Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Декабря 2013 в 03:34, курсовая работа
В данном курсовом проекте рассмотрен процесс производства плит пустотного настила, тепловая обработка которых производится в пропарочных камерах ямного типа.Назначение режимов тепловой обработки произведено на основании нормативной литературы с учетом вида и класса бетона, активности цемента, определяющего размера изделия, способа подъема теплоты и др. факторов. Для проверки режима произведен расчет температур изделия на протяжении всего процесса тепловой обработки.
Теплотехнический расчет установки основан на физических процессах и представляет собой расчет теплового баланса. Баланс состоит из расходной и приходной частей, и наиболее полно отражает происходящие в установке явления теплообмена.
Введение…………………………………………………………………………..3
1.Краткое описание технологического процесса…………………………...…4
2.Характеристика изделия и формы…………………………………………....5
3.Состав бетонной смеси……………………………………………..................6
4.Выбор и обоснование режима тепловой обработки……………...………....7
5.Определение требуемого количества тепловых агрегатов, их размеров и схемы размещения……………………………………...........………………..11
6.Составление и расчет уравнения теплового баланса установки……….......12
7.Определение часовых и удельных расходов теплоты и теплоносителя по периодам (зонам) тепловой обработки……………………….………………..24
8.Составление схемы подачи теплоносителя, построение циклограммы работы ТУ и расчет тепловых нагрузок и параметров сети………………….25
9.Предложения по экономии энергоресурсов и повышения качества изделий…………………………………………………………………………..27
10.Мероприятия по технике безопасности, охране труда и противо-
пожарной технике…………………………………………...………………..…29
Перечень использованной литературы…………………..…………….............31
ρк.б.=1400 кг/м³
3- воздушная прослойка с δв.п.=0,1м
фольгоизолом:
4- керамзитобетон:
5- гидроизоляция
6- песчаная подготовка: δп.п.=0,15м
Найдем общее сопротивление:
м²·ºС/Вт
Найдем массу:
V1=6,58∙3,38∙0,03=0,67 м³
V2=6,58·3,38·0,1=2,22 м³
V4.=6,58·3,38·0,15=3,34 м³
G1=1800·0,67=1206 кг
G2=1400·2,22=3108 кг
G3=1400·3,34=4676 кг
Теплопотери на разогрев пола конструкции при подъеме температуры:
Потери теплоты на разогрев пола конструкции при изотермической выдержке:
4.Потери теплоты через ограждающие конструкции камеры
4.1.Потери теплоты в окружающую среду.
В этой части расчета определим потери теплоты установкой через ограждения, наружная поверхность которых омывается воздухом цеха,- надземные части стен пропарочной камеры, крышка. Потери теплоты для этих ограждений определяются по формуле:
Ki- коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции надземной части камеры, Вт /м²·ºС
Fi – теплоотдающая поверхность ограждения, м²
- продолжительность рассматриваемого периода тепловой обработки, ч
F1=2·3,38·1,2+2·6,58·1,2=23,9 м² ; F2=6,58·3,38=22,24 м²
Потери теплоты при подъеме температуры:
Потери теплоты при изотермической выдержке:
4.2Потери теплоты в грунт
В этой части расчета определяем потери через потери ограждения установки, находящиеся в контакте с грунтом: подземные части стен, днище камеры. При этом подземные части ограждения установок рассматриваем как полы на грунте. Проводим разбивку заземленной части ограждения на условные зоны ( полосы шириной 2м). Потери теплоты в грунт определяем по формуле:
- общее сопротивление
Найдем площади
F1=6,786·9,986-2,786·5,986-1,
F2=2,786·5,986=16,677 м²
Потери теплоты при подъеме температуры
Потери теплоты при изотермической выдержке:
5.Теплота, расходуемая на нагрев
паровоздушной среды в установке.
Vcр=Vк-Vизд=6,58·3,38·2,6-10·
Vк- объем незагруженной камеры
Vизд- объем изделий с опалубкой, одновременно загружаемых в камеру, м³
ρср- плотность паровоздушной среды ,кг/ м³
- энтальпия среды, заполняющей объем камеры, кДж/кг
ρср=
6.Теплота расходуемая на испарение воды затворения:
Количество
теплоты, расходуемой на
- количество испаряющейся жидкости за рассматриваемый период,кг
r- теплота испарения при температуре среды камеры ,(2345,5 кДж/кг при t=60ºС )
7.Теплота зкзотермии:
Количество теплоты, выделяемой в процессе гидратации цемента рассчитываем для каждого периода режима тепловой обработки и можно определить по формуле:
,кДж/кг
где
М – марка цемента;
Q - количество градусо-часов от начала процесса, град·час
В/ц – водоцементное отношение;
А – эмпирический коэффициент, равный
а = 0,32 + 0,002 ∙ Q при Q < 290 °С∙ч;
а = 0,84 + 0,0002 ∙ Q при Q > 290 °С∙ч;
Определяем количество градусо-часов за период подъема температуры:
Рассчитываем количество градус-часов за весь период тепловой обработки; при этом средняя температура бетона в период изотермической выдержки определяется как
где
tбср11 - средняя температура бетона в конце изотермической выдержки;
тогда
Определим удельную теплоту гидратации за период подъема:
при Q = 94 а = 0,32 + 0,002 ∙ 94 = 0,51
Определим удельную теплоту гидратации за цикл тепловой обработки, а в период изотермической выдержки по формуле:
При Q = 251 а = 0,32 + 0,002 ∙ 251 = 0,822
Определяем количество теплоты гидратации, выделяемое цементом находящимся в камере :
8.Теплота, теряемая с конденсатом:
Расчет теплоты, теряемой с невозвращенным конденсатом, рассчитывается по формуле: ,кДж
где
Gк- количество конденсата, равное 0,8 … 0,9 искомого пара за период;
iк- энтальпия конденсата, уходящего из установки, кДж/кг.
где
ск- теплоемкость конденсата (для воды ск=4,19), кДж/кг ºС;
tк- температура конденсата.
Рассчитаем энтальпию конденсата по формуле
Энтальпия пара рассчитывается по формуле
где
i ’-энтальпия воды на линии насыщения, кДж/кг
r- теплота фазового перехода
x- степень сухости пара
|
Статья баланса |
Количество теплоты, кДж |
Итого |
% | |||
Подъем температуры |
Изотермическая выдержка | |||||
Теплота на нагрев бетона |
578221,4 |
910926,5 |
1489147,9 |
53,2 | ||
Теплота на нагрев формы |
259858,4 |
353505,6 |
613364 |
21,9 | ||
Теплота на разогрев конструкций камеры |
152448,6 |
133261,3
|
285709,9
|
10,2
| ||
Потери теплоты |
9517,8 |
21122,7 |
30640,5 |
1,1 | ||
Теплота на нагрев паровоздушной среды |
9517,8 |
9517,8 |
0,4 | |||
Теплота, теряемая на испарение воды затворения |
171409,1 |
171409,1 |
6,1 | |||
Теплота, теряемая с конденсатом |
78172,8 |
121652,5 |
199825,3 |
7,1 | ||
|
Итого |
2799614,5 |
100 | ||||
7.Определение часовых и удельных расходов теплоты и теплоносителя по периодам (зонам) тепловой обработки.
Часовой расход теплоносителя для периодов подъема температуры и изотермической выдержки определяется по формулам
tI, tII- продолжительность каждого периода, ч.
По формулам рассчитаем часовые расходы пара
Удельный расход теплоносителя на 1 м3 бетона рассчитывается по выражению
где SVб- суммарный объем бетона, одновременно загружаемого в установку, м3.
Удельный расход теплоты на 1 м3 бетона
, кДж (25)
кДж/м3
8.Составление схемы подачи теплоносителя, построение циклограммы работы ТУ и расчет тепловых нагрузок и параметров сети
Схема трубопровода
Циклограмма работы всех установок
Загрузка | |
Предворительная выдержка | |
Подъём температуры | |
Изотермическая выдержка | |
Снижение температуры | |
Выгрузка |
Из этого следует ,что ρ=1,443
Диаметр трубопровода рассчитывается по формуле
V - скорость жидкости, м/с; для пара в магистралях трубопровода
, м; принимаем dу = 50
, м; принимаем dу = 60
, м; принимаем dу = 70
. м; принимаем dу = 100
9.Предложения по экономии энергоресурсов и повышения качества изделий.
Производство сборного железобетона относится к числу наиболее энергоемких отраслей промышленности строительных материалов. На производство сборного железобетона расходуется ежегодно 12 млн. т усл. топлива. Это составляет значительную долю топливно-энергетических ресурсов, расходуемых промышленностью строительных материалов. В среднем на 1 м³ сборного железобетона расходуется более 90 кг усл. топлива, что почти в 2 раза превышает расчетные энергозатраты. На долю тепловой энергии приходиться около 90%, а электрической 10% всех используемых энергоресурсов. По данным НИИЖБ, относительные затраты энергоресурсов по пределам заводского производства сборных железобетонных изделий распределяется следующим образом, %:основное производство со складом готовой продукции – 68,2-72,5; бетоносмесительный цех со складами заполнителей, цемента и добавок – 0,47-0,62; арматурный цех со складом металла – 1,35-3,9; ремонтная служба со всеми подразделениями – 2,3-3,1; общезаводские службы (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение и др.) – 26,68-19,88.