Касетная установка

     q_э^и = q_э – q_эⁿ = 256,2 – 58,8 = 197,4 кДж/кг

     Соответствующие значения удельного тепловыделения бетона кДж/м³, будут равны:

     Q_э = q_э×Ц=256,2×320,9 = 88214,58 кДж/м³

     Q_э^п = q_э^п·Ц = 58,8·320,9 = 18868,92 кДж/м³

     Q_э^и = q_э^и×Ц = 197,4·320,9 = 63345,66 кДж/м³

     Величина, характеризующая тепловыделение бетона:

      _,

где А=0,0023×Q_э28(B/Ц)- коэффициент, учитывающий водоцементное отношение. Для ПЦ 400 Q_э28 = 419кДж/кг; с = 0,84 кДж/кг·^оС; ρ = 2400 кг/м³

     А = 0,0023 ×419× (0,67) ^0.44 = 0,808

     m =

 

      7 РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ  ТЕМПЕРАТУР В БЕТОННЫХ  И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ  ИЗДЕЛИЯХ [1]

     Период  подъема температур

 

     Если  испарение влаги из бетона нет и начальная температура его равна начальной температуре среды, то температуру бетонного изделия в любой его точке в зависимости от продолжительности нагрева, теплофизических констант, скорости подъема температуры и тепловыделения бетона можно рассчитать по следующим формулам:

     t(x,t)=t₀ + bt - [R²(1+ )-x²] + R²

где х – координаты точки рассматриваемого тела, A_n, m_n – постоянные, зависящие от формы тела и критерия Bi. Так как Fo>0,2, то ограничиваемся только первым рядом суммы и соответственно значениями A₁ и m₁[1, прил. 32].

     A₁ = 1,25;  m₁ = 1,25 

     Температура центра изделия (х=0)

     t(0,t) = ·[0,09² (1 + ] + · 0,09² · = 40,77 °C

     Температура поверхности изделия (x=R=0,09 м)

     t(x,t) = 20 + 70 · 1 – · [0,09²·(1 + ] + ×0,09²× = 74,75 °C

     Период  изотермической выдержки

 

     Для определения температур по сечению  изделия служат те же дифференциальные уравнения, что и для периода  подъема, но при других начальных  условиях. За начало отсчета времени  следует брать время конца  периода прогрева. При этом изделия будут иметь начальное распределение температур, определяемое вышеприведенными уравнениями, в которых следует положить t = t_под. Величину m_из рассчитываем по формуле:

     m_из=

где Q₃ - тепловыделение 1 м³ бетона в зависимости от , кДж/м

     m_из= ^оС/ч

     Таким образом, получаем решения, которые  удобно представить в следующем  виде:

     

     A_пл =

     B_пл =

     Для центра (A₁ = l,3 и m₁ = 1,2)

     A_пл =

     B_пл =

     

       = 94,42 °C

     Для поверхности изделия (A₁=l,3 и m₁ =1,2)

     A_пл = [

     B_пл =

     

      =90 °C 

     Определим средние температуры изделий  в начале и конце каждого периода: 

      °С

      °С

      °С

      °С

 

8 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ [1] 

     Этот расчет выполняют путем составления материального и теплового балансов установки. Материальный баланс установок тепловлажностной обработки позволяет учесть массы всех материалов, участвующих в процессе (сырьевых материалов, закладных деталей и арматуры, форм, ограждающих конструкций). Тепловой баланс позволяет определить удельный расход теплоты на единицу продукции, максимальный часовой расход тепла, теплоносителя или топлива. На основе этого расчета подбирают диаметры труб для подвода теплоносителя, дроссельные диафрагмы, регуляторы давления и температуры, основные элементы системы автоматики.

     Тепловой  баланс для установок периодического действия выполняют отдельно по периодам, поскольку часовой расход тепла в период нагревания в несколько раз превышает расход тепла в период изотермической выдержки.

     Расчет  ведем для одной установки.

     8.1 Материальный баланс [1] 

     I. Приход материалов, кг/цикл

     1. Масса сухой части изделия,  кг

      ,

где Ц, П, Щ - удельный расход соответственно цемента, песка и щебня, кг/м ³; V_б - объем бетона в расчетной загрузке, м ³.

     G_с = (320,9 + 593,9 + 1239,18) · 14,087 = 30258,6 кг

     2. Масса воды затворения

      ,

где В  – удельный расход воды, кг/м ³.

     G_в1 = 173,52 · 14,087 = 2444,4 кг

     3. Масса форм или поддонов определяем по таблице [1, прил.4]

     G_ф = 87700 кг

     Тогда приход материалов

     G_прих = G_c+G_в1+С_ф

     G_прих = 30258,6 + 2444,4 + 87700 = 120403 кг 

     II. Расход материалов, кг/цикл

     G_расх = G_c+G_в2+С_ф ,

где G_в2 – масса оставшейся после испарения воды в материале, кг, равная

     G_в2 = G_в1 – W,

где W » 0,01·r_б·V_б – масса испарившейся воды, кг.

      W = 0,01 · 2400 · 14,087 = 338,088 кг

     G_в2 = 2444,4 – 338,088 = 2106,4 кг

     G_расх = 30258,6 + 2106,4 + 87700 = 120065 кг

     Из  общего уравнения материального  баланса находим потери массы:

     

     G_пот = 120403 – 120065 = 338 кг 

     8.2 Тепловой баланс [1] 

     8.2.1 Период подъема  температур

     I. Приход теплоты, кДж/период

     1. Теплота сухой части бетона:

      ,

где С_с - удельная теплоемкость сухой части бетона, кДж/(кг×°С) [1, прил.11]; - средняя температура изделия в начале периода, °С.

      Q_1с = 30258,6·0,84·20 = 508344,5 кДж

     2. Теплота воды затворения:

      ,

где С_в -удельная теплоемкость воды, кДж/(кг°×С) [1, прил.13].

     Q_1в = 2444,4·4,185·20 = 204596,3 кДж

     3. Теплота форм или поддонов:

      ,

где Сф- удельная теплоемкость материала форм или поддонов, кДж/(кг×°С) [1, прил.11].

      Q_1ф = 87700·0,46·20 = 806840 кДж

     4. Теплота экзотермии цемента при средней температуре бетона за период прогрева :

      ,

где - удельное тепловыделение цемента, кДж/кг; В/Ц- водоцементное отношение; - масса цемента в загруженных в камеру изделиях, кг.

      Q_1э = 0,0023·419·0,67^0,44·36,05·1·320,9·14,087 = 131676,5 кДж

     5. Теплота насыщенного пара, затраченного на обработку изделия в период прогрева:

      ,

где -масса пара, поступившего в установку за период прогрева, кг; - энтальпия пара, кДж/кг[1, прил.14].

      Q_1п = 2650·G_п^п кДж

     Суммарный приход теплоты за период подъема  температуры:

     

       

     II. Расход теплоты, кДж/период

     1. Теплота сухой части бетона:

      ,

где - средняя температура изделий в конце периода прогрева, °С.

        кДж

     2. Теплота воды в изделиях:

      .

      кДж

     3. Теплота форм или поддонов

      .

      кДж

     4. Потери теплоты в окружающую среду от различных элементов ограждений

      ,

где - коэффициент теплопередачи, зависящий от внешнего и внутреннего теплообмена, Вт/(м²×°С); - толщина ограждений, м; и - коэффициенты теплоотдачи Вт/(м²×°С).

     В установках ТВО принимают:

      =50…75 Вт/(м²×°С) – внутренний теплообмен;

      =5…10 Вт/(м²×°С) – внешний теплообмен.

      Для стенок:

      с теплоизоляцией:

     S = 2·5,27·1,485 = 15,65 м²

     

      кДж

     боковые без теплоизоляции:

     S = 2·5,27·0,18·16 = 30,36 м²

     

       кДж 

      Для пола:

     S = 0,18·1,485·16 = 4,28 м²

     

      кДж 

      Для крышки:

      с теплоизоляцией:

     S = 0,18·1,485·10 = 2,673 м²

     

       кДж