Касетная установка

     Лабораторный  состав бетона:

     1. Рассчитаем средний уровень прочности бетона:

     

     2. Определим водоцементное отношение  В/Ц:

     

     3. Определим расход цемента:

     Ц=

     В=215 л/м³ (таблица зависимости расхода воды, для подвижности Ок=5...9см).

     Ц= =320,9 кг/м³

     4. Определим расход щебня:

     

где α - коэффициент раздвижки зёрен; α = 1,44 (из таблицы в зависимости от расхода цемента). V_П- пустотность щебня в %; V_П = 45 %; - насыпная плотность щебня; = 1,45 кг/л; - истинная плотность щебня; = 2,63 кг/л.

     5. Определим расход песка:

     

где ρ_щ - истинная плотность щебня; ρ_щ = 2,63 кг/л; ρ_п - истинная плотность песка; ρ_п = 2,6 кг/л. ρ_ц - истинная плотность цемента; ρ_ц = 3,1 кг/л.

     Производственный  состав бетона:

 

     1. Влажность песка 3%, П = 576,6 кг , тогда:

     В_п - содержание воды в песке;

     В_п = 576,6 • 0,03 = 17,298 л.

     Влажность щебня 2%, Щ = 1209 кг , тогда

     В_щ - содержание воды в щебне ;

     В_щ = 1209 • 0,02 = 24,18 л.

       Всего: 41,48 л.

     Тогда: П = 576,6 +17,298 = 593,9кг

     Щ = 1209 + 24,18 = 1233,18 кг

     В = 215 – 41,48 = 173,52л.

     2. Найдём коэффициент выхода смеси:

       

     3. Расчётная плотность смеси:

     П + Щ + В + Ц=593,9 + 1233,18 + 173,52 + 320,9 = 2321,5 кг/м³

 

     3 КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ УСТАНОВКИ [1] 

     Размеры кассетных установок определяются размерами изделий и их количеством.

     При изготовлении изделий в кассетных установках рекомендуемое количество рабочих отсеков при изготовлении внутренних стеновых панелей составляет 10 штук.

     Высота  Н = 5,27 м;

     Ширина  В = 0,18 м;

     Длина L = 1,485 м.

     Тепловые  отсеки при изготовлении внутренних стеновых панелей размещаются через  два изделия.

     Полезный  объем кассетных установок V_п , м³, определяется общим объемом изделий в рабочих отсеках:

     

где V_и - объем одного изделия, м³; n₀-общие количество изделий в камере, шт.

     

     Полный  геометрический объем камеры V, м³:

     V = (5,27 + 0,1)·(0,18 + 0,01)·(1,485 + 0,01)·10 = 15,253 м³

     Коэффициент использования камер по объему определяется как отношение полезного объема камеры V_п, м³, к полному геометрическому объему камеры V, м³:

     

согласно  нормам технического проектирования K³0,9.

     

 

4 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ  УСТАНОВКИ [1] 

     Производительность  установок периодического действия определяется длительностью цикла  работы установки и оборачиваемостью ее полезных объемов.

     Длительность  цикла работы установки равна:

     

где _з – время загрузки изделий в установку, ч; _п.в – время предварительной выдержки изделия в установке перед тепловой обработкой, ч; _{т. о} – время тепловой обработки, ч; _в – время выгрузки изделий из установки, ч.

Примем:

предварительное выдерживание – 2ч

прогрев – 1ч

изотермический прогрев – 4ч

охлаждение – 4,5ч

     Время загрузки определяется по выражению:

     τ_з = 0,25 + 0,1 + 0,5 = 0,85ч

     Время выгрузки установки:

     Время распалубки и чистки для кассетных  установок 4 … 5 минут на один рабочий  отсек:

     τ_в = 4·10 = 40 мин = 0,67ч

     τ_ц = 0,85 + 2 + 9,5 + 0,67 = 13,02ч

     Оборачиваемость установок периодического действия, 1/сут:

     

где 24 - суточный фонд рабочего времени, ч/сут; К_в- коэффициент использования камер во времени. При двухсменной работе формовочного отделения К_в=0,85, при трехсменной - К_в = 0,9...0,95.

     

     По  рассчитанной теоретической оборачиваемости О_т определяется производительность одной установки, м ³/год:

     

где N – расчетное количество рабочих суток в году, сут/год; К_с – коэффициент, учитывающий возможные срывы производства, аварии, неблагоприятные метеорологические условия и т.д., К_с = 0,85...0,9.

     

     В зависимости от исходных данных определяется потребное количество установок по заданной общей производительности:

     

где М – потребное количество установок для обработки заданного количества изделий, шт.; Р - заданная годовая производительность отделения тепловой обработки или технологической линии, м³/год; Р_у – производительность одной установки, м³/год.

     

     Возьмем в своей курсовой работе число  установок равное 5 штук.

 

      5 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА  ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ  ГРЕЮЩЕЙ СРЕДОЙ  И ПРОГРЕВАЕМЫМ  ИЗДЕЛИЕМ [1]

     t₀ = 20 °C (начальная температура среды)

     t_из = 90 °C (температура изделия)

     t_n = 1 ч (время подъема температуры, т.е. период прогрева) [4]

     t_из = 4 ч (время изотермической выдержки) [4]

     t_oxл = 4,5 ч (время охлаждения) [4]

       = 80 %

     Скорость  подъема температуры среды в установке:

     b = °C/ч

     Средняя температура конденсатной пленки:

     t_ср = t_с – ,

где t_c - температура среды в определенный момент времени t;

     t_c= t_o+b×τ.

     По номограмме определяем коэффициент теплообмена a при φ = 80 % [1, прил. 20]

     1) для середины периода прогрева

     t_c = 20 + 70×0,5 = 55 °С

     t_ср = 55 – = 50 °C

     a_п = 29,412 Вт/(м²×°С)

     2) для конца периода прогрева

     t_c =20 + 70×1 = 90 °С

     t_cp = 90 – = 85 °С

     a_кп = 70,588 Вт/(м²×°С)

     3) в период изотермической выдержки

     t_c = 90 °С

     t_ср = 90 – = 87,5 °С

     a_из = 85,294 Вт/(м²×°С)

 

      6 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ  БЕТОНА ПРИ ТЕПЛОВОЙ  ОБРАБОТКЕ [1] 

     Для проведения расчета с помощью номограммы определяют критерии подобия Био и Фурье: 

     I. В период подъема температуры

     Bi_п = =   Fo_п = = ,

где α_п - средний за период прогрева коэффициент теплообмена между греющей средой и поверхностью изделий, Вт/м³ °С; R – характерный размер изделия, м; а – коэффициент температуропроводности. м²/ч: С – удельная теплоемкость изделия, кДж/ (кг×°С). 

     Количество  градусов-часов в период прогрева:

     Ө_п ,

где - средняя температура бетона за период прогрева, °С.

      ,

где C2 = f (Fo_п, Bi_п) определяется по графикам [1, прил.23]

     С₂ = 0,1 при F₀ = 0,319;  Bi = 1,826;

       = 20 + °С/ч

     Ө_п = 41,94×1 = 41,94 °С 

     II. В период изотермической выдержки

     Ө_из ,

где — сред, температура бетона в конце периода прогрева, ^оС:

       = t₀ + ×

     С₁ = f(Fо_кп Вi_кп) определяется по графикам [1, прил.22]

     Bi_{к.п .}= = = 4,38  Fo_к.п. = =

     С₁ = 0,25

     С₃ = f(Fо_из, Вi_из) определяется по графикам [1, прил.24]

     Bi_из = = = 5,29  Fo_из = =

     С₃ = 0,44

       = 20 + = 90,53 °С

     Количество  градусо-часов в период изотермической выдержки:

     Ө_из = 80·5 – (90 – 90,53)× °С·ч

     Количество  градусо-часов за весь период ТВО:

     Ө = Ө_из – Ө_п = 360,73 + 41,94 = 402,67 °С·ч 

     По  номограмме определяем [1, прил.21]:

     а) общее удельное тепловыделение цемента за весь цикл тепловой обработки q_э – по общему количеству градусо-часов Ө:

     q_э = 61 ккал/кг = 256,2 кДж/кг

     б) удельное тепловыделение цемента в период подъема температуры q_э^п – по количеству градусо-часов, полученному бетоном за период подъема температуры Ө_п:

     q_э^п = 14 ккал/кг = 58,8 кДж/кг

     в) удельное тепловыделение цемента в  период изотермического прогрева: