Проектирование пропарочной камеры ямного типа

 

масса одного листа  металла для изготовления крышки камеры:

 

 

 

плотность листа  металла,

толщина стены  камеры,

толщина листа  металла,

коэффициент теплоемкости изоляции, (кг*градус);

масса изоляции (минеральная  вата),

 

высота швеллера,

плотность изоляции,

средняя температура  за период прогрева поверхности изделия:

 

температура выдержки изделия,

начальная температура  бетонной смеси,

температура окружающей среды,

 

 

4.4. Определение затрат теплоты через ограждающие конструкции

(стены,  пол, крышка)

                                                                                             (11)

где период нагрева изделий,

допустимая скорость теплопотерь,

площадь ограждений конструкций по наружным габаритам,

 

где длина камеры по наружным габаритам,

 

толщина стенки камеры,

ширина камеры по внешним габаритам,

 

высота камеры по внешним габаритам,

 

где толщина пола,

высота швеллера,

толщина листа  металла,

 

 

 

4.5. Определение общего суммарного количества подведенной теплоты в период нагрева изделий

                                                                         (12)

 

где затраты теплоты на нагрев бетонной смеси,

затраты теплоты  на нагрев металла,

затраты теплоты  на прогрев ограждающих конструкций,

 

потери теплоты  через ограждающие конструкции  камеры,

 

коэффициент, учитывающий  потери теплоты через неплотности,

 

4.6. Скорость теплопровода

                                         (13)

где общее количество подведенной теплоты в период нагрева изделий,

продолженность  периода нагрева изделий,

 

4.7. Скорость подачи теплоносителя

                                                              (14)

где  скорость теплопровода,

теплосодержание (энтальпия) пара,

температура конденсата,

 

4.8. Определение количества пара, затрачиваемого в течение периода нагрева изделий.

                                                             (15)

где  общее количество подведенной теплоты в период нагрева изделий,

теплосодержание (энтальпия) пара,

температура конденсата,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Изотермическая выдержка изделий

(II период  ТВО)

 

 

                                                                                  (16)

где потери теплоты через ограждающие конструкции камеры;

затраты теплоты  на испарение несвязной влаги;

затраты теплоты  экзотермической реакции гидратации цемента;

коэффициент, учитывающий  потери теплоты через неплотности,

 

5.1. Определение потерь теплоты через

ограждающие конструкции камеры

                                                                                               (17)

где  период изотермической выдержки изделий,

допустимая скорость теплопотерь,

площадь ограждений конструкций по наружным габаритам,

 

 

 

5.2. Определение расхода теплоты на испарение несвязной воды

                                                                                                      (18)

где скрытая теплота парообразования,

 

 

масса несвязной  воды на 1 бетонной смеси,

 

масса воды затворения на 1 бетонной смеси,

объем бетона в  одном изделии,

 изделий в камере,

 

5.3. Определение теплоты экзотермической реакции гидратации цемента

                                            (19)

где экзотермия 1 кг цемента,

 

где водоцементное отношение,

 

где коэффициент качества материала,

активность цемента,

марка бетона М300,(см. задание);

 

 

 

 

тепловыделение  цемента при 28 суточном твердении  в  нормальных условиях,

 

 

 

 

 

общая масса цемента в  изделиях,

 

где 

количество изделий в  камере,

1м³ бетонной смеси:

 

5.4. Определение общей суммы теплозатрат II периода

 

где потери теплоты через ограждающие конструкции камеры,

 

 

затраты теплоты экзотермической реакции гидратации цемента,

коэффициент, учитывающий  потери теплоты через неплотности,

 

5.5. Определение скорости теплопровода

                                                                 (20)

где

 

 

 

 

5.6. Определение скорости подачи теплоносителя

                           (21)

теплосодержание (энтальпия) пара,

температура конденсата,

 

 

 

 

5.7. Определение общего количества пара, расходуемого за II период

                  (22)

где

 

теплосодержание (энтальпия) пара,

температура конденсата,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Период охлаждения изделий после ТВО (III период)

6.1. Определение количества теплоты, отведенного от бетона, металла, ограждающих конструкций и потери теплоты через ограждающие конструкции

             (23)

где количество тепла, отведенного от бетона;

масса бетонной смеси  во всех изделиях,

теплоемкость  бетона,

 

конечная температура  бетонной смеси,

 

 (24)

 

коэффициент теплоемкости металла, (кг*градус);

масса металла  в конструкции крышки;

температура выдержки изделия,

начальная температура  бетонной смеси,

 

 

где  количество тепла, отведенное от крышки;

коэффициент теплоемкости металла, (кг*градус);

 

температура выдержки изделия,

конечная температура  бетонной смеси,

     (26)

где 

коэффициент теплоемкости ограждающей конструкции,

 

температура выдержки изделия,

конечная температура  бетонной смеси,

масса стен камеры:

 

где объем ограждающих конструкций камеры:

 

где длина камеры,

ширина камеры,

высота камеры,

 

 

 

толщина ограждающей конструкции  камеры,

плотность материала  ограждающей конструкции,

               (27)

где количество тепла, отводимое в окружающую среду;

допустимая скорость теплопотерь,

площадь ограждений конструкций по наружным габаритам,

 

продолжительность периода охлаждений изделий,

 

где количество тепла, отведенного от бетона;

 

количество тепла, отведенное от крышки;

 

 

 

6.2. Определение скорости подачи воздуха в период охлаждения изделий

                                                                                        (28)

где расход холодного воздуха, необходимого для охлаждения изделия:

 

C поправкой на температуру:

 

где количество отведенной теплоты в период охлаждения изделий,

 

удельная теплоемкость воздуха,

продолжительность периода охлаждений изделий,

конечная температура  бетонной смеси,

начальная температура  бетонной смеси,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Аэродинамический расчет паропроводов и воздуховодов

7.1. Определение диаметра потерь давления в паропроводе

                                                                             (30)

где общие потери давления в паропроводе;

линейные потери давления за счет шероховатости внутренней поверхности труб;

потери давления на преодоление местных сопротивлений;

 

                                ,                                    (31)

где потери давления на участке трубы паропровода длиной 1 м;

длина прямого участка  паропровода:

 

где длина камеры,

расстояние от камеры до узла полсоединения на магистральном  паропроводе,

коэффициент сопротивления  внутренней поверхности прямого  участка паропровода,

скорость движения пара в паропроводе,

плотность пара,

внутренний  диаметр паропровода:

 

где скорость подачи теплоносителя в период нагрева изделий,

  (см.п.3.9)

.

 

                                     (32)

где общая сумма коэффициентов местных сопротивлений,

           (33)

где  потери давления на преодоление сил трения о поверхность форм с изделиями,

скорость потока пара в камере,

 

где площадь поперечного сечения камеры, занимаемая формами в количестве

 

 

скорость подачи пара в  период нагрева,

длина камеры,

 

ускорение свободного падения,

 

 

где ширина и высота форм соответственно;

количество форм по ширине камеры;

количество форм по высоте камеры.

 

 

7.2. Определение диаметра и потерь давления в воздуховоде

 

где  общие потери давления в воздуховоде;

 линейные потери давления за счет шероховатости внутренней поверхности труб;

потери давления на преодоление местных сопротивлений;

 

                            ,                                        (34)

где потери давления на участке трубы воздуховода длиной 1 м;

длина прямого участка  воздуховода:

 

коэффициент сопротивления  внутренней поверхности прямого участка воздуховода,

скорость движения пара в воздуховоде,

плотность воздуха,

внутренний  диаметр воздуховода:

 

скорость подачи воздуха в период охлаждения изделий;

 

расход холодного  воздуха, необходимого для охлаждения изделий;

(см.п.5.2.)

.

Определяем  потери давления за счет шероховатости внутренней поверхности трубопровода:

                                                                   

Определяем  потери давления на преодоление местных  сопротивлений

                                       (35)

где общая сумма коэффициентов чистых сопротивлений,

 

 

 

 

Определяем  потери на преодоления сопротивления  садки:

        (36)

где  потери давления на преодоление сил трения о поверхность форм с изделиями,

скорость потока воздуха в камере,

 

где площадь поперечного сечения камеры, занимаемая формами в количестве

скорость подачи воздуха в период охлаждения,

длина камеры,

ускорение свободного падения,

ширина и высота

камеры соответственно;

 

где ширина и высота форм соответственно;

количество форм по ширине камеры;

количество форм по высоте камеры.

 

           По расходу воздуха  (см.п.5.2.) и потери давления , в воздуховоде подбираем центробежный вентилятор ЦВ №10 с числом оборотов ротора 800 об/мин и КПД вентилятора

Определим мощность вентилятора по следующей формуле:

                                                                                            (37)

где привод вентилятора от вала электродвигателя к валу вентилятора при ременной передаче;

 

          Установленная мощность электродвигателя  рассчитывается по формуле:

 

где коэффициент запаса мощности,

             По справочным данным подбираем электродвигатель типа 4А200L2У3, имеющего мощность , и частоту вращения .

Передаточное отношение  привода и вентилятора:

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3. Определение диаметра конденсатоотвода

 

где  площадь конденсатоотвода;

 диаметр конденсатоотвода:

 

где количество конденсата, получаемого в 1 секунду,

 

скорость подачи теплоносителя в период нагрева  изделий, (см.п.3.9.)

скорость движения конденсата, в режиме свободного течения  при уклоне пола в камере 0,02,

плотность конденсата,

коэффициент заполнения конденсатоотвода, .

Принимаем стандартный диаметр  конденсатоотвода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Определение толщины теплоизоляции стенок камеры

                                                              (38)

где толщина изоляции;

 температура пара в камере,

температура окружающей среды,

толщина стенки камеры,

коэффициент теплопроводности стенки камеры,

(м*с*градус);

допустимые потери в окружающую среду,

коэффициент теплопроводности слоя изоляции,

(м*с*градус);

коэффициент теплоотдачи  от пара внутренней поверхности стенки камеры, 35 Дж/(м²*с*градус);

коэффициент теплоотдачи  от внешней поверхности слоя теплоизоляции  в окружающую среду, Дж/(м²*с*градус);

 

Принимаем толщину  теплоизоляционных стенок камеры

 

9. Определение толщины теплоизоляции паропровода

                             ,                           (39)

где температура окружающей среды,