Расчет теплотехнического оборудования. Камера ямного типа (стр. 5 из 9)

- Расчётная плотность смеси:

П+Щ+В+Ц=369,1+1295,4+641+145,8=2451,3 кг/м³

III. Конструктивный расчет тепловой установки.

- Длина камеры составляет

где

L – длина одного изделия, м;

n – количество изделий укладываемых по длине камеры, шт.;

L₁ – расстояние между изделиями, изделием и стенкой камеры с учетом размера формы.

- Ширина камеры составляет

где

B – ширина одного изделия, м;

n₁ – количество изделий укладываемых по ширине, шт.;

B₁ – расстояние между изделиями, изделием и стенкой камеры с учетом размера формы, B₁=0,35…0,40 м. Так как ширина изделия превышает 2м, то значение B₁принимаем равным 1.

- Глубина камеры равна

где

H-высота одного изделия, м;

H₁-расстояние между отдельными изделиями по высоте, м, с учетом размера форм. H₁ принимается равным не менее 0,03 м;

H₂- расстояние между нижней формой и дном камеры, H₂=0,15 м;

H₃-расстояние между верхним изделием и крышкой камеры, H₃>0,05 м.

- Полезный объем камеры V_п , м³_,

где

V_и- объем одного изделия, м³;

n₀-общие количество изделий в камере, шт.

- 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 K³0,1.

IV. Расчет производительности установки

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.

1. Примем: [1,приложение 2 ]

предварительное выдерживание – 2,5 ч

прогрев – 3 ч

изотермический прогрев – 5ч

охлаждение – 2 ч

2. Время загрузки определяется по выражению

, где

_ф – цикл формирования одного изделия, ч;

M_ф, – количество формовочных постов, обслуживающих одновременно данную установку,

n₀ – количество изделий, загружаемых в установку, соответственно, шт.

=0,875

3. Время выгрузки установки

где

P_кр- производительность крана по выгрузке изделий, м³/ч.

Так как изделия выгружаются из камер в общем технологическом ритме, то можно считать

= .

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Возьмем в своей курсовой работе число установок равное 15.

V. Расчет коэффициента теплообмена между
греющей средой и прогреваемым изделием.

- Выбираем режим тепловой обработки в ямной камере[1,приложение 2 ]:

t₀ = 20 °C (начальная температура среды)

t_из = 80 °C

t_n = 3 ч (время подъема температуры, т.е. период прогрева)

t_из = 5 ч (время изотермической выдержки)

t_oxл = 2 ч (время охлаждения)

= 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×

.

- По номограмме определяем коэффициент теплообмена a при

=80 %

1) для середины периода прогрева

t_c = 20+20×1,5=50 °С

t_ср = 50–

=45 °C

a_п=12 Вт/(м²×°С)

2) для конца периода прогрева

t_c =20+20×3=80 °С

t_cp = 80–

=75 °С

a_кп=48,7 Вт/(м²×°С)

3) в период изотермической выдержки

t_c = 80 °С

t_ср=80–5/2=77,5 °С

a_из=51,5 Вт/(м²×°С)

VI. Расчет тепловыделения бетона при тепловой обработке

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

1. В начале периода подъема температуры

Bi_п=

= =1,15 Fo_п= = =0,373, где

a_п – средний за период прогрева коэффициент теплообмена между греющей средой и поверхностью изделий, Вт/(м²×°С);

R – характерный размер изделия, м;

а – коэффициент температуропроводности, м²/ч.

Количество градусо-часов в период прогрева

, где

– средняя температура бетона за период прогрева, °С

, где

C₂=f (Fo_п, Bi_п) определяется по графикам [1, прил.27]

С₂=0,02 при F₀=0,37; Bi=1,15;

=20+ =23,22 °С/ч

Q_П=23,22×3=69,66 °С

2. В конце периода подъема температуры:

=t₀+ × , где

– средняя температура бетона в конце периода прогрева, °С :

С₁=f(Fо_кп,Вi_кп) определяется по графикам [1, прил.26]

Bi_к.п.=

= =4,68; Fo_к.п.= = =0,37