Ферма подстропильная в термоформе

 

Температура наружной поверхности  камеры:

 

 

     где   Т_ц=16 – температура цеха, ºС;

Т_вн=85⁰ – температура, равная температуре теплоносителя, ºС.

 

;

 

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

 

 

 

где  ε_пр=0,93…0,95 – приведённая степень черноты для керамзитобетона и металла;

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

Т_ж=289 – температура окружающей среды, К;

 

 

;

 

Из таблицы П.1 [2] находим    

- коэффициент кинематической вязкости

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 расчет

Период нагрева.

Расходные статьи баланса.

Теплота, расходуемая  на нагрев бетона.

Определяем теплоемкость бетона, принимая во внимание, что вес  сухих составляющих на 1 м³ бетона равен:

 

 

Теплоёмкость бетонной смеси:

 

Коэффициент температуропроводности бетона:

 

 

где  λ_б=1,9…2 – коэффициент теплопроводности тяжёлого бетона, ккал/(м·ч·ºС);

ν_б – плотность бетонной смеси (2555,01 кг/м³ );

 

 

 

Вычисляем величину А, принимая во внимание, что при марке цемента М400

 

 

Критерий Био:

 

 

Критерий Фурье:

 

 

Для найденных значений Fo и Bi находим значение с₂=0,02.

Величина, характеризующая тепловыделение цемента в процессе тепловой обработки:

 

 

где  Ц – расход цемента на 1 м³ бетона, кг;

t₀=16˚C;

b – скорость подъёма температуры:

 

 

 

Находим, что для неограниченной пластины ψ_пл=0,20.

Определяем удельный расход теплоты на нагрев бетона:

 

 

Расход теплоты на нагрев изделий в камере:

 

Расход теплоты  на нагрев форм и транспорта.

Принимаем металлоёмкость форм равную 3,5 т/м³ для одного изделия.

 

 

 

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев внутренней части формы:

 

 кДж;

 

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев наружной части формы:

 

 кДж;

 

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев утеплителя:

 

 кДж;

 

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев формы:

 

_{Q2=Q^в2+Q^н2+Qмин.в.=366934,05+97169,625+18374,2=482477,875;}

Теплопотери через ограждающую конструкцию:

 

 

где  F – площадь ограждающей конструкции:

м²

 

Теплота, отводимая  конденсатом.

 

 

где  Т_кон.=40˚С – температура конденсата;

М_П – масса пара, кг.

 

 

Неучтенные  потери

Q₅=0.15*∑Q_расх=0,15*(151942,5+482477,875+52734,036+15,08*М_п)=103073,16+2,26М_п кДж;

 

Q_расх=151942,5+482477,875+52734,036+15,08*М_п+103073,16+2,26М_п=790227,571+17,74М_п кДж;

Приходные статьи теплового баланса

1.Теплота, вносимая теплоносителем:

 

 

где h’’ – энтальпия пара, кДж;

x – коэффициент сухости пара.

 

 

Cоставляем тепловой баланс установки.

 

 

790227,571+17,74М_п =1982,2М_п; М_п=402,26 кг.

 

Удельный расход пара:

 

Q=М_п/V_изд=402,26/4,5=89,39 кг/м³;

 

Q=М_п/τ_н=402,26/7=57,47 кг/ч;

 

Таблица 1. Тепловой баланс установки

Расходные статьи	Q, ккал	%	Приходные статьи	Q, ккал	%
1	2	3	4	5	6
Теплота, расходуемая на нагрев материала	151942,5	21	Теплота, вносимая теплоносителем	797359,772	100
Теплота, расходуемая на нагрев форм и транспорта	482477,875	60,5

 

Продолжение таблицы 1.

Теплопотери через ограждающую  конструкцию	52734,036	6,5
Теплота, отводимая конденсатом	6066,08	0,8
Неучтённые потери	89348,72	11,2
	797363,663	100		797359,772	100

Период изотермической выдержки

Расходные статьи

1.Расход теплоты  на нагрев материала.

Определяем температуру  центра бетона в конце периода  изотермической выдержки по номограмме в зависимости от значений τ_из, R²/a, (b-m).

 

 

 

Определяем среднюю  температуру изделия в конце  периода нагрев:

 

 

Средняя температура  бетона за весь период нагрева:

 

 

За период подъёма температуры изделие будет иметь

 

 

Находим, что при 328,86 град·ч, В/Ц=0,4 и марке цемента М400 тепловыделение 1 кг цемента составит Q_э=205,31 кДж/кг, а для 1 м³ бетона:

 

 

 

Определяем среднюю  температуру изделия в конце периода изотермической выдержки. Для этого по номограмме в приложении 6 [3] определяем А_пл.

 

 

 

 

Температура центра панели без учета экзотермии в конце изотермической выдержки:

 

 

а температура поверхности 

 

 

Средняя температура  в конце периода изотермической выдержки:

 

 

Средняя температура  за весь период изотермической выдержки:

 

 

Количество градусо-часов за весь период изотермической выдержки:

 

 

Определяем общее количество градусо-часов за периоды подъёма

 

 температур и изотермической  выдержки:

 

 

Находим, что для полученных градусо-часов, В/Ц=0,4 и марки цемента 400 тепловыделение 1 кг цемента составит Q_экз=263.97 кДж/кг, а для 1 м³ бетона:

 

 

Вычисляем значение m, характеризующее тепловыделение цемента при изотермической выдержке:

 

 

Удельный расход тепла  в период изотермической выдержки:

 

Общий расход теплоты, затраченной  на нагрев бетона в процессе изотермической выдержки:

 

Q₁=q

V_б=-8772.43 4.1=-35966.963 кДж.

2.Расход теплоты  на нагрев форм и транспорта.

Принимаем металлоёмкость форм равную 3,5 т/м³ для одного изделия.

 

 

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев внутренней части формы:

 

 кДж

 

Определяем количество теплоты, затраченное на нагрев формы:

 

 кДж

3.Теплопотери  через ограждающую конструкцию.

Теплопотери через ограждающую конструкцию:

 

 

4.Теплота, отводимая  конденсатом.

 

 

5.Неучтенные  потери.

 

Приходные статьи теплового баланса периода изотермической выдержки

1.Теплота, вносимая  теплоносителем:

 

 

где h’’ – энтальпия пара, кДж;

x – коэффициент сухости пара.

 

 

Составляем тепловой баланс установки.

 

 

 

 

Удельный расход пара:

 

 

 

Таблица 2. Тепловой баланс установки

Расходные статьи			Q, кДж	%		Приходные статьи			Q, кДж	%
1			2	3		4			5	6
Теплота, расходуемая  на нагрев материала			-35966,96	-38,1		Теплота, вносимая теплоносителем			94467,12	100
Теплота, расходуемая  на нагрев форм и транспорта			14645,61	15,5
102755,06	108,8
Теплопотери через ограждающую  конструкцию
Теплота, отводимая конденсатом			716,15	0.8
Неучтённые потери			12322,39	13
			94472,25	100					94467,12	100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Гидравлический  расчет

 

    Гидравлический  расчёт составляется по тепловому  балансу расхода пара для определения  диаметров подводящих паропроводов  и необходимого давления пара, поступающего в систему. Для подводящего пара составляем схему. По циклограмме определяем количество камер, где производится нагрев, и число камер с изотермической выдержкой.