Расчет теплотехнического оборудования. Камера ямного типа

     G_расх=14250+848,8+945+112840+33955=162838,8 кг 

     Потери материалов

     Из  общего уравнения материального  баланса находим потери массы

     

      162990–162838,8=151,2 кг

 

      VIIIб. Тепловой баланс

     Период  подъема температур

Приход  теплоты

1. Теплота сухой части бетона

      , где

                 С_с – удельная теплоемкость сухой части бетона, кДж/(кг×°С) [1, прил.11];

      – средняя температура изделия в начале периода, °С.

      =14250∙0,84∙20=239400 кДж

2. Теплота воды затворения

      , где

     С_в – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг°×С) [1, прил.13].

      =1000∙4,185∙20=83700 кДж

3. Теплота арматуры и закладных деталей

      , где

                 С_а – удельная теплоемкость арматуры и закладных деталей, кДж/(кг×°С) [1, прил.11] .

      =945∙0,46∙20=8700 кДж

4. Теплота форм или поддонов

      , где

                 С_ф – удельная теплоемкость материала форм или поддонов, кДж/(кг×°С) [1, прил.11].

      =112840∙0,46∙20=1038130 кДж

5. Теплота экзотермии цемента при средней температуре бетона за период прогрева

      , где

      - удельное тепловыделение цемента,  кДж/кг;

     В/Ц- водоцементное отношение;

      - масса цемента в загруженных в камеру изделиях, кг.

      =0,0023∙419∙(0,43)^0,44∙40,38∙3∙369,1=29720 кДж

6. Теплота насыщенного пара, затраченного на обработку изделия в период прогрева

      , где

                  -масса пара, поступившего в установку за период прогрева, кг;

                        - энтальпия пара, кДж/кг[1, прил.194].

      ∙2571,5

7. Теплота конструкций ограждения

      , где

                  – удельная теплоемкость материала ограждений, кДж/(кг°С) [1, прил.11];

       –температура ограждений в начале периода прогрева, °С.

            =2∙11214,56∙0,88∙20+2∙2643,432∙0,88∙20+693∙0,75∙20+5544∙0,84∙20= =591340 кДж

     Суммарный приход теплоты за период подъема температуры

     

            =239400+83700+8700+1038130+29720+2571,5 +591340= =(1990990+2571,5 ) кДж 

Расход  теплоты

1. Теплота сухой части бетона

      , где

                   – средняя температура изделий в конце периода прогрева, °С.

      =14250∙0,84∙60,75=727177,5 кДж

2. Теплота воды в изделиях

     

      =1000∙4,187∙60,75=254360 кДж

3. Теплота арматуры и закладных деталей

     

      =945∙0,46∙60,75=26410 кДж

4. Теплота форм или поддонов

      .

      =112840∙0,46∙60,75=3153310 кДж

5. Теплота материала ограждающих конструкций к концу периода

      , где

             – температура ограждающих конструкций к концу периода прогрева, °С, равная

      , где 

                               – толщина материала ограждений, м;

                             а_огр – коэффициент температуропроводности материала ограждений, м²/ч[1, прил.11];

                               – подсчитывается отдельно для различных элементов ограждений(подземных, надземных, пола, крышки). 

     Для стен:

     С₁=f(Fо_кп, Вi_кп) определяется по графикам [1, прил.22]

     Bi_п= = =24,5 Fo_п= = =0,038

     С₁=0,03

      =20+ =67,6 °С 

     Для крышки:

     С₁=f(Fо_кп, Вi_кп) определяется по графикам [1, прил.22]

     Bi_п= =  Fo_п= =

     С₁=0,05

      =20+ =60 °С 

     Для пола:

     С₁=f(Fо_кп, Вi_кп) определяется по графикам [1, прил.22]

     Bi_п= = =6,24 Fo_п= =

     С₁=0,11

      =20+ =51,48 °С 

                  =2∙11214,56∙0,88∙67,6+2∙2643,432∙0,88∙67,6+693∙0,75∙60+5544∙ ∙0,84∙51,48=1919694 кДж

6. Потери теплоты в окружающую среду от различных элементов ограждений

      , где

                   – коэффициент теплопередачи, зависящий от внешнего и внутреннего теплообмена, Вт/(м²×°С);

                        - толщина ограждений, м;

                         и  - коэффициенты теплоотдачи Вт/(м²×°С).

     В установках ТВО принимают:

      =50…75 Вт/(м²×°С) – внутренний теплообмен;

      =5…10 Вт/(м²×°С) – внешний теплообмен.

     Теплоту, потерянную с 1 м² подземной части установки, принимают в размере 1/3 потерь надземной части в окружающую среду. 

Для стенок

     H=0,6 – высота над уровнем пола.

      =2∙7∙0,6+2∙1,65∙0,6=10,38 м²

      =0,51 Вт/(м²×°С)

      =3,6∙0,51∙10,38∙(60,75–20)∙3=2330 кДж – для надземной части

      =2330/3=777 кДж – для подземной части

      =3107 кДж 

Для пола

       м²

      =2,87 Вт/(м²×°С)

      =3,6∙2,87∙11,55∙(60,75–20)∙3=14590 кДж 

Для крышки

       м²

      =0,3

      =3,6∙0,3∙11,55∙(80–20)∙3=2245 кДж 

      =3107+14590+2245=19942кДж

7. Теплота, уносимая конденсатом пара

      , где

       – энтальпия конденсата, кДж/кг;

       – потери пара за счет пропусков в атмосферу, кг;

       – масса пара, занимающего свободный объем, кг

      , где

       – плотность пара, кг/м³[1, прил.14];

                         – соответственно объемы камеры, загрузки бетона и форм, м³.

      =0,135∙22,5=3 кг

      =80∙4,187=335 кДж/кг

     

8. Теплота пара, заполняющего свободный объем камеры

       где

      - энтальпия пара, кДж/кг[1, прил.14].

      =3∙2607=7821 кДж

9. Теплота паровоздушной смеси, выбивающейся через неплотности в установке

     

      =0,1∙(611528+302,4 )=(610770,65+30,15 ) кДж 

     Суммарный расход теплоты за период подъема  температуры составляет

     

            =727177,5+254360+26410+3153310+1919694+19942+301,5 – 
–1005+7821+610770,65+30,15 =(6718477,15+331,65 ) кДж 

     Приравнивая статьи прихода и расхода и  решая полученные уравнения теплового баланса по неизвестным, находим необходимое количество пара поступающего за период подъема температуры кг.

     6718477,15+331,65 =1990990+2571,5

      =(6718477,15–1990990)/(2571,5–331,65)=2110,63 кг

     Максимальный  расход пара, за период подъема температуры

     

      =1,2∙2110,63=2532,75 кг

     Максимальный  часовой расход пара

      .

      =844,25 кг/ч≈0,23 кг/с

     Удельный  расход пара в период подъема температуры

     

      =335кг/м³ 

     Период  изотермической выдержки 

Приход  теплоты

1. Теплота сухой части бетона = =727177,5 кДж
2. Теплота воды в изделиях = =254360 кДж
3. Теплота арматуры и закладных деталей = =26410 кДж
4. Теплота форм и поддонов = =3153310 кДж
5. Теплота материалов ограждающих конструкций = =1919694кДж
6. Теплота пара, поступившего в камеру

      , где 

                   – масса пара, поступившего в установку за период изотермической выдержки, кг.

      ∙2675

7. Теплота экзотермии бетона при средней температуре бетона за период изотермической выдержки

     

      =0,0023∙419∙(0,43)^0,44∙70,42∙5∙369,1=86761 кДж