Проектирование ямной пропарочной камеры

записка.pdf

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Ивановский государственный политехнический университет»
Кафедра " Архитектуры и строительных материалов
название курсового проекта
Теплотехническое оборудование предприятий строительной индустрии
расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту
Автор курсового проекта
студент группы СМИК-31
Руководитель проекта
Задание на курсовую работу
Гоюновой Ирине Ветальевне
(фамилия имя отчество)
Исходные данные для работы: Вид и марка изделий: ПРС-1-51-10; L=505 B=0985; H=05; марка 300
Перечень вопросов подлежащих разработке:
Определение габаритов камеры
Теплотехнический расчет
Изометрическая выдержка изделий
Период охлаждения изделий после ТВО
Аэродинамический расчет паропроводов и воздуховодов
Определение толщены теплоизоляции стенок камеры
Определение толщены теплоизоляции паропровода
Технико-экономические показатели
Задание к исполнению принял
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАБАРИТОВ КАМЕРЫ 9
ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА 11
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 13
ПРОГРЕВ ИЗДЕЛИЙ (I ПЕРИОД) 14
ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ВЫДЕРЖКА ИЗДЕЛИЙ (II ПЕРИОД ТВО) 19
ПЕРИОД ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПОСЛЕ ТВО (III ПЕРИОД) 22
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПРОВОДОВ И ВОЗДУХОВОДОВ 25
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ СТЕНОК КАМЕРЫ 31
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПАРОПРОВОДА 32
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 34
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА 36
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 37
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 38
22 ИВГПУ ИАСТ-СМИК-31 197107
Пропарочная камера ямного типа
паропрогрева (рисунок 1) используют на стендовых
полуконвейерных и поточно-агрегатных линиях производства бетонных и
железобетонных изделий. В курсовой работе принят агрегатно-поточный способ
производства который отличается ограниченным количеством технологических
постов на каждом из постов совмещается несколько операций. Формы
транспортируются с помощью кранов.
Одно из основных достоинств этого способа - возможность использования его
для производства изделий без существенных переналадок технологических
отформованные изделия подвергаются тепловлажностной обработке.
Рисунок 1 - Ямная пропарочная камера
- пол; 2 - трап; 3 - конденсатоотводящее устройство; 4 - система
конденсатоотвода; 5 - стена; 6 - отверстие для ввода пара; 7 - трубопровод; 8 трубы; 9 - отверстие для вентиляции; 10 - канал; 11 - герметизирующий конус;
- червячный винт; 13 - приточный затвор; 14 - крышка; 15 - швеллер; 16 уголок; 17 – теплоизоляция
Основными элементами ямной камеры являются стенки бетонный пол с трапом
для стока конденсата съемная крышка с гидравлическим затвором системы
паропровода и конденсатоотвода.
Стены камеры имеют толщину 400 мм. Для снижения потерь теплоты в
окружающую среду стены камеры снабжают теплоизоляцией 17. Стены камеры
имеют отверстие 6 для ввода пара который подается вниз камеры по
трубопроводу 7 от сети.
Трубопровод заканчивается уложенными по периметру камеры трубами 8 с
отверстиями - перфорациями через которые пар поступает в камеру. Ямные
камеры и кассеты обладают большой тепловой инерцией. Поэтому возможно так
отрегулировать максимальное открытие клапана подающего пар чтобы
поднятие температуры занимало время приемлемое для технологии [4].
Кроме отверстия для ввода пара в стене камеры делают отверстие 9 для
вентиляции в период охлаждения. Оно соединяется каналом 10 с вентилятором
который отбирает паровоздушную смесь из камеры [5].
Днище камеры устраивают из бетона с теплоизоляционным слоем и с
гидроизоляцией. Днище имеет уклон 0005-001 для стока конденсата в слив
оборудовано гидрозатвором. В приямке трапа 2 куда стекает конденсат есть
конденсатоотводящее устройство 3 в качестве которого чаще всего ставят
водоотделительную петлю. Устройство отводит конденсат но не пропускает
Крышка ямной камеры в основном состоит из двух составных частей
(существуют и другие разновидности крышек). Крышка камеры 14 - жесткий
металлический каркас заполненный теплоизоляционным материалом для
уменьшения потерь в окружающую среду. На внутренней поверхности крышки
конденсируется пар. Если крышка не теплоизолирована то количество
конденсата велико его крупные капли разрушают поверхность пропариваемых
Для изоляции камеры во время подогрева и изотермической выдержки от
системы вентиляции устраивают герметизирующий конус 11 который с
помощью червячного винта 12 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 может применяться гидравлический (водяной) затвор путем
установки швеллера 15 (глубина 100-150 мм).
Крышку по периметру обрамляют уголком 16 входящим в швеллер. Полость
швеллера заполняют водой которая предотвращает выбивание пара из камеры.
Внутренняя поверхность крышки имеет уклоны к бокам что обеспечивает
стекание конденсата к стенкам. При этом пар не попадает на изделие и
происходит автоматическое пополнение гидравлического затвора. Установку и
съем крышки осуществляют с помощью гидропривода или мостового крана [4].
Ямная камера работает следующим образом. С камеры краном снимают крышку
и в нее устанавливают формы с изделиями таким образом чтобы они со всех
сторон обтекались паром. Для установки форм в ямные камеры пропаривания
применяют стойки с поворотными кронштейнами.
Крышку закрывают и в соответствии с принятым режимом тепловой обработки
в камере поднимают температуру путем подачи пара через парораздающий
коллектор с соплами. Цикл пропаривания складывается из предварительной
выдержки изделий в теплой камере до подачи пара подъема температуры в
камере до максимальной изотермической выдержки изделий при максимальной
температуре и охлаждения изделий продувкой воздуха и составляет.
Продолжительность тепловлажностной обработки зависит в основном от
толщины изделий активности и расхода на 1 м3 бетона применяемого
портландцемента и назначения конструкции.
Подача пара в ямную камеру может осуществляться двумя различными
способами. По одной из схем коллектор для подачи пара распологают на уровне
крупноразмерный точечных сопел оси которых направлены вниз. Другая схема
расположенному по нижнему периметру камеры откуда направляется в
вертикальные перфорированные стояки. В курсовой работе подача острого пара
предусмотрена через закольцованную перфорированную трубу (рисунок 2)
расположенную у днища камеры по ее периметру. Истекающий из трубы пар
поднимается смешивается с воздухом образуя паровоздушную смесь.
Рисунок 2 - Схема пароснабжения ямной камеры
- магистральный паропровод; 2 - дроссельная диафрагма; 3 - общий
паропровод; 4 - кран; 5 - паропровод ямной камеры; 6 - закольцованная
перфорированная труба
Тепло материалу передается конвективно-кондуктивным методом. Форма имеет
непосредственный контакт с теплоносителем. Перенос теплоты форме
осуществляется за счет хаотического движения микрочастиц (конвекция).
теплопроводности за счет разности температур (кондукция).
Для повышения эффективности прогрева в ямных камерах применяют два
принципиально различных метода организации теплового процесса: в
паровоздушной среде с принудительной циркуляцией и в среде чистого
насыщенного пара. Паровоздушная смесь состоит из сухого воздуха и водяного
пара. Прогрев изделий в среде чистого насыщенного пара целесообразен при
необходимости повышения температуры до 100 для твердения бетонов на
Так как в курсовой работе в качестве вяжущего используется портландцемент
тепловую обработку следует осуществлять в паровоздушной среде.
При этом обеспечивается равномерное омывание поверхностей изделий а также
сокращается цикл прогрева вследствие увеличения коэффициента теплоотдачи
Коллектор для подачи пара расположен на уровне 06 высоты камеры.
крупноразмерных точечных сопел оси которых направлены вниз. Скоростные
потоки греющей среды проникают вследствие разности давлений ко всем
поверхностям изделий и выравнивают температуру среды по высоте камеры.
Применение принудительной циркуляции греющей среды снижает удельный
расход пара до 150-200 кгм3 [4].
настоятельное требование производства. Для этой цели служат следующие
теплоноситель; поддержание затворов ямных камер или завесов других
тепловых агрегатов в надлежащем состоянии; повышение коэффициента
заполнения камер изделиями; автоматизация режимов тепловой обработки
Широкое применение в строительстве получили сборные железобетонные
детали и конструкции изготовленные на заводах и доставляемые на объекты
строительства в готовом виде.
долговечностью не требуют специального ухода во время эксплуатации их
сокращает расход леса и металла упрощает производство работ в зимний
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАБАРИТОВ КАМЕРЫ
Рисунок 3: Вид изделия.
Рисунок 4: Схема ямной пропарочной камеры.
1. Определение длинны камеры
Длину пропарочной камеры определяют по формуле:
Lк = lф n1 + (n1 + 1) b (м)
где L – длина изделия L = 505 (см. задание);
t – ширина борта формы t = 02 (м);
b – расстояние между формой и стенкой камеры b = 02 (м);
n1 – число форм установленных по длине камеры n1 = 3 (см. рисунок 2).
lф = 505 + 2 02 = 545 (м)
Lк = 545 3 + (3 + 1) 02 = 1715 (м)
2. Определение ширины камеры
Ширину пропарочной камеры определяют по формуле:
Bк = bф n2 + (n2 + 1) b (м)
где B – ширина изделия B = 0985 (см. задание);
bф – ширина формы bф = B + 2 t (м);
n2 – число форм установленных по ширине камеры n2 = 2 (см. рисунок 2).
bф = 0985 + 2 02 = 1385 (м)
Bк = 1385 2 + (2 + 1) 02 = 337 (м)
3. Определение высоты камеры
Высота пропарочной камеры определяют по формуле:
Hк = (hф + h1 ) n3 + h2 + h3
где hф – высота формы hф = H + S (м);
H – высота изделия H = 05 (см. задание);
S – высота днища формы вместе с ребрами жесткости S = 005 (м);
n3 – количество форм по высоте камеры n3 = 3 (см. рисунок 2);
h1 – расстояние между формами по вертикали h1 = 01(м);
h2 – расстояние между нижней формой и днищем камеры h2 = 02 (м);
h3 - расстояние между верхней формой и крышкой камеры h3 = 02 (м).
hф = 05 + 005 = 055 (м)
Hк = (055 + 01) 3 + 02 + 02 = 235 (м)
ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА
1. Расчет водоцементных отношений
Где значение коэффициента А = 06;
R ц – марка цемента R ц = 400;
R б – марка бетона R б = 300.
Где В – расход воды на 1м3 бетонной смеси определяется по табл. 4.7 в
соответствии с подвижностью смеси П1 = 1. . .4 см и наибольшей крупностью
заполнителя 40 мм. B = 175;
– водоцементные отношения в смеси = 057 (см.п. 2.1).
Где Vпуст.щ – плотность пустот щебня Vпуст.щ = 042;
α – коэффициент раздвижки зерна α = 142 выбрано по табл.16;
ρн.щ – плотность насыпной поверхности ρн.щ = 1600;
ρщ – плотность щебня ρщ = 2800.
Где Ц – расход цемента Ц = 307 (кг) (см. п. 2.2);
В расход воды В = 175;
Щ – расход щебня Щ = 1370 (кг) (см. п. 2.3);
ρщ – плотность щебня ρщ = 2800;
ρщ – плотность цемента ρщ = 3100;
ρп – плотность песка ρп = 2620.
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
1. Выбор режима тепловой обработки
Используя (1 с 44 табл. 3) по температуре нагрева t = 800 C и толщине
изделия Bи = 200 мм выбираем режим пропаривания.
Где 1 –продолжительность периода нагрева изделий 1 = 3 ч = 10800 с;
– продолжительность периода изометрической выдержки изделий 2 =
– продолжительность периода охлаждения изделий 3 = 25 ч =9000 с;
цикл = 3 + 55 + 25 = 11 ч
Рисунок 5: График Тепловлажностной обработки
ПРОГРЕВ ИЗДЕЛИЙ (I ПЕРИОД)
1. Определение затрат теплоты на нагрев бетонных смесей
Mб.с. – масса бетонной смеси во всех изделиях Mб.с. = Mб.с.
N- количество изделий в камере N = 18 (см. задание);
- масса бетонной смеси на одно изделие;
– объем бетона в одном изделии Vб.с.
= 093 (м3 ) (см. задание);
ρ – плотность бетонной смеси ρ = 2400 ( 3);
Cб.с. – теплоемкость бетонной смеси Cб.с. = 087 (
t в – температура выдержки изделия t в = 80;
t н – начальная температура бетонной смеси t н = 20.
Mб.с. = 093 2400 18 = 40176 (кг)
Q11 = 40176 087 (80 20) = 20971872 (кДж)
2. Определение затрат теплоты на нагрев металла (арматура закладные
Где Mмет – масса металла в камере Mмет = Mарм + Mф ;
Mарм – масса арматуры во всех изделиях Mарм = Mарм
– масса арматуры в одном изделии Mарм
= 1289 (кг) (см. задание);
N – количество изделий в камере N = 18 (см. задание);
Mф – масса всех форм в камере Mф = 05 Mб.с. ;
Mб.с. – масса бетонной смеси во всех изделиях Mб.с. = 40176 (кг) (см. п. 4.1);
Cмет – коэффициент теплоемкости металла Cмет = 049(
t в – температура выдержки изделия t в = 80 (см. п. 3.2);
t н – начальная температура бетонной смеси t н = 20 (см. п. 3.2).
Mарм = 1289 18 = 23202 (кг)
Mф = 05 40176 = 20088 (кг)
Mмет = 23202 + 20088 = 224082 (кг)
Q12 = 224082 049 (80 20) = 65880108 (кДж)
3 Определение затрат теплоты на прогрев ограждающих конструкций
- количество тепла идущего на нагрев стен и пола камеры;
Q 3 – количество тепла идущего на нагрев крышки камеры.
= 085 (t изд t о.с 35) S √ρогр λогр Cогр 1 (кДж)
Где t изд – температура изделия в конце прогрева t изд = t в = 80;
t о.с – температура окружающей среды t о.с = 20;
λогр – коэффициент теплопроводности материала ограждающей конструкции
Cогр – коэффициент теплоемкости ограждающей конструкции = 113 (
ρогр - плотность материала ограждающей конструкции ρогр = 2400 ( 3);
– продолжительность периода нагрева изделий 1 = 10800 (сек) (см.п.3.2);
S – площадь поверхности стен и пола камеры по внутренним габаритам
S = 2 (Lк Hк + Bк Hк ) + 2(Lк Bк );
Lк длинна камеры Lк = 1715 (м) (см. п. 1.1);
Bк – ширина камеры Bк = 337 (м) (см. п. 1.2);
Hк – высота камеры Hк = 235 (м) (см. п. 1.3).
S = 2 (1715 235 + 337 235) + 2 (1725 337) = 212 (м2 )
= 085 (80 20 35) 212 √2400 000128 113 10800
Q 3 = (Cмет Mкр + 06 Cизол Mизол ) (t ср t окр.ср )
Где Cмет – коэффициент теплоемкости металла Cмет = 049
Mкр – масса металла в конструкции крышки Mкр = Mшв + 2 Mлист ;
Cизол – коэффициент теплоемкости изоляции Cизол = 092(
Mизол – масса изоляции(минеральная вата) Mизол = Lк Bк hшв ρизол ;
hшв –высота швеллера hшв = 016 (м);
ρизол – плотность изоляции ρизол = 200 ( 3);
t ср – средняя температура за период прогрева поверхности изделия
t н – начальная температура бетонной смеси t н = 20 (см. п. 3.2);
t окр.ср – температура окружающей среды t окр.ср = 20;
Mлист – масса одного листа металла для изготовления крышки камеры
Mлист = (Lк + ст ) (Bк + ст ) ρлиста листа ;
ρлиста – плотность листа металла ρлиста = 7900
ст – толщина стены камеры ст = 02 (м);
листа – толщина листа металла листа = 00025 (м);
Mшв – масса швеллера Mшв = Mшв
L шв –длинна швеллера L шв = [(Lк + ст ) + (Bк + ст )] 2.
Mизол = 1715 337 016 200 = 18494 (кг)
L шв = [(1715 + 02) + (337 + 02)] 2 = 4184 (кг)
Mшв = 142 4184 = 59413 (кг)
Mлист = (1715 + 02) (337 + 02) 7900 00025 = 12233 (кг)
Mкр = 59413 + 2 12233 = 304073 (кг)
Q 3 = (049 304073 + 06 092 18494) (50 20) = 7532479
Q13 = 872281 + 7532479 = 94760579 (кДж)
4 Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции (стены
Q14 = [g] Sорг 1 (кДж)
где 1 – продолжительность периода нагрева изделий 1 = 3 ч = 10800 с;
[g] – допускаемая скорость теплопотерь [g] = 76 103 (
Sорг – площадь ограждений конкуренций по наружным габаритам
Sорг = 2 (Lнар Hнар ) + 2 (Bнар Hнар ) + (Lнар Bнар ) 2;
Lнар – длина камеры по наружным габаритам
Lнар = Lк + 2ст = 1715 + 2 02 = 1755 (м);
Bнар – ширина камеры по внешним габаритам
Bнар = Bк + 2ст = 337 + 2 02 = 377 (м);
Hнар – высота камеры по внешним габаритам
Hнар = Hк + пола + hшв + 2листа = 235 + 02 + 016 + 0005 = 2715(м);
пола – толщина пола пола = 02 (м);
ст – толщина стенки камеры ст = 02 (м);
hшв – высота швеллера hшв = 016 (м);
листа – толщина листа камеры листа = 00025 (м).
Sорг = 2 (1755 2715) + 2 (377 2715) + (1755 377) 2 = 24809 (м3 )
Q14 = 76 103 24809 10800 = 20363227 (кДж)
5 Определение общего суммарного количества подведенной теплоты в
периоды нагрева изделий
Q1 = (Q11 + Q12 + Q13 + Q14 ) k (кДж)
Где Q11 – затраты теплоты на нагрев бетонной смеси Q11 = 20971872 (кДж);
Q12 затраты теплоты на нагрев металла 65880108 (кДж);
Q13 – затраты теплоты на нагрев ограждающих конструкций
Q13 = 94760579 (кДж);
Q14 –потери теплоты через ограждающие конструкции камеры
Q14 = 20363227 (кДж);
k – коэффициент учитывающий потери теплоты через не плотности k = 115.
Q1 = (20971872 + 65880108 + 94760579 + 20363227 ) 115
6. Скорость теплопровода
где Q1 – общее количество проведенной теплоты в период нагревания
изделий Q1 = 4493110 (кДж)
–продолжительность периода нагрева изделий 1 = 3 ч = 10800 (с);
7. Скорость подачи теплоносителя
Где g1 - скорость теплопровода g1 = 416 (
iп – теплосодержание (энтальпия) пара iп = 267741(
iк – энтальпия конденсата t к = 272(
8. Определение количества пара затрачиваемого в течении периода
изделий Q1 = 4493310 (кДж);
iк энтальпия конденсата t к = 272(
ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ВЫДЕРЖКА ИЗДЕЛИЙ (II ПЕРИОД ТВО)
1. Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции камеры
Q21 = [g] Sорг 2 (кДж)
где 2 – продолжительность периода нагрева изделий 1 = 55 ч = 19800 (с);
Sорг = 24809 (м3 ) (см. п. 4.4).
Q21 = 76 103 24809 19800 = 3733258 (кДж)
2. Определение расхода теплоты на испарение несвязной воды
Где Y – скрытая теплота парообразования Y = 2492 (
Mн.в общая масса несвязной влаги Mн.в = Mн.в
– масса несвязной воды на 1 м3 бетонной смеси
= (01 ÷ 015) Mзатвр (кг);
Mзатвр – масса воды затворения на 1 м3 бетонной смеси Mзатвр = 175(кг)
N- количество изделий в камере N = 18 (см. задание).
= 015 175 = 2625 (кг)
Mн.в = 2625 093 18 = 43943 (кг);
Q22 = 43943 2492 = 109505956 (кДж);
3. Определение теплоты экзотермической реакции гидратации цемента
Где g экз – экзотермия 1 кг цемента
g экз = 00023 Q экз (в ц)044 t б.с ср (СНиП 2.06.08-97 с.2 табл.2);
(в ц) – водоцементные отношения (в ц) =
А – коэффициент качества материала А = 06;
R ц – активность цемента R ц = 40 (Мпа);
R б – марка бетона М300 (см. задание);
Q экз – тепловыделения цемента при 28 суточном твердении в нормальных
условиях Q экз = 295 (
) (СНиП 2.06.08-97 с.2 табл.2);
t б.с – средняя температура бетонной смеси t б.с =
t н – начальная температура бетонной смеси t н = 20;
ср – период гидратации цемента ср = 55ч (см. п. 3.2);
M – общая масса цемента в изделиях M = Vб.с.
Ц - масса цемента в на 1 м3 бетонной смеси Ц =
B – масса воды на 1 м3 бетонной смеси B = Mзатвр = 175 (кг).
g экз = 00023 295 (057)044 50 55 = 1457(
M = 093 18 307 = 513918 (кг)
Q32 = 1457 513918 = 74877852 (кДж)
4. Определение общей суммы теплозатрат II периода
Q2 = (3733258 + 109505956 74877852) 115 = 8275478 (кДж)
Где Q21 – потери теплоты через ограждающие конструкции камеры
Q21 = 3733258 (кДж);
Q22 – затраты теплоты на испарение несвязной влаги
Q22 = 109505956 (кДж);
Q23 – затраты теплоты экзотермической реакции гидратации цемента
Q23 = 74877852 (кДж);
k – коэффициент учитывающий потери теплоты через неплотности k = 115.
5. Определение скорости теплопровода
Где Q2 – общее количество подведенной теплоты в период изотермической
выдержки Q2 = 8275478 (кДж) (см. п. 5.4);
– продолжительность периода изотермической выдержки изделий
= 19800 сек (см. п. 3.2).
6. Определение скорости подачи теплоносителя
Где g 2 – скорость теплопровода g 2 = 417 (
iп - теплосодержание (энтальпия) пара iп= 267741 (
iК – энтальпия конденсата t к = 272(
7. Определение общего количества пара расходуемого за II период
ПЕРИОД ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПОСЛЕ ТВО (III ПЕРИОД)
1. Определение количества теплоты отведенного от бетона металла
ограждающих конструкций и потери теплоты через ограждающие
Q31 = Cб Mб.с (t в t н ) (кДж)
Где Q31 – количество теплоты отведенное от бетона;
Mб.с – масса бетонной смеси во всех изделиях Мб.с = 40176 (кг) (см. п. 4.2);
Cб. – теплоемкость бетона Cб. = 10 (
t к – конечная температура бетонной смеси t к = 50 (см. п. 3.2).
Q31 = 10 40176 (80 50) = 1205280 (кДж)
Q32 = Cмет Mмет (t в t к ) (кДж)
Где Q32 – количество теплоты отведенное от металла;
Mмет – масса металла в камере M мет = 224082 (кг) (см. п. 4.2);
Q32 = 049 224082 (80 50) = 3294005 (кДж)
Q33 = Cмет Mкр (t в t к ) (кДж)
где Q33 – количество тепла отведенное от крышки;
Mкр – масса металла в конструкции крышки Mкр = 304073 (кг) (см. п. 4.3);
Q33 = 049 304073 (80 50) = 44698731 (кДж);
Q34 = Cорг Mк (t в t к )( кДж)
где Q34 – количество тепла отведенное от крышки;
Mк – масса стен и пола камеры Mк = Vк ρорг ;
Vк – объем отражающих конструкций камеры
Vк = (Lк + 2 ) 2 Hк + (Bк Hк ) 2 + (Bк + 2 ) (Lк + 2 ) ;
Cогр – коэффициент теплоемкости ограждающей конструкции ;
– толщина ограждающих конструкций камеры = 02 (м);
ρогр - плотность материала ограждающей конструкции ρогр = 2400(
Hк – высота камеры Hк = 235(м) (см. п. 1.3);
Vк = (1715 + 2 02) 2 235 02 + (337 235 02) 2 + (337 + 2 02)
(1715 + 2 02) 02 = 328 (м2 )
Mк = 328 2400 = 78720 (кг)
Q34 = 10 78720 (80 50) = 2361600 (кДж)
Q35 = [g] Sорг 3 (кДж)
– продолжительность периода охлаждения изделий 3 = 25 ч =9000 с (см. п.
Q35 = 76 103 24809 9000 = 16969356 (кДж)
Q3 = (1205280 + 3294005 + 44698731 + 2361600 16969356 )
Где Q31 –количество теплоты отведенного от бетона
Q31 = 1205280 (кДж);
Q32 – количество теплоты отведенное от металла
Q32 = 3294005 (кДж);
Q33 – количество тепла отведенное от крышки;
Q33 = 44698731 (кДж);
Q34 – количество тепла отведенное от крышки
Q34 = 2361600 (кДж);
Q35 – потери теплоты через ограждающие конструкции
Q35 = 16969356 (кДж).
2. Определение скорости подачи воздуха в период охлаждения изделий
Q3в = Vв Cв (t к t н ) 3 (кДж)
Где Cв – удельная теплоемкость воздуха Cв = 13 (
Vв – расход холодного воздуха необходимого для охлаждения изделий
С поправкой на температуру:
Q3 – количество отведенной теплоты в период охлаждения изделий
Q3 = 377111768 (кДж);
Q3в = 4151169 113 (50 20) 25 = 3518115 (кДж)
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПРОВОДОВ И
1. Определение диаметра потерь давления в паропроводе
P = Pлин + Pм.с + Pсадки (Па)
Где P – общие потери давления в паропроводе;
Pлин – линейные потери давления за счет шероховатости внутренней
Pм.с – потери давления на преодоление местных сопротивлений;
Pсадки – потери давления в садке формы изделия.
Где Pп1 – потеридавления на участке трубы паропровода длинной 1(м3 );
Lng – расстояние от камеры до узла подсоединения на магистральном
паропроводе Lng = 22(м);
λ - коэффициент сопротивления внутренней поверхности прямого участка
паропровода λ = 0035(
Wп2 – скорость движения пара в паропроводе Wп2 = 20 ÷ 30( );
ρп – плотность пара ρп = 06( 3);
d – внутренний диаметр паропровода
d = (011 m1п (05 λ Wп2 ρ2п g)05 )047 ;
m1п – скорость подачи теплоносителя в период нагрева изделия m1п = 0173 ( )
g – ускорение свободного падения g = 981( 2).
d = (011 0173 (05 0035 252 062 981)05 )047 = 0066 (м)
l = 1715 + 22 = 3925 (м)
Pлин = 9943 3925 = 390363 (Па)
– общая сумма коэффициентов местных сопротивлений = 1008.
Где садки – потери давления на преодоление сил трения о поверхность форм с
изделиями садки = 002;
– скорость потока пара в камере;
Sк – площадь поперечного сечения камеры занимаемая формами в количестве
t – температура пара t = 100 (см. п. 3.2);
g – ускорение свободного падения g = 981( 2);
Sк = Bк Hк ширина и высота камеры соответственно;
bф hф - ширина и высота форм соответственно;
n2 = 2 – количество форм по ширине камеры;
n3 = 3 – количество форм по высоте камеры.
Sк = 337 235 = 791 (м2 )
Sизд = 1385 055 2 3 = 457 (м2 )
Pсадки = 002 008 1715 981 = 027 (Па)
P = 390363 + 1890 + 027 = 57939 (Па)
2 Определение диаметра и потерь давления в воздуховоде
Pвозд = Pлин + Pм.с + Pсадки (Па)
Pвозд – общие потери давления в воздухе;
воздуховода λ = 0035(
Wв2 – скорость движения воздуха в воздуховоде Wв2 = 10 ÷ 15( );
ρв – плотность воздуха ρв = 12( 3);
d – внутренний диаметр воздуховода
d = (011 mв (05 λ Wв2 ρ2в g)05 )047 ;
mв - скорость подачи воздуха в период охлаждения изделий
Vв = 4151169( ) (см. п. 6.2);
d = 011 1291 (05 0035 152 122 981)05 )047 = 046 (м)
Определяем потери давления на преодоление сопротивления шероховатости
внутренней поверхности трубопровода:
Определяем потери давления на преодоление местных сопротивлений:
– общая сумма коэффициентов чистых сопротивлений = 2016
Определяем потери на преодоление сопротивления осадки:
– скорость потока воздуха в камере;
m1в – скорость подачи воздуха в период охлаждения m1п = 1074 ( ) ;
Sизд = bф hф n2 n3 (м2 )
Sк = 337 235 = 791(м2 )
Pсадки = 002 267 1715 981 = 898 (Па)
Pвозд = 179 + 12096 + 898 = 139758 (Па)
По расходу воздуха Vв = 4151169( ) (см. п. 6.2) и потери давления Pвозд =
9758 (Па) в воздухопроводе подбираем центробежный вентилятор ЦВ №10
с числом оборотов ротора р = 650(
) и КПД вентилятора в =
8 (2 с. 95 рисунок 312).
Определим мощность вентилятора Nвент по следующей формуле (1 с.37)
Где пр = 09 - КПД- привод вентилятора от вала электродвигателя к валу
вентилятора при ременной передаче (1 с.27)
Установленная мощность электродвигателя Nуст рассчитывается по формуле:
Nуст = Nвент k (кВт)
Где k – коэффициент запаса мощности k = 11 (1с.37)
Nуст = 2622 11 = 288 (кВт)
По справочным данным (4 с.31 табл. 3п) подбираем электродвигатель типа
№4A225M8У3 имеющего мощность Nтабл = 30 (кВт) и частоту вращения
Придаточное отношение привода вентилятора:
3 Определение диаметра конденсатоотвода
Где Fк.д – площадь конденсатопровода;
d – диаметр конденсатопровода d = √
Мк.д – количество конденсата получаемого в 1 секунду Мк.д = 09 m1п ;
m1п –скорость подачи теплоносителя в период нагрева изделий m1п = 0173 ( )
Wк.д – скорость движения конденсата в режиме свободного течения при уклоне
пола в камере 002 Wк.д = 001( );
ρк.д – плотность конденсата ρк.д = 1000( 3);
k 3 - коэффициент заполнения конденсатопровода k 3 = 02
Мк.д = 09 0173 = 0156( )
Принимает стандартный диаметр конденсатоотвода dст = 008 (м)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ СТЕНОК
где t п – температура пара в камере t п = 100;
изол – толщина изоляции;
λ – коэффициент теплопроводности стенки камеры λ = 267(
[g] – допустимые потери в окружающую среду [g] = 76(
λизол - коэффициент теплопроводности слоя изоляции
a1 – коэффициент теплоотдачи от пара внутренней поверхности стенки камеры
a2 – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности слоя теплоизоляции
окружающую среду a2 = 7(
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПАРОПРОВОДА
Рисунок 6: Параметры паропровода
Где t п – температура пара в паропроводе t = 100 (см. п. 3.2);
t о.с – температура окружающей среды t о.с = 20 (см. п. 3.2);
a1 – коэффициент теплоотдачи от пара к внутренней поверхности стенки
паропровода a1 = 35(
λ1 - коэффициент теплопроводности слоя металла λ1 = 50(
λизол - коэффициент теплопроводности слоя изоляции λизол = 0047(
d1 – внутренний диаметр паропровода d1 = 0066 (м) (см. п. 7.1);
d2 - внешний диаметр паропровода
d2 = d1 + 2 ст = 0066 + 2 0004 = 0074 (м);
потери в окружающую среду не должны превышать:
трансцендентным поэтому решаем его методом последовательного
последовательно в последнее уравнение и добиваемся того чтобы правая часть
уравнения отличалась от левой не более чем на 5%
Обозначим правую часть последнего уравнения буквой А. Определим
т.к = 43% что не превышает 5% то окончательно принимаем диаметр
Определяем критический диаметр изоляции:
вату применять целесообразно.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
1. Годовая производительность пропарочной камеры
- количество рабочих часов в сутки = 23 (ч);
продолжительностью ТВО изделия 11 часов (см. п. 3.2.) при двусменной работе
формовочного отделения в ч при времени загрузки камеры 90 мин. (1 с.10
2. Коэффициент использования объем пропарочной камеры
hф – высота формы hф = 055 (м) (см. п. 1.3);
Vк – полный объем камеры Vк = Lк Bк Hк (м3 );
Vзагр.изд = 545 1385 055 18 = 7273 (м3 )
Vк = 1715 337 235 = 1358 (м3 )
3. Удельные затраты в процессе ТВО изделий
М1п – количества пара в течении периода нагрева изделий М1п = 18679 (кг)
М2п - количест ва пара расходуемого за II период М2п = 344 (кг) (см. п. 5.7);
Расчет показывает что величина удельных затрат пара на 1м3 бетона не
превосходит допустимые нормативные затраты пара при пропаривании изделий
в ямной пропарочной камере которые составляют 200÷300 кг бетона.
Контроль качества изделий должен осуществляться лабораторией и отделом
технического контроля (ОТК) предприятия путем осуществления входного
контроля поступающих на предприятие материалов и изделий операционного
контроля всех производственных процессов и приемочного контроля качества
готовых изделий в том числе с использованием неразрушающих методов.
Показатели качества поступающих материалов и изделий при входном
контроле следует устанавливать на основе паспортов или сертификатов а
также контрольных испытаний вид и периодичность которых устанавливаются
в стандартах предприятия на управление качеством или технологических
картах производства.
При входном контроле качества цемента и заполнителей в целях регулирования
состава бетона и обеспечения требуемых показателей качества изделий следует
для каждой поступившей партии проверить: активность цемента при
пропаривании нормальную густоту и сроки схватывания зерновой состав и
загрязненность плотных заполнителей насыпную плотность зерновой состав и
прочность пористых заполнителей.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Тепловые установки на заводах строительных материалов и изделий являются
агрегатами повышенной опасности так как их работа связана с выделением
теплоты влаги пыли дымовых газов. Поэтому условия труда при эксплуатации
таких установок строго регламентируются соответствующими правилами и
инструкциями. Контроль над соблюдением правил и инструкций по охране труда
и технике безопасности осуществляется органами государственного надзора и
общественными организациями которые и разрабатывают эти нормы.
Особое внимание при проектировании тепловых установок следует уделять
очистке работающих теплоносителей от уносов пыли и мелких частиц
материала. Согласно нормативным указаниям для тепловых установок следует
проектировать специальные очистные устройства.
Крышки ямных пропарочных камер должны быть достаточно герметичны и
оборудованы водяными затворами. На стенах ямных камер предусматривают
скобы для спуска рабочих при ремонте и чистке. Каждую такую камеру
оборудуют вентиляцией.
Туннельные и щелевые камеры снабжают блокировкой снижателей и
подъемников для загрузки форм-вагонеток. Все камеры должны иметь
герметичные системы подвода пара оборудованные надежными вентилями. В
цехах где расположены камеры обязательно устраивают приточно-вытяжную
вентиляцию. Электрооборудование и электроприборы размещенные в цехах
где производят тепловлажностную обработку должны быть рассчитаны на
работу во влажной среде. Электродвигатели должны иметь обязательно
В цехах где расположены установки для тепловлажностной обработки
вывешивают инструкции по охране труда при обслуживании данной тепловой
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Пособие к СНиП 3.09.01-85 Пособие по тепловой обработке сборных
железобетонных конструкций и изделий- М.: Стройиздат 1989.
Черкасов Г.И. Введение в технологию бетона - М.: Стройиздат 1974. 310 с.
Чаус К.В. Технология производства строительных материалов изделий и
конструкций - М.: Стройиздат 1971. - 360 с.
Горинштейн Л.Л. Основы автоматики и автоматизации
производственных процессов - М.: Стройиздат 1968. - 89 с.
Перегудов В.В. Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в
технологии строительных изделий и деталей. - М.: Стройиздат 1983. 416 с.
Казачек Г.А. Бетоны. Материалы технологии оборудование - М.:
Стройиздат 1955. -682 с.

чертеж.pdf

Вентиляционное отверстие
Привод вент. отверстия
Задвижка паропровода
Деревянные подкладки