Цех по производству лестничных маршей

 

 

Количество  изделий в камере:

                                            

Объем материала  в камере:

                                            

Годовая производительность цеха:

 

                          

                           

         где: R - ритм  производства, ч ;

         V_изд - объем изделия, ;

         n_л - количество смен;

         n - количество  изделий в форме;

         B - фонд  рабочего времени.

 

Годовой выпуск продукции одной камерой, м³/год:

 

                               

         где: - годовой фонд времени, ч;

               - общее время для совершения одного цикла тепловой обработки, ч.

 

Общее время  одного цикла работы установки:

                                                 ,

         где   - время загрузки камеры;

                - время разгрузки камеры;

                - время тепловой обработки (в нашем случаи 11ч + 1ч.), ч.

 

Количество  установок для обеспечения годовой  производительности цеха:

 

                                              

Принимаем 8 камер.

 

Коэффициент загрузки камеры:

        

                                                                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор ограждающих конструкций установок

   

Для расчёта  ограждающих конструкций воспользуемся  методом последовательных приближений.

        Задаёмся ограждающей конструкцией из керамзитобетона толщиной 30 см. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона составляет λ=0,47 Вт/(м·ºС).

Определим коэффициент  теплопередачи:

 

                                                             

 

       где:  α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·ºС);

              δ/λ – тепловая проводимость стенки;

              α_вн→ ∞;

              α_нар  принимаем равной 9.

 

                                                   

 

Температура наружной поверхности камеры:

 

                                                     

 

       где:  Т_ц=16 – температура цеха, ºС;

               Т_вн=85 – температура, равная температуре теплоносителя, ºС.

 

                                      

 

Для полученной температуры определяем α_л и α_к и сравниваем с принятым значением.

                                                      

 

           где:  ε_пр= 0,94 – приведённая степень черноты для керамзитобетона и металла;

                   с = 5,67 – коэффициент излучения абсолютно чёрного тела;

                  Т_ж= 289 – температура окружающей среды, К;

                   t_ж=16 – температура окружающей среды, ºС.

 

 

                                                

 

Из таблиц находим:

 

              

               ;

              

 

Критерий  Грасгофа:

 

                                                        

 

         где: х – линейный размер тела по направлению потока среды (теплоносителя), м.

 

                                           

 

                                      

 

Критерий  Нуссельта:

 

                                                         

 

        где: c, n – коэффициенты, зависящие от произведения .

 

                                       

 

Коэффициент теплоотдачи при конвективном потоке:

 

                                         

 

                                         

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Теплотехнический расчёт

 

5.1 Период нагрева

 

Расходные статьи

 

1) Теплота, расходуемая на нагрев бетона.

 

     а) Определяем теплоемкость бетона , принимая во внимание, что вес сухих составляющих на 1 бетона:

;

тогда имеем:

 

                 

    б)  Вычисляем коэффициент температуропроводности бетона:

                                       

и величину:

                                                           

      в)   Вычисляем величину А,  принимая во внимание , что =419 , в зависимости от марки цемента ( в нашем случаи М400). 

                         

     г) Вычисляем критерии  и Bi:

                                                

                                                   

    д)  Для найденных значений F₀ и Вi по приложению 3 находим С₂=0,22. Находим величину m, характеризующую тепловыделение бетона за счет экзотермии вяжущего:

                     

    е) По приложению 1 находим, что для неограниченного цилиндра при F₀=0,757, =0,76. Тогда находим удельный расход тепла на нагрев бетона:

       

Определяем  количество теплоты на нагрев бетона:

                                  

 

2) Теплота, расходуемая на нагрев форм.

 

По номограмме в приложении 4 для известных значений:

                                        

Найдем температуру  поверхности бетона t (R;3,5) для цилиндра при =1

                                                        t_c – t (R; 3,5)=5

откуда:               

 и температура  центра шпалы при , имеем:

                                                               ,

откуда:

                      

                     

 

3) Теплота, расходуемая на нагрев ограждающей конструкции.

 

                                                  

 

4) Теплота через ограждающую конструкцию.

                                                                 

 

                                            

                                         

 

5) Теплота отводимая конденсатом.

 

Количество  теплоты, выносимой конденсатом:

                      

6) Неучтенные потери.

        

 

 

Приходные статьи

 

1) Теплота, вносимая теплоносителем:

Составляем  уравнение теплового баланса:

    

Удельный  расход пара:

Часовой расход пара:

 

 

Таблица 5.1 – Тепловой баланс установки в период нагрева

 

Расходные статьи	кДж	%	Приходные статьи	кДж	%
1.Теплота, расходуемая на нагрев бетона	952214,83	27	1. Теплота, вносимая теплоносителем	3525708,34	100
2. Теплота, расходуемая на нагрев формы	615680	17,5
3. Теплота, расходуемая на нагрев ограждающих конструкций	1442586,5	41
4. Теплота, через ограждающую конструкцию	43207,2	1,2
5. Теплота , отводимая конденсатом	151500,23	4,3
6. Неучтенные потери	320519,58	9
Сумма	3525708,34	100		3525717,75	100

 

 

 

5.2 Период изотермической выдержки

 

Расходные статьи

 

1) Теплота, расходуемая на нагрев бетона.

 

Определим среднюю температуру шпалы в конце периода подъема температуры:

 

Средняя температура  бетона:

За весь период подъема температуры:

 При 136,5 ; В/Ц=0,4 и марке цемента М400 тепловыделение 1кг цемента составит:

Q_экз =20,9

4,19 = 87,57 кДж/кг, а для 1 м³ бетона:

Q_под =  g_ц

Q_экз=355 87,57 =31087,35 кДж/ м³

Определим среднюю  температуру шпалы в конце периода изотермической выдержки.

=5,5 ч; =4,6 ч  и

А_пл=0 при

  и А_пл=0 при

температура центра шпалы без учета экзотермии в конце изотермической выдержки:

t_ц=85⁰С

 а температура  поверхности

t_п=85⁰С

Средняя температура  шпалы в конце периода изотермической выдержки:

 

Средняя температура  шпалы за весь период изотермической выдержки равна:

Определим количество градусо-часов за период изотермического прогрева:

Определим общее  количество градусо-часов за периоды подъема температур и изотермической выдержки:

По приложению 2 находим, что для полученных градусо-часов, В/Ц=0,4 и марки цемента 400 тепловыделение 1кг цемента составит:

, а для 1 м³ бетона

Вычислим  m по формуле:

 

Удельный  расход тепла в период изотермической выдержки:

расход тепла  в этот период на шпалы:

 

2) Теплота, расходуемая на нагрев формы и транспорта

 

3) Теплота через ограждающую конструкцию

 

 

4) Теплота, отводимая конденсатом

 

5) Неучтенные потери

 

 

 

Приходные статьи

 

1) Теплота, вносимая теплоносителем

Составляем  уравнение теплового баланса

М_п= 10,78 кг