар в кассеты подают одновременно с началом формования изделий. В отдельных случаях кассеты заполняются бетонной смесью, предварительно прогретой до 35…40 С.

Вибрация во время заполнения кассетной формы смесью способствует передаче тепла от разделительных стенок на всю толщину изделия. Таким образом, к концу формования температура бетона уже успевает подняться до 60…65 С, и затем в течение 1…1,5 ч до 95…100 С. После прекращения подачи пара вследствие большой теплоемкости кассет изделия остывают медленно, из-за чего оборачиваемость форм снижается. Для ускорения остывания панелей применяют принудительное охлаждение стенок кассет водой, которую направляют в паровые отсеки формы после прекращения подачи пара.

Исходные данные:

1. Размеры формы-кассеты… Vк Lк Вк Н к 5,092 4,28 4,82 105,05 м3, весом…………………………………………………………….. Gф=80 т.

2. Толщина теплоизоляционного слоя из стекловаты……….. = 0,15 м с коэффициентом теплопроводности…………...…… = 0,045 Вт/м·°C.

3. Коэффициенты:

тепловосприятия ограждений кассеты……………….… 1=45 Вт/м2·°C, теплоотдачи от ограждений кассеты в окружающую среду………………………………….….. 2=5 Вт/м2·°C.

4. Расход материалов на 1м3 бетона изделий, кг:

портландцемент М400 Ц=213,6, Щ=1420, кварцевый песок П=572, вода В=160, арматура А=71,8, В/Ц=0,75. Плотность бетона изделий…………………………………………...... б=2366 кг/м3.

5. Температура: свежеотформованных изделий………………. t1=20 °C, средняя температура по сечению изделия к концу периода подогрева……………………………………….…. t II =70,54 °C, изотермического прогрева……………………………………… tII=90 °C.

6. Объём одного изделия……………………………………. Vи = 3,48 м3, в камере находится……………………………………….. nи=10 изделий, объём бетона в камере…………. Vб Vи Пи 3,48 10 34,8 м3 35 м 3.

Материальный баланс кассеты, кг/цикл.

Приход материалов:

1. Цемент……………………………..… Gц Ц Vб 213,6 34,8 7433.

2. Вода…………………………………....... Gв В Vб 160 34,8 5582.

3. Заполнители…………... Gз ( П Щ )Vб (572 1420) 34,8 69320.

4. Арматура……………………………..... Gа А Vб 71,8 34,8 2500.

5. Металл кассеты……………………………………..…….. Gф 80000.

Расход материалов:

1. Масса испарившейся воды..… Wi 0,005 б Vб 0,005 2366 34,8 412.

2. Масса оставшейся воды в изделиях.… GIIB GB Wi 5582 412 5170.

Тепловой баланс кассеты, кДж/период.

1. Приход тепла:

1-1. Тепло сухой части бетона 1-2. Тепло воды затворения 1-3. Тепло арматуры и закладных деталей 1-4. Тепло форм 1-5. Тепло экзотермии цемента при t1 2 0,5t1 t2 55 o C 1-6. Тепло насыщенного пара где G1п масса пара, поступившего в камеру за период подогрева, кг; iп энтальпия пара, поступившего в камеру за период подогрева, кДж/кг.

Суммарный приход тепла за период прогрева 2. Расход тепл а:

2-1. Тепло сухой части бетона 2-2. Тепло на испарение части воды затворения 2-3. Тепло воды, оставшейся в изделиях к концу периода подогрева, 2-4. Тепло арматуры 2-5. Тепло форм 2-6. Тепло материалов элементов ограждений к концу периода прогрева Для крышки Таким образом, 2-7. Потери тепла в окружающую среду через ограждения камеры к концу периода подогрева А. Для определения потерь тепла через наземную часть стены кассеты подсчитываем их площадь и коэффициент теплопередачи:

Тогда 2-8. Тепло, уносимое конденсатом пара, Q2 конд iкондG2 конд iконд G1п Gсв, здесь iконд 419,06 кДж/кг.

Масса пара, занимающая свободный объем камеры, (кг) Следовательно, Q2 конд iконд G1п 11,03 419,06G1п 4622,23.

Суммарный расход тепла в период подогрева 3312000 5482 2598 419,06G1п 4622,23 10577184 419,06G1п.

Тепловой баланс камеры в период подогрева 3. Приход тепла:

3-1. Тепло экзотермии цемента 3-2. Тепло сухой части бетона Q2с 3749805.

3-3. Тепло, аккумулированное ограждениями, Q2 акк 5482.

3-4. Тепло пара, поступающего в камеру, Q2 п iпG2п.

Суммарный приход тепла в период изотермического прогрева 4. Расход тепл а:

4-1. Тепло на подогрев изделий 4-2. Тепло, аккумулированное кассетой, Для пола Для крышки Следовательно, Q3акк 17909,34 0 0 17909,34.

4-3. Тепло, потерянное в окружающую среду через ограждения, аналогично подсчету по статье 2-7 для периода подогрева:

4-4. Потери тепла с конденсатом Суммарный расход тепла в период изотермического прогрева Тепловой баланс камеры в период изотермического прогрева В период изотермического прогрева пар не поступает в тепловые отсеки, производится термосное выдерживание изделий. Тогда удельный расход пара при нормальных физических условиях на тепловую обработку 1м2 бетона составляет Стремление механизировать и автоматизировать процесс тепловой обработки бетона и железобетона, сэкономить тепло и повысить коэффициент использования оборудования привело к разработке пропарочных камер непрерывного действия, туннельных и щелевых.

В этих камерах изделия, расположенные на формах-вагонетках, механизмами периодически передвигаются вдоль длинного туннеля и проходят три основные зоны: подогрева, изотермической выдержки и охлаждения.

Зона изотермической выдержки отделяется от зон подогрева и охлаждения воздушными завесами, что создаёт более устойчивый и постоянный режим во всех зонах. Торцовые сечения камеры должны быть предохранены как от выбивания горячей паровоздушной смеси из верха камеры в цех, так и от засасывания холодного воздуха из цеха в нижнюю часть камеры, помимо воздушных завес, снабжаются гибкими шторами.

Туннельные камеры обычно выполняют напольными одноярусными и многоярусными. Одноярусные применяются как большой высоты для укладки нескольких изделий на вагонетке по высоте или для подвески и движения труб в вертикальном положении, так и небольшой на одно изделие – щелевые камеры с высотой менее 1 метра.

Трехъярусные камеры выполнены в виде одного общего туннеля, не имеющего диафрагм по высоте. Длина камер непрерывного действия определяется производительностью конвейеров, количеством ярусов или изделий, укладываемых на вагонетки, и продолжительностью принятого цикла тепловой обработки. Длина камеры колеблется от 73 до 127,5 м.

В последние годы стали применять камеры, обогреваемые главным образом, циркулирующим воздухом, нагреваемым в калориферах и увлажняемым, в случае необходимости, острым паром.

Применяют также камеры, в которых основное количество тепла вносится острым паром и в незначительной степени тепло поступает от калориферов и регистров глухого пара. Теплоносителем служит паровоздушная смесь, подаваемая в камеру центробежным вентилятором. Воздух всасывается вентилятором в нижней зоне через три горизонтальных короба. Конфигурация щелей в коробах (для забора воздуха) обеспечивает равномерное распределение засасываемого воздуха по длине щели и, соответственно, по ширине камеры. Вентилятор нагнетает воздух в четыре воздушные завесы, установленные в торцах камеры и на границах зоны изотермической выдержки. Перед подачей в первые три воздушные завесы, воздух нагревают в пластинчатых калориферах. На торце, со стороны подачи изделий, и внутри камеры, в конце зоны изотермической выдержки, навешены гибкие шторы из прорезиненной ленты. Со стороны выдачи изделий установлены металлические верхнеподвесные шторы, открывающиеся выталкиваемыми из камер вагонетками. Скорости воздуха в живом сечении камеры приблизительно составляют: в первой части зоны подогрева 0,35 м/с, во второй части 0,9 м/с и в зоне изотермической выдержки 0,4 м/с.

Узкая трехъярусная камера. В узкой камере (шириной 2,6 м, длиной 127,4 м) воздух, забираемый вентилятором из зоны подогрева, подается в три воздушные завесы: в торце, в начале и конце зоны изотермической выдержки. В зоне охлаждения изделия охлаждаются за счет отдачи тепла на покрытие тепловых потерь в окружающую среду, а также за счет нагрева воздуха, циркулирующего в щелях торцовых штор (рис. 26).

Калориферы циркуляционной системы установлены без обводных клапанов. Параметры воздуха, подаваемого в ту или иную воздушную завесу, при необходимости изменяют с помощью холодной воды и острого пара, подаваемых в короб (кондиционер) за калориферами (вода через центробежные форсунки, пар через перфорированные трубы). В кондиционере по ходу движения воздуха оборудование устанавливается в следующем порядке: калориферы, центробежные форсунки и в конце кондиционера перфорированные трубы для пропуска пара.

Пар подается не в кондиционер, а непосредственно в нижнюю зону камеры через перфорированную трубу (диаметром 50 мм), в зоне изотермической выдержки под вагонетками первого яруса эксплуатируются установленные регистры глухого пара.

Воздушная завеса в торце со стороны подачи (первая завеса) кольцевая по периметру камеры. Две другие завесы имеют по 4 поперечных короба.

Щели в первой завесе сделаны шириной 6070 мм, а в остальных 1015 мм.

Циркуляционный центробежный вентилятор типа ВРС-8 соединен с электродвигателем мощностью 20 кВт, 730 об/мин на одной оси.

Производительность циркуляционной системы по воздуху составляет 25100 м3/час.

В первом ярусе в зоне подогрева температура, поднимается от 45 до 65 °С, а относительная влажность соответственно изменяется в пределах от 94 до 74 %. В зоне изотермической выдержки отмечается равномерный подъем температуры до 79 °С и снижение относительной влажности до 39 %. В зоне охлаждения среда интенсивно охлаждается за счет холодного воздуха, поступающего из цеха в камеру через щели в металлических шторах. Температура среды снижается до 31°С при = 72 %.

Во втором ярусе температура в зоне подогрева поднимается с 36 до 67 °С, а в зоне изотермической выдержки и охлаждения бывает на уровне 7168 °С.

Рис. 26. Принципиальная тепловая схема камеры непрерывного действия:

1, 2, 3, 4 и 5 завесы; 6, 7, 8 и 9 вентиляторы; 10 калориферы;

11 паропровод вне камеры; 12 трубопровод острого пара в камере;

13 паровые регистры из оребренных труб; 14 рельсовые пути;

В третьем ярусе температура среды растет с 54 °С при = 100 % (на первом посту) до 72 °С при = 48 % (в конце зоны подогрева). В зоне изотермической выдержки температура среды снижается до 67 °С при = 61 % и бывает в пределах 6771 °С при = 4266 %.

Характерной особенностью температурного режима в данной камере является то обстоятельство, что температуры в первом ярусе более высокие, чем в третьем, что объясняется наличием регистров глухого пара под вагонетками нижнего яруса.

Вообще для камер с воздушным обогревом характерно образование относительно высокой температуры среды на первом посту первого яруса (45 °С), чего обычно не было в камерах с регистрами, и повышение ее до 65 °С на четвертом посту. Благодаря повышенной влажности среды и конденсации водяного пара в этой зоне происходит интенсивный нагрев изделий.

Средняя продолжительность цикла тепловой обработки составляет 14,3 ч при подаче в камеру 6,84 м3 изделий в 1 ч.

Из котельной в камеру поступает тепла 1378000 кДж/м3, в том числе от калориферов 967400 кДж/м3 и от регистров 410600 кДж/м3.

Удельный расход тепла на 1 м3 бетона составляет 280700 кДж/м3 или на 1 °С нагрева форм и бетона (с 17 до 70 °С) 5320 кДж/м3·°С, а удельный расход пара на 1 м3 изделий q 75…100 кг.

Исходные данные:

1. Годовая производительность конвейерной технологической линии по выпуску плит перекрытий ………………………….... Gгод=44000 м3, плиты объёмом ……………………………………………...... Vи=0,76 м3.

2. Годовой фонд рабочего времени цеха…………... Вр=35024=8400 ч.

3. Цикл тепловлажностной обработки изделий……………………………………… ц 1 2 3 3 6 2 11ч.

4. Температура: начальная свежеотформованного бетона…… t1=20 °С, изотермической выдержки……………………………………… t2=80 °С, средняя по сечению изделия к концу периода подогрева….. t1' 67 °С.

5. Расход материалов на 1 м3 бетона, кг: портландцемент М Ц=324, вода В=178, песок П=1873, А=115,66, В/Ц=0,55. Плотность бетона………………………………………..……………... б=2490 кг/м3.

6. Масса форм-вагонеток………………………………….... GФ=7500 кг, размером …………………………….... ср bср hср 7,47 2,4 0,57 м.

7. В зоне подогрева расположены 12, а в зоне изотермической выдержки – 24 регистра глухого пара, состоящих из 15 труб диаметром dтр=0,0735 м, длиной Т 5 м каждый.

На расстоянии 2/3 длин зон подогрева и изотермической выдержки установлено по одной поперечной трубе с 24 отверстиями – перфорациями d0=3 мм для впуска острого пара. Давление пара в регистрах Pп=0,3 МПа при tп=133 °С (прил. табл. П.17).

8. Коэффициенты: теплопередачи регистров Kрег=1,67 Вт/ м2·°С, теплоотдачи от среды ограждением камеры 1=139 Вт/ м2·°С и от внешней поверхности ограждений в среду цеха =23,2 Вт/ м2·°С.

9. Ограждения камеры: стены (железобетонные ст = 0,4 м); пол (железобетонный пол = 0,14 м, по шлаковой подготовке с шл = 0,25 м и шл = =0,151 Вт/мС); потолок (бетонная плита пот = 0,035 м, утепленная шлаковой засыпкой шл = 0,25 м, и с цементной стяжкой ц.с. = 0,02 м).

Материальный баланс камеры.

Ритм выпуска:

по бетону где Приход материалов, кг/ч:

1. Цемент………………………….……. Gц=ЦVб = 3245,24 = 1697,76.

2. Вода…………………………………... Gв = ВVб = 1785,24 = 932,72.

3. Заполнители……………………….. Gз = ПVб = 18735,24 = 9814,52.

4. Арматура………………………….. Gа = АVб = 115,665,24 = 606,05.

5. Формы-вагонетки………………... Gф= Gф Пи = 75006,89 = 51675.

Тепловой баланс камеры, кДж/час.

Расход материалов, кг/ч:

1. Масса испарившейся воды.... Wi 0,01 б Vб 0,01 5,24 2490 130.

2. Масса оставшейся в изделиях воды…………............. GIIв Gв Wi 932,72 130 802,72.

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

I-I. Тепло сухой части бетона I-II. Тепло воды затворения I-III. Тепло арматуры и закладных деталей I-IV. Тепло форм-вагонеток I-V. Тепло экзотермии цемента при tI-II = 0,5(tI + tII) = 0,5(20+80) = 50 С:

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

I-VI. Тепло, выбивающееся в зону подогрева из зоны изотермического прогрева, вычисляется по формуле Учитывая, что в зоне подогрева изделия подогреваются до температуры изотермии, принимаем t = 1 и получаем:

I-VII. Тепло отдаваемое поверхностью регистров где kрег = 1,67 Вт/(м2°С); tп = 133 °С (прил. табл. П.17), при Pп = 0,3 МН/м2.

Таким образом, I-VIII. Тепло острого пара где Расход насыщенного пара Gкр = 1,66 кг/(чмм2).

Суммарное сечение отверстий для пропуска острого пара При tп=133 °С iп = 2730 кДж/кг, а iI-II = 232,5 кДж/кг (прил. табл. П.15).



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«В.Б. Пономарев А.Е. Замураев АСПИРАЦИЯ И ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ И СБРОСОВ Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет–УПИ В.Б. Пономарев А.Е. Замураев АСПИРАЦИЯ И ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ И СБРОСОВ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КУРСУ МАШИНЫ И АГРЕГАТЫ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Научный редактор – проф., канд. техн. наук В.Я.Дзюзер Екатеринбург УДК 666.9.001.575 (042.4) ББК 35.41в П Рецензенты: Пономарев В.Б. П56 Аспирация и...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра экономики и управления в городском хозяйстве Сборник задач и методические указания к выполнению курсовой работы, РГР и заданий по самостоятельной работе по курсу Маркетинг для студентов, обучающихся по специальности 080502.65 и по направлению 080200.62 Менеджмент КАЗАНЬ 2013 г. Автор В.П.Павлов УДК 339.138 Сборник задач и методические указания к выполнению курсовой работы, РГР и заданий...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Полоцкий государственный университет Е. Б. Малей, Ж. М. Банзекуливахо, В. Н. Стахейко ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА Методические указания к выполнению экономических разделов дипломного проекта для студентов специальности 1-70 02 01 Промышленное и гражданское строительство Новополоцк ПГУ 2011 УДК 69(075.8) ББК 65.31я73 Одобрено и рекомендовано к изданию методической комиссией инженерно-строительного факультета в качестве методических...»

«Федеральное агентство по науке и образованию Ангарская государственная технологическая академия АРХИТЕКТУРА ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ Методические указания к содержанию и организации практических занятий к разделу Промышленные здания для студентов дневного обучения специальности 290300 Ангарск 2005 Архитектура промышленных и гражданских зданий. Методические указания к содержанию и организации практических занятий к разделу Промышленные здания / Роговская Г.И. Ангарская государственная...»

«ВЫПОЛНЕНИЕ СМЕТНЫХ РАСЧЕТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА АРС-СИБАДИ Методические указания для курсового и дипломного проектирования Омск. 2006 Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Кафедра экономики и управления дорожным хозяйством ВЫПОЛНЕНИЕ СМЕТНЫХ РАСЧЕТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА АРС-СИБАДИ Методические указания для курсового и дипломного проектирования Составитель Т.В. Боброва Омск Издательство...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРНЫЙ УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе профессор В.Л. ТРУШКО ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ ГЕОТЕХНОЛОГИЯ (ПОДЗЕМНАЯ, ОТКРЫТАЯ, СТРОИТЕЛЬНАЯ), соответствующей направленности (профилю) направления подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре НАПРАВЛЕНИЕ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра дорожного, промышленного и гражданского строительства ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 270102 Промышленное и гражданское...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра ландшафтного строительства Л.И. Аткина М.В. Игнатова ПЛАНИРОВКА И БЛАГОУСТРОЙСТВО МИКРОРАЙОНА Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов очной или заочной форм обучения. Направление 250200 – Лесное хозяйство и Садово-парковое строительство Специальность 250203 – Садово-парковое и ландшафтное строительство Направления 120300 – Землеустройство и кадастры Специальности 120302 –...»

«Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР Хабаровский политехнический институт МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 29.03-ПГС Хабаровск 1989 УДК 624.012.36 (076) Методические указания по разработке дипломных проектов для студентов специальности 29.03 - ПГС / Сост. М.П. Даниловский. – Хабаровск: Хабар. политехн. Ин-т. – 1989. - 20 с. В работе приводятся методические рекомендации по разработке дипломных проектов, выполняемых на...»

«ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА Федеральное агентство по образованию Уральский государственный технический университет УПИ Н.К. Булатов, А.Б. Лундин, Ю.Н. Макурин, Е.И. Степановских, Л.А. Брусницына, Т.А. Петухова ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА Учебное пособие Научный редактор проф., д-р хим. наук В.Ф. Марков Екатеринбург УГТУУПИ 2007 УДК 544(076)С79 ББК 24.54я73 Х46 Рецензенты: проф., д-р хим. наук А.Л.Ивановский (ИХТТ УрО РАН); канд. хим. наук Т.В. Агранович (ЗАО Институт стандартных образцов) Авторы: Булатов Н.К.,...»

«Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова Кафедра дорожного, промышленного и гражданского строительства УЧЕБНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ И ПРЕДДИПЛОМНАЯ ПРАКТИКИ Методические указания по прохождению практик студентами специальности 270102 Промышленное и гражданское строительство всех форм...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕЛИОРАЦИИ ЛЕСНЫХ ЗЕМЕЛЬ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Методические указания для подготовки дипломированных специалистов по направлению 656200 Лесное хозяйство и ландшафтное строительство специальности 250201...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра дорожного, промышленного и гражданского строительства МЕХАНИКА ГРУНТОВ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 270102 Промышленное и гражданское строительство всех форм обучения...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Методические указания для подготовки дипломированных специалистов по специальности 220301 Автоматизация технологических...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ З.К. Азизов, С.А. Пьянков ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МИНЕРАЛОВ Ульяновск-2006 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ З.К. Азизов, С.А. Пьянков ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МИНЕРАЛОВ Учебное пособие Ульяновск-2006 УДК 551.1.4. 2 З.К. Азизов, С.А. Пьянков Определитель минералов: Учебное пособие/ Ульяновский техн. ун-т. - Ульяновск, 2006. - 53 с. Даны сведения о свойствах породообразующих...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный архитектурно-строительный университет В.Н. Барашков, И.Ю. Смолина, Л.Е. Путеева, Д.Н. Песцов ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности (направлению) 271101 Строительство...»

«Ю.Н. Тахциди Ю.В. Никитин АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТГВ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ TE TE M КАЗАНЬ 2008 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Казанский государственный архитектурно-строительный университет Ю.Н. Тахциди Ю.В. Никитин АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТГВ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ КАЗАНЬ УДК 681.5:696/ ББК 38.76-5-05 я Т Тахциди Ю.Н., Никитин Ю.В. Т 24 Автоматизация систем ТГВ: Учебное пособие /Казань: КГАСУ, 2008 г. - 76с. Печатается по решению...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Автомобильно-дорожный факультет Кафедра технологии конструкционных материалов и метрологии ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Программа, методические указания и задания к контрольной работе для студентов безотрывной формы обучения специальностей 190601 – автомобили и автомобильное хозяйство, 190205 – подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова КАФЕДРА ГУМАНИТАРНЫХ И СОЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН Л. П. ЗАБОРЦЕВА, В. И. ЧУПРОВ ЛЕСНОЙ КОМПЛЕКС РЕСПУБЛИКИ КОМИ: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного...»

«Иркутский государственный технический университет Научно-техническая библиотека БЮЛЛЕТЕНЬ НОВЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ Новые поступления литературы по естественным и техническим наукам 1 октября 2013 г. – 31 октября 2013 г. Архитектура 1) Шерешевский, Иосиф Абрамович.     Конструирование гражданских зданий  : учеб. пособие для строит. техникумов / И. А.  Шерешевский. – Изд. стер. – М. : Архитектура-С, 2012. – 174 с. : ил. Цена: 524.00 руб. – ISBN 978-5-9647-0030-2....»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.