Теплотехнічний розрахунок автоклаву.
Теплотехнічний розрахунок автоклавів виконують аналогічно розрахунку ямної пропарювальної камери на період його роботи і на усю масу завантажених виробів.
При підрахуванні витрат тепла є деякі відмінності:
2.2. На випаровування частин води
Q2 = W(2493+1.97*tсер), кДж (183)
W – маса води, що випаровується. Для легких бетонів = 10% від їх маси.
W = 0.1*Mб, кг (184)
tсер – середня температура, ºС.
tсер =  , ºC. (185)
2.5. На нагрівання вагонеток і форм
Q5 = Mваг*Сваг*(t2-t1), кДж (186)
де Мваг – маса вагонеток і форм, кг.
Мваг = Еа×mваг, кг (187)
mваг – маса форм і вагонеток на 1м3 виробів.
(500÷600кг/м3)
Сваг – теплоємність металу (0.48 кДж/кгºК).
2.6. На нагрівання маси автоклаву:
Q6 = Ma*Ca*(tа 2-tа1), кДж (188)
де Ма – маса автоклава, кг (із характеристики автоклаву);
Са – теплоємність автоклаву (0.48 кДж/кгºК);
tа1 - температура автоклаву перед подачею пари (40ºС);
tа 2=  , ºC (189)
2.7. Втрати тепла у навколишнє середовище через бокові стінки і кришки автоклаву
Q7 = αсум*(tст-t1)*τ*3.6*F, кДж (190)
F – поверхня теплообміну автоклаву, м2
F = πda*La+ πda/2, м2 (191)
де da, La – діаметр і довжина автоклаву
αсум - сумарний коефіцієнт тепловіддачі (10.69 Вт/м2ºК)
τ – час теплової оброки, год.
τ =τ1+τ2+τ3,год. (192)
τст – середня температура зовнішньої стінки автоклаву (40÷60ºС).
2.8.Втрати тепла з конденсатом
Q8 = Дп*4,19*tк, кДж (193)
де tк – температура конденсату (80ºС).
2.9.Втрати тепла за парою, що заповнює вільний об’єм автоклаву.
Q9 = Vвіл*ρ"*i", кДж (194)
де Vвіл – вільний об’єм автоклаву, м3
Vвіл = Vp-Ea-Vф.ваг, м3 (195)
Vp – робочий об’єм автоклаву, м3
Vф.ваг – об’єм форм і вагонеток, м3
Vф.ваг = Мваг /7800, м3 (196)
ρ", i" – густина і ентальпія пари при максимальному тиску.
Невраховані втрати тепла
приймаємо як 10% від Qприб
Q10 = 0,1×Qприб = 0,1*(Q1пр +Q2пр) (197)
Всього видаток пари
Qвид = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10 (198)
Рівняння теплового балансу
Qприб = Qвид
Із рівняння знаходимо Дп – витрату пари за період роботи автоклаву.
Продовження розрахунків дивись “ Теплотехнічний розрахунок ямної пропарювальної камери ”.
Розрахунок щілинної камери
Конструктивний розрахунок
Довжина конвеєрної технологічної лінії
Lкл = lф *Zкл ф +l1*(Zкл ф +1), м (199)
де lф – довжина форми-вагонетки, м (вибирається по табл. 6.5 Павлова ст.106) або розраховується:
lф = lb+(0.4…0.5), м (200)
lb – довжина виробу, м
Zкл ф – число постів конвеєра, шт. (залежить від виду виробу)
Зовнішня стінова панель – 10 постів;
Внутрішня стінова панель – 8 постів;
Панель перекриття – 6 - 8 постів;
Елементи елеватора – 6 - 8 постів.
l1 = 0,8÷1,5 м
Кількість форм-вагонеток, рекомендованих в одну пропарювальну камеру
Zф =  , шт (201)
Довжина камери:
Lк = Zф*lф+(Zф+1)*l2, м (202)
l2 – відстань між виробами з урахуванням борта форм
(0,35÷0,4 м).
Ширина камери:
Вк = bф+2b1, м (203)
bф – ширина форми вагонетки, м (табл. 6.5. Павлов ст.106)
або bф = bb+(0.4…0.5), м (204)
bb – ширина виробу, м.
b1 – відстань між стінкою камери і формою-вагонеткою,м
b1=0.15÷0.25, м
Висота камери:
Нк = hф+h1+h2, м (205)
hф – висота форми-вагонетки (табл..6.5. Павлов ст..106)
або hф = hb+0.3 м (206)
h2 – висота від верху виробу до стелі (0.1÷0.2);
h1 – висота від полу камери до форми-вагонетки, (0.15÷0.2м)
Потрібна кількість щілинних пропарювальних камер:
Zщ.к =  , шт. (207)
де τт.о – час теплової обробки, год.;
τт.о = τ1+τ2+τ3, год. (208)
τ1 – підйом температури, год.;
τ2 – ізотермічна витримка, год.;
τ3 – охолодження, год. (табл. 3,4 додатку)
τтр – час транспортування форм (приймаємо 5 хвилин);
R – ритм конвеєра, хвилин;
Квик – коефіцієнт використання камер (0.9)
Годинна продуктивність одної камери
Пг =  *К1, м3/год. (209)
де Vб – об’єм бетону у одному виробі, м3;
К1 – коефіцієнт використання обладнання (0.8÷0.9).
Годинна продуктивність камери у штуках
Пг'=  , шт/год. (210)
Продуктивність однієї камери за рік
Пр = Чр*Пг*К1, м3/рік (211)
Чр – річний фонд робочого часу, год (із розрахунку робочого часу).
Теплотехнічний розрахунок
Теплотехнічний розрахунок установок безперервної дії складають для зон підігрівання і термічної витримки на 1 годину роботи. Тому при складанні балансу враховують годинну витрату бетону, арматури, вагонеток, а тепловтрати визначають з відрізка камери, котрий виріб проходить за 1 годину. Під час роботи установки огородження знаходиться в стаціонарних теплових умовах, тому стаття по визначенню теплоти на акумуляцію огорожею відсутня.
1. Прибуток тепла
1.1. З парою
Q1 = Дп×і", кДж/год. (212)
де Дп – витрата пари за 1 годину роботи камери. Величина невідома. Визначається з рівняння теплового балансу.
і" – ентальпія пари визначається по табл. 1,2 додатку.
1.2. Від екзотермічних реакцій твердіння цементу
Q2 = qекз *Мцем, кДж/год. (213)
де Мцем – маса цементу, що поступає в камеру за годину, кг/год.
Мцем = Пг*Ц, кг/год. (214)
Пг – годинна продуктивність камери, м3/год.
Ц – витрата цементу на 1м3 бетону (табл. 7,8 додатку)
qекз – питома екзотермія цементу, кДж/кг цем.
qекз =  (215)
де М – марка цементу (табл. 7,8 додатку);
В/Ц – водоцементне відношення (0.3÷0.65)
Ө – число градус-годин теплової обробки
Ө = 0.5* (t1+t2)*τ1+τ2*τ2, (град-год) (216)
t1– початкова температура нагріву виробів, ºС
t2 – максимальна температура нагріву виробів, ºС (по режиму)
Якщо Ө≤290, то α= 0,32+0,002*Ө
Якщо Ө=>290, то α=0,84+0,0002* Ө
Всього прибуток тепла
Qприб = Q1+Q2, кДж/год. (217)
2. Видаток тепла
2.1. На нагрівання сухої маси бетону від початкової температури до кінцевої
Q1 = Cс.б*Мб*(t2-t1), кДж/год. (218)
Сс.б – теплоємність бетону (0.99 Кдж/кгºК);
Мб – маса бетону, що поступає в камеру за годину, кг/год.
Мб = Пг*γс.б, кг/год. (219)
Пг – годинна продуктивність камери, м3/год.;
γс.б – об’ємна маса сухого бетону, кг/м3;
γс.б = γб-В, (220)
γб – об’ємна маса бетону, кг/м3 (табл. 12 додатку)
В – витрата води на 1м3 бетону, кг/м3.
В = Ц*(В/Ц), кг/м3 (221)
2.2 На випаровування частини води
Q2 = W(2493+1.97*tсер), кДж/год. (222)
де W – маса води, що випаровується, кг/год.
(1% від маси важкого бетону), тобто
W = 0.01*Мб, кг/год. (223)
для легких і ніздрюватих бетонів 6÷8% від їх маси), тобто
W = (0.06÷0.08)*Мб, кг/год. (224)
tсер – середня температура, ºС
tсер =(t1 + t2 )/2, ºC (225)
2.3. На нагрівання води, що залишилась у виробах
Q3 = (Мб-W)*4.19*(t2-t1), кДж/год. (226)
Мв – маса води, кг/год.
Мв = В*Пг (227)
2.4. На нагрівання арматури і закладних деталей
Q4 = Ма*Са*(t2-t1), кДж/год. (228)
Са – теплоємність арматури (0.48 кДж/кгºК);
Ма – маса арматури в пропарювальних виробах, кг/год.
Ма = mсталі*Пг1 (229)
Пг1 – годинна продуктивність камери, шт./год.
2.5. На нагрівання форм-вагонеток
Q5 = Cф*Мф-в*(t2-t1), кДж/год. (230)
Сф – теплоємність форм-вагонеток (0.48 кДж/кгºК)
Мф-в – маса форм-вагонеток, що поступають в камеру за годину
а) Мф-в=mф*Пг, кг/год. (231)
де mф – маса форм на 1м3 бетону, кг/м3 (табл. 6 додатку)
Пг – годинна продуктивність камери, м3/год.
б) Мф-в=mb* Пг1, кг/год. (232)
де mb – маса форми-вагонетки, кг (з характеристики форм-вагонеток, Павлов ст..106 табл. 6.5);
Пг1– годинна продуктивність камери, шт./год.
2.6. Втрата тепла в навколишнє середовище крізь огородження камери.
Q6 =  , кДж/год. (233)
F – сумарна поверхня тепловіддачі, м2
F = Lк'*В к'*2+Lк'*H к'*2, м2 (234)
Камера виконується із керамзитобетону об’ємною масою 1500кг/м3. Товщина стінок камери 0.2м.
L к' = Lк+0.2*2, м (235)
Вк'= Вк+0.2*2, м (236)
H к' = Hк+0.2, м (237)
де Lк, Bк, Hк – робочі довжина, ширина і висота камери, м (із конструктивного розрахунку).
α – сумарний коефіцієнт тепловіддачі (12.67 Вт/м2ºС)
tст – температура зовнішньої поверхні стінки (40÷60ºС)
2.7. Втрати тепла з теплоносієм (втрати тепла з конденсатом).
Q7 = Дп*Ск*tк, кДж/год. (238)
tк – температура конденсату (80ºС);
Ск – теплоємність конденсату (4.19 кДж/кгºК).
2.8. Втрата теплоти з парою, що залишилась у вільному об’ємі камери.
Q8 = Vвіл *ρ''* ί''/(τ1 +τ2), кДж/год. (239)
де ρ", і" – густина і ентальпія пари (таб. 1,2 додатка);
Vвіл – вільний об’єм камери, м3;
Vвіл = Vк-Ек-Vф-в, м3 (240)
Vк – об’єм камери, м3;
Vк = Lк*Вк*Hк, м3 (241)
Ек – місткість камери, м3;
Ек = Vб*Zф (242)
Vб – об’єм бетону в одній формі-вагонетці, м3;
Zф – кількість форм-вагонеток у камері, шт.;
Vф-в – об’єм форм вагонеток, м3;
Vф-в = Mф-в /7800, м3 (243)
Mф-в – маса усіх форм-вагонеток у камері, кг
а) Mф-в = mф*Ек, (244)
де mф – маса форм на 1 м3 бетону, кг/м3 (табл. 6 додатку)
б) Mф-в = mф*Zф, (245)
mв – маса форми-вагонетки, кг (із характеристики форм-вагонеток, Павлов, ст 106 табл. 6.5)
2.9. Невраховані втрати тепла.
Приймаємо як 10% від прибутку тепла
Q9 = 0.1*Qприб = 0.1*(Q1пр +Q2пр),кДж/год. (246)
Всього видаток тепла:
Qвид = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9 (247)
Складаємо рівняння теплового балансу
Qприб = Qвид (248)
Розв’язавши рівняння, визначаємо Дп – витрату пари за одну годину роботи установки.
Якщо Qприб ≠ Qвид, то визначаєм % нев’язки балансу
%нев’язки =  *100% < 1% (249)
допускається
1. Питома витрата пари
d =  , кг пари/м3 бетону (250)
2. Питома витрата нормальної пари
dн = d*і" /2676, кг/м3 (251)
3. Питома витрата тепла
q = dн*2676, кДж/м3 (252)
4. Година витрата нормальної пари цехом
Дгод = Пгод*dн, кг/год. (253)
де Пгод – годинна продуктивність цеху (із розрахунку продуктивності), м3
5. Годинна витрата тепла цехом
Qгод = Дгод*2676, кДж/год. (254)
6. Річна витрата нормальної пари
Дріч = dн*П, кг/рік (255)
де П – річна продуктивність цеху, м3
7. Річна витрата тепла
Qріч = Дріч*2676, кДж/рік (256)
8. Годинна витрата умовного палива
Вгод =  , кг/год. (257)
де η – ККД котельної установки (0.8)
9. Річна витрата умовного палива
Вріч =  , кг/рік. (258)
Теплотехнічний розрахунок
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
