Тепловая обработка сырья (стр. 4 из 7)

,

°С.

Определим температуру в центре изделия в I-й период ТВО аналогичным образом, т.е. из графика для определения температуры в центре изделия известно, что:

,

,

°С.

Режим ТВО выбран правильно, если к концу I периода температура поверхности изделия равна температуре среды (допускается +10 –10 °С). Проверка:

°С

условие выполняется. Следовательно, режим ТВО выбран верно.

Произведем аналогичный расчет для второго периода ТВО. Критерии Фурье и Био:

,

.

Находим безразмерные температуры на поверхности и в центре изделия:

, ,

Следовательно:

; ;

°С.

°С.

Вывод: режим ТВО выбран правильно, так как к концу второго периода

- =84–78=6 °С, что в пределах допустимого, т.е. ( - ) и

(

- ) °С.

В результате получаем:

, ч.

Рассчитаем средние температура бетона за соответствующие периоды ТВО:

4. Определение габаритных размеров и требуемого количества тепловых агрегатов

Габариты кассетной установки выбираем по габаритам пропариваемых изделий из таблицы 11.8 (ТКП 45-5.03-13-2005):

Габариты панели внутренней стеновой :

- длина—5200 мм;

- ширина—2500 мм;

- толщина—140 мм.

Следовательно выберем кассетную установку типа СМЖ-3212:

- габаритные размеры -

м;

- количество изделий – 10;

-

т/мі

Определяем число установок:

где:

– годовая производительность цеха ( ), м³;

– продолжительность цикла работы установки;

время загрузки и выгрузки изделия ( );

– суммарный объем бетона одновременно обрабатываемого в одной установке, м³; м³

м – число рабочих дней в году (м=253), дн;

z – продолжительность рабочей смены (z=8), ч;

к – число смен (к=2);

Если D>5, то резерв 1-2шт.

.

Требуемое количество кассетных установок составляет 4 камеры. Т.к. число установок Д<5, то резерв не предусматривается.

5. Описание конструкции установки и порядок ее работы

Рисунок 2 – Схема кассетной установки

1 – станина; 2 – паровые отсеки (рубашки); 3 – разделительная стенка;

4 – отсек для формования изделия; 5 – теплоизолирующая стенка;

6 – фиксирующие упоры; 7 – механизм сжатия; 8 – механизм привода.

Кассетные установки применяются для формования и тепловлажностной обработки панелей, лестничных маршей, ребристых плит и ряда других изделий, применяемых в строительстве. Как формование, так и тепловлажностная обработка осуществляются в кассетах в вертикальном положении. Масса сформованного бетона находится в кассете в замкнутом пространстве, что способствует более интенсивной тепловлажностной обработке. Форма-кассета (рис. 2) состоит из ряда отсеков, образованных стальными вертикальными стенками, причем отсеки, используемые для формования бетона, чередуются с отсеками для пара (паровая рубашка). Крайние отсеки теплоизолируют. Бетон подают в отсеки 4 и после уплотнения подвергают тепловой обработке. Для тепловой обработки пар подают в отсеки 2 и прогревают с двух сторон сразу два изделия, разделенные стальной перегородкой 3.

Тепловлажностная обработка складывается из двух периодов: первый — прогрев, второй — изотермическая выдержка, после чего кассету разбирают, а изделия распалубливают. В кассетах изделия не охлаждают. Время тепловой обработки бетона в кассетах, составляет 6—8 ч, поэтому выгружают изделия с прочностью 50-60% проектной. Отправлять такие изделия на стройку невозможно, однако дальнейшая выдержка в кассетах приводит к снижению их оборачиваемости. Поэтому распалубленные изделия ставят в специальную яму-камеру вертикально, вплотную друг к другу. При этом изделия охлаждаются очень медленно и продолжают в течение 15—18 ч набирать прочность. К концу такого добора прочности они набирают так же, как и изделия, выгружаемые из камер, прочность, равную 0,7—0,75 марочной, и, согласно принятым нормам, могут быть отправлены на строительные площадки.

Прогрев изделий через стенку в кассетах паром из-за большого расслоения температур по высоте 30—40°С затруднен, поэтому применяют эжекторное пароснабжение кассет. Схема такого пароснабжения показана на рис. 3. Пар из паропровода 1 подается в эжектор 2 и эжектирует паровоздушную смесь, отбираемую из паровых отсеков по трубопроводу 13. Смесь подается в паровые отсеки, отдает теплоту, а сама через трубопроводы 11 отбирается за счет разрежения, создаваемого эжектором. Часть отработанной смеси через трубопровод 12 выбрасывается в атмосферу. Такое пароснабжение кассетных установок дает возможность снизить неравномерность температур между верхом и низом кассет до 5—7°С, что вполне приемлемо для тепловлажностной обработки.

Обогревают изделия в кассетах через металлическую разделительную стенку, верх изделия на время тепловой обработки изолируют. Таким образом, массообмена между теплоносителем и материалом и материалом и окружающей средой практически не происходит. Наиболее выгоден и прост в исполнении электрообогрев. В этом случае в паровые отсеки вместо подачи пара монтируют ТЭНы или любые другие электронагреватели и уже ими через стенку нагревают бетон. При любом способе изделия из бетона нагревают до 80—90 °С в течение 1,5—2 ч и далее выдерживают при этой температуре 4—6 ч. Расход в кассетах пара или любого другого источника теплоты в пересчете на теплоту, выделяемую паром, составляет 150—250 кг на 1 м³ бетона.

Рисунок 3 – Схема эжекторного пароснабжения кассетной установки

1 - подача свежего пара в эжектор; 2 - эжектор; 3 - диффузор; 4 - подача смеси пара и рециркулята в паровые отсеки; 5 - отбор конденсата; 7 - конденсатопровод; 8 - паровые отсеки; 9 - нагреваемые изделия; 10 - прокладка; 11 - отбор паровоздушной смеси из паровых отсеков; 12 - трубопровод с вентилем для выпуска части отработанного теплоносителя в атмосферу; 13 - подача паровоздушной смеси (рециркулята) в эжектор.

6. Теплотехнический расчет

В ходе теплотехнического расчета составляются уравнения теплового баланса для каждого периода ТВО или для каждой из зон ТВО. Уравнение составляется для одного теплового агрегата, работающего в неблагоприятных условиях.

Количество теплоты, расходуемое за каждый период или в каждой зоне ТВО, определяется по следующей формуле:

,

где:

– суммарный расход теплоты за период или в соотвествующей зоне ТВО, кДж/ч;