Ямная пропарочная камера

 

Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А

Кафедра  П С К

 

 

 

Ямная  пропарочная  камера

 

(теплотехнический  расчёт ТВО свай))

 

Пояснительная записка к курсовому проекту  по дисциплине

« Теплотехника и теплотехническое оборудование »

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст-т гр. ПСК-31 о/з

Смолькина Н.И.

Проверил: доц. Повитков  Г.Ф.

 

 

 

 

 

 

Саратов – 2012 г.

 

 

Задание

Запроектировать установку для тепловлажностной обработки забивных железобетонных свай в ямных пропарочных камерах для цеха производительностью 20375 ³/год.

Исходные данные: объем одной сваи 0.910 м³ плотностью бетона 2400 кг/м³ , влажность 7%. Расход цемента марки М500 – 474 кг/м³ бетона, водоцементное отношение В/Ц = 0.44, удельная теплоемкость бетона, 0.84 масса металла загружаемого в камеру – 15762.944 кг, металлоемкость форм 90.2 кг/м, удельная теплоемкость металла 0.43 . Продолжительность изотермического прогрева – 6 часа, подъема температуры – 3 часа, период подогрева – 4 часа, полный цикл – 13 часов. Пар из паропровода поступает с давлением 0.3 МПа и влажностью 90%.

Температура пропаривания 70°С (343.15 К), давление отработанного пара – 0.1МПа. Средняя температура наружной поверхности камеры 20°С (293.15 К), температура конденсата 40°С (313К), температура воздуха в цехе 15°С (288К).

Технологический расчет: количество рабочих суток  принимаем 240, минус время на плановые остановки, в данном случае 7 суток. Итого: 240-7=233. Количество рабочих часов  .

Часовая производительность цеха: бетона в час.

Объем бетона загружаемого в одну камеру: в одну камеру помещается 16 свай. Масса одной формы 7500 кг. Общая масса металла в камере .

 

Теплотехнический расчет:

Составляем тепловой баланс на период теплообработки в одной камере с целью определения расхода пара.

Приход тепла  за первый период   :

1. Тепло, принесенное сухой частью  бетонной массы

 

где сухая масса бетонной смеси,

     теплоемкость бетона, 0.84

    температура бетона в начале ТВО (20⁰)

2. Тепло, принесенное водой затворения

где масса воды затворения,

 теплоемкость воды,

 температура бетона в начале ТВО

3. Тепло арматуры и форм

 

где масса арматуры,

теплоемкость арматуры; 0.43

температура бетона в начале ТВО; 20

 

где  масса формы; 15762.944

теплоемкость металла; 0.43

температура бетона в начале ТВО; 20

4. Тепло экзотермии цемента в I периоде

 

экзотермия цемента

 

где марка цемента (М500)

 

где 

 

 

 

Т.к. то

 

 

 

5. Тепло материалов ограждений:

а) бетонная крышка

 

 

 

б) пола и стен

 

 

6) Тепло, принесенное насыщенным  паром

 

где  энтальпия пара со степенью сухости,

  определяем по формуле

 

 энтальпия конденсата при р = 0.3МПа

 

Расход тепла за первый период _:

1) Тепло сухой части изделий

 

2) Тепло на испарение части  влаги

 

3) Тепло воды, оставшейся в изделии

 

4) Тепло арматуры и форм

 

 

5) Тепло ограждений:

а) бетонной крышки

 

 

б) стен и пола

 

6) Тепло, потерянное в окружающую  среду:

Наземная часть:

 

 

 

 

излучающая способность  материала 

 

 

Поверхность наружной части стен:

 

 

 

Подземная:

 

удельные потери тепла 1 м² подземного ограждения

 

Тепло, потерянное в окружающую среду за период подъема  температуры:

 

7) Тепло, уносимое конденсатом  пара

Рабочий объем  камеры

Свободный объем  камеры

Плотность пара при 

Коэффициент утечки пара

 

где энтальпия конденсата,

 

8) Тепло, уносимое через не плотности

 

 

В соответствии с рассчитанными статьями прихода  и расхода тепла составляем тепловой баланс камеры за I период.

Приход за период подъема:

 

Расход тепла за период подъема:

 

Решим уравнение  теплового баланса и найдем расход пара за период подъема температуры  :

 

 

 

Среднечасовой расход пара за I период:

 

Приход тепла  за II период

 

 

 

 

 

5) а) бетонная крышка

 

  б) пола и стен

 

 

Расход тепла  за II период:

1. Тепло сухой части изделий

 

 

2. Тепло воды, оставшейся в изделии

 

3) Тепло арматуры и форм

 

 

4) Тепло ограждений:

а) бетонной крышки

 

б) стен и пола

 

5) Тепло, потерянное в окружающую среду:

Наземная часть:

 

 

 

 

излучающая способность материала 

 

 

 

Подземная часть:

 

 удельные потери тепла 1 м² подземного ограждения

 

6) 

где энтальпия конденсата,

 

7) Тепло, уносимое через не плотности

 

 

В соответствии с рассчитанными статьями прихода  и расхода тепла составляем тепловой баланс камеры за I период.

Приход за период изотермической выдержки:

 

Расход тепла  за период изотермической выдержки:

 

Решив уравнение  теплового баланса, найдем расход пара за период изотермической выдержки  , получаем .

Решим уравнение  теплового баланса и найдем расход пара за период подъема температуры  :

 

 

 

Среднечасовой расход пара за II период:

 

Расход пара, кг/м³ (кг/кг):

 

Тепловой  баланс камеры по периодам сведем в таблицу 1.

Таблица 1. Тепловой баланс ямной камеры

 

Статья баланса	Количество тепла
		%
ПРИХОД ТЕПЛОТЫ
Тепло, принесенное сухой частью бетонной массы	173880	12.243
Тепло, принесенное водой затворения	77096	5.428
Тепло арматуры и форм	142122.63	10.007
4. Тепло экзотермии цемента	281176	19.79
5. Тепло материалов ограждения:
а) крышки		9.368
б) пола и стен		13.201
6. Тепло, принесенное насыщенным  паром		29.952
Всего:	4396762	100
РАСХОД И ПОТЕРИ ТЕПЛА
1. Тепло сухой части изделий		42.997
2. Тепло на испарение части  воды затворения	960381.8	1.373
3. Тепло воды, оставшейся в изделии		14.745
4. Тепло арматуры и форм	390281	8.876
5. Тепло материалов ограждения:
а) крышки		7.376
б) пола и стен		10.394
6. Тепло, потерянное в окружающую  среду		6.437
7. Тепло уносимое конденсатом  пара		7.236
8. Тепло, уносимое через неплотности	24779.86	0.563
Невязка баланса	2.66	0
Всего:	4396764.66	100

 

КПД установки  составляет 64.763%.

В ходе применения добавки «Реламикс» и ее влиянии на свойства бетонов, режим ТВО был изменен с выдержки изделия при 70°С (4ч+3ч+8ч+2ч=17ч), на (4ч+3ч+6ч+2ч=15ч). Изменения режима приводит к экономии пара на 17%.