Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных изделий

Автор: Пользователь скрыл имя, 31 Марта 2013 в 18:41, курсовая работа

Описание работы

Сумма мероприятий, обеспечивающих благоприятные условия твердения уплотненной бетонной смеси, а также способы, предохраняющие бетон от повреждения его структуры в раннем возрасте, составляют уход за бетоном. Организация ухода за бетоном должна быть проведена сразу после укладки и уплотнения бетонной смеси. Прочность бетона нарастает в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой, которые нормально проходят в теплых и влажных условиях.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1. 1 Классификация установок для тепловлажностной обработки
1.2 Установки периодического действия
1.3 Установки непрерывного действия
Обзор основных типов тепловлажностных установок
1.4.1 Кассетные установки
Автоклавные установки
Термоформы
Горизонтальные щелевые камеры
Вертикальные пропарочные камеры
Камеры ямного типа.
Сравнительная характеристика тепловых установок
Подбор состава бетонной смеси
Конструктивный расчет тепловой установки
Расчет производительности установки
Расчет коэффициента теплообмена между
греющей средой и прогреваемым изделием
Расчет тепловыделения бетона при тепловой обработке
Расчет распределения температур в бетонных и железобетонных изделиях
Теплотехнический расчет
8а. Материальный баланс
8б. Тепловой баланс
Расчет диаметров паро- и конденсатопроводов

Работа содержит 1 файл

плиты - копия.docx

— 1,010.67 Кб (Скачать)

 

Сравнительная характеристика тепловых установок

 

Сравнительная характеристика тепловых установок приведена в таблице 1.

 

 

Таблица 1

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВОК  ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Вид установки

Вид изделия

Температура обработки 0С

Продолжительность обработки, ч

Удельный расход пара, кг/м3

Источник тепла

Преимущества

Ямная камера

Сборные и ж/б изделия

80-90

10-12

140-250

пар

Отличаются системами разводки пара, отвода конденсата, вентиляции

Кассетная установка

Панели, лестничные марши, ребристые  плиты

80-90

6-8

150-200

Пар, дымовые газы, элект-рический нагрев

Высокое качество поверхности, точность изготовления

Автоклав

Бетонные и ж/б изделия

до 100

300-400

пар

Получение высококачест-венные изделия  при при-менении даже низкома-рочных цементов

Термоформы

Крупноразмерные изделия

130-140

8-9

200-300

Пар, вода, высокотемпературные носители.

Мобильность, высокое качество поверхности, точность изготовления


 

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВОК  НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Вид установки

Вид изделия

Температура обработки, 0С

Продолжительность обработки, ч

Удельный расход пара, кг/м3

Источник тепла

Преимущества

Горизон-тальные щелевые камеры

Сборные и ж/б изделия

80-85

6-7

300-400

Острый пар,

Экономия тепловой энергии за счет функциональных зон и экономии затрат теплоты на нагрев конструкции после  каждого цикла

130-190

электронагреватели,

120-130

глухой пар

Верти-кальные пропароч-ные камеры

Сборные и ж/б изделия

до 100

6-7

100-150

пар

Устойчивый тепловой режим, поточность, технологичность линии малая  площадь( в 2-3 раза меньше чем ямных  и в 10-12 раза меньше туннельных при  той же пропускной способности.


 

 

2. Подбор состава бетонной смеси

 

Необходимо рассчитать и выбрать  состав бетона для плит перекрытия из тяжелого бетона.

  1. Выбираем подходящий по виду и свойствам бетон [4]:

Класс бетона B20.

Марка (активность) цемента 400.

Kм.л. =1,12 – коэффициент межпартионной вариации.

νn = 0,135 – коэффициент вариации прочности бетона.

  1. Расчет лабораторного состава бетона [5].
  • Расчет средней прочности бетона:

Rб=1,1

Kм.п.

Rб=1,1

1,12=31,65 МПа

  • Определение водоцементного отношения В/Ц:

В/Ц=

=
=0,47

  • Определение расхода цемента:

Ц=

В=186,6 (расход воды определяется по графикам [5] таблица  зависимости расхода воды, для  осадки конуса около 5...9см).

Ц=

=381,1 кг/м3

  • Определение расхода щебня:

Щ=

,

где α –  коэффициент раздвижки зёрен; α=1,41 (из таблицы в зависимости от расхода  цемента [5]); Пщ – пустотность щебня в %; Пщ = 0,4 %; γщ – насыпная плотность щебня; ущ = 1,45 кг/м3; ρщ – истинная плотность щебня; рщ = 2,63 кг/м3

Щ=

=1462 кг/м3

  • Определение расхода песка:

П=[1000–(

)]×
,

где ρщ – истинная плотность щебня; рщ = 2,63 кг/л; ρп – истинная плотность песка; рп = 2,6 кг/л; ρц – истинная плотность цемента; рц = 3,1 кг/л.

П=[1000–(

)]×2,6 = 349,18 кг.

  1. Производственный состав бетона
    • Влажность песка 3%, П = 349,18 кг, тогда:

Вп=349,18×0,03=10,48 л;

Вп – содержание воды в песке;

    • Влажность щебня 2%, Щ = 1462,7 кг, тогда:

Вщ=1462,7×0,02=29,25 л;

Вщ – содержание воды в щебне;

Итого: Впщ=39,73 л.

    • Тогда пересчитаем:

П=349,18+10,48=359,66 кг

Щ=1462,7+29,25=1491,95кг

В=186,6–39,73=146,87 л

    • Найдём коэффициент выхода смеси:

,

где , , - насыпная плотность цемента, песка и щебня соответственно.

    • Расчётная плотность смеси:

П+Щ+В+Ц=359,66+1491,95+146,87+381,1=2379,58 кг/м3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. 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, т.к. 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 Vп , м3,

где Vи – объем одного изделия, м3; n0-общие количество изделий в камере, шт.

  • Коэффициент использования камер по объему определяется как отношение полезного объема камеры Vп, м3, к полному геометрическому объему камеры V, м3:

согласно  нормам технического проектирования K³0,1.

 

 

 

 

4. 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.

  • Примем: [1,приложение 2]

предварительное выдерживание – 2,5 ч

прогрев – 3 ч

изотермический  прогрев – 5 ч

охлаждение  – 2 ч 

  • Время загрузки определяется по выражению

,

где ф – цикл формирования одного изделия, ч; Mф, – количество формовочных постов, обслуживающих одновременно данную установку; n0 – количество изделий, загружаемых в установку, соответственно, шт.

=2 ч.

  • Время выгрузки установки

где Pкр- производительность крана по выгрузке изделий, м3/ч.

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

 

  • Оборачиваемость установок периодического действия, 1/сут:

где 24 – суточный фонд рабочего времени, ч/сут; Кв – коэффициент использования камер во времени. При двухсменной работе формовочного отделения Кв=0,85, при трехсменной – Кв = 0,9...0,95.

  • По рассчитанной теоретической оборачиваемости От определяется производительность одной установки, м 3/год:

где N – расчетное количество рабочих суток в году, сут/год; Кс – коэффициент, учитывающий возможные срывы производства, аварии, неблагоприятные метеорологические условия и т.д., Кс = 0,85...0,9.

  • 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; Ру – производительность одной установки, м3/год.

  • Возьмем в своей курсовой работе число установок равное 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. 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)

tиз = 80 °C

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

tиз = 5 ч (время изотермической выдержки)

toxл = 2 ч (время охлаждения)

= 80%

  • Скорость подъема температуры среды в установке

b =

°C/ч

  • Средняя температура конденсатной пленки

tср= tс

,

где tc – температура среды в определенный момент времени t

tc= to+b×

.

  • По номограмме определяем коэффициент теплообмена a при =80 %
  1. для середины периода прогрева

tc = 20+20×1,5=50 °С

     tср = 50– =45 °C

aп=12 Вт/(м2×°С)

  1. для конца периода прогрева

tc =20+20×3=80 °С

tcp = 80– =75 °С

aкп=48,7 Вт/(м2×°С)

  1. в период изотермической выдержки

tc = 80 °С

tср=80–5/2=77,5 °С

aиз=51,5 Вт/(м2×°С)

 

6. Расчет тепловыделения бетона при тепловой обработке

 

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

  • В середине периода подъема температуры

Biп= = =1,15  Foп= = =1,86

Информация о работе Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных изделий