Конструктивный расчёт установки

Конструктивный расчёт установки не производим, так как она является унифицированным оборудованием. Принимаем кассетную установку конструкции НИАТа для внутренних стеновых панелей.

Техническая характеристика Габаритные размеры: длина — 7,09 м; ширина — 5,55 м; высота — 3,195 м.

Количество одновременно изготовляемых изделий — 8 шт.

Количество паровых рубашек — 9 шт.

Мощность электродвигателя — 9 кВт.

Масса — 80 т.

Количество кассетных установок х=Пгод.*фцикла/Т*Vизд.*n*c*Kи где Пгод. — годовая производительность, м³/час фцикла — время цикла, час Т — количество рабочих суток, сут.

Vизд. — объём изделий, м³

n — количество изделий, шт с — количество часов в смену, час Ки — коэффициент использования календарного времени.

Принимаем Ки=0.95.

х=15 000*16,5/250*2,07*8*24*0,95=2,6.

Принимаем 3 кассетных установки.

Тепловой расчёт установки

Задача теплового расчёта — определение расхода тепла и пара на ТВО бетонных и железобетонных изделий. Она решается — решением уравнения теплового баланса, который состоит из приходной и расходной части.

Приход тепла, кДж/период с паром.

Q₁ⁿ=Дп*h",.

где Дп — расход пара за период работы, кг. Величина неизвестная и определяется из уравнения теплового баланса;

h" - энтальпия пара, кДж/кг.

h"=2683, кДж/кг (Н.М.Никифорова «Основы проектирования тепловых установок…»).

Q₁ⁿ=2683Дп=5 145 994 кДж От экзотермических реакций твердения цемента.

Q₂ⁿ = (R_28* Q*a/(162+0,96 Q))*vВ/Ц*М_ц

где R₂₈ — марка цемента.

Q — число градусо-часов тепловой обработки.

Q=0,5*(t₁+t₂)*ф₁+t₂* ф₂, град.ч.,.

где t₁ — начальная температура нагрева изделий, ^оС.

t₂ — максимальная температура нагрева изделий, ^оС ф₁ — время подъёма температуры, ч ф₂ — время изотермической выдержки, ч.

Q=0,5*(20+100)*1,5+100*4,5=540 град.ч.,.

если Q?290, то а=0,32+0,002 Q.

Q>290, то а=0,84+0,0002 Q.

а=0,84+0,0002*540=0,95.

В/Ц — водоцементное отношение, М_ц — масса цемента, кг В/Ц=145/326=0,4.

М_ц=Е_к*Ц где Ц — расход цемента, кг/м³

М_ц — объём цемента в кассетной установке, м³

Ек=Vизд*n.

где n — число отсеков в кассете Е_к=2,07*8=16,56 м³

М_ц=326*16,56=5399 кг.

Q₂ⁿ = (400*540*0,95/(162+0,96*540))*=1 092 434 кДж Всего приход тепла:

Qприх.= Q₁ⁿ+ Q₂ⁿ

Qприх.=2683Дп +1 092 434=6238428 кДж Расход тепла, кДж/период на нагрев сухой массы бетона.

Q₁^р=М_б*С_б*(t₂-t₁),.

где М_б — масса бетона в кассетной установке, кг М_б=Ек* с, где с — объёмная плотность бетона, кг/м³

С_б=- теплоёмкость бетона, кДж/кгК с =326+1050 =1376 кг/м³

М_б=16,56*1376=22 787 кг С_б=0,75 кДж/кг*К (Н.М. Никифорова «Основы проектирования тепловых установок…»).

Q₁^р=22 787*0,75*(100−20)=1 367 220 кДж на испарение части воды затворения.

Q₂^р=W*(2493−1,97*t_cр).

где 2493 — удельная теплота парообразования, кДж/кг.

W — часть воды затворения, кг.

W=0,01* М_б

t_cр=0,5*(t₂+t₁), ^оС.

W=0,01*22 787=227,87 кг.

t_cр=0,5*(100+20)=60^оС.

Q₂^р=227,87*(2493−1,97*60)=541 146 кДж на нагрев воды, оставшейся в изделиях.

Q₃^р=(М_в-W)*C_в*(t₂-t₁),.

где М_в — масса воды затворения, кг М_в = Е_к*В, где В — расход воды, кг/м³

C_в — теплоёмкость воды, кДж/кг^*К М_в =16,56*145=2401 кг.

C_в=4,19 кДж/кгК (Н.М.Никифорова «Основы проектирования тепловых установок…»).

Q₃^р=(2401−227,87)*4,19*(100−20)=728 433 кДж на нагрев арматуры и закладных деталей.

Q₄^р = М_а*С_а*(t₂-t₁),.

где М_а — масса арматуры, кг Ма = mа*n.

где m_а — расход арматуры, кг.

n — количество изделий, шт С_а — теплоёмкость арматуры, кДж/кг*К.

М_а=24,78*8=198 кг/изд.

С_а=0,48 кДж/кгК (Н.М.Никифорова «Основы проектирования тепловых установок…»).

Q₄^р=198*0,48*(100−20)=7603 кДж На нагрев кассетной установки.

Q₅^р = М_к*С_к*(t^к₂-t^к₁),.

где М_к — масса кассетной установки, кг С_к — теплоёмкость металла, кДж/кгК.

t^к₂ — температура до которой нагревается кассетная установка в период тепловой обработки, ^оС.

t^к₁ — начальная температура кассетной установки, ^оС М_к=80 000 кг С_к =0,48 кДж/кг*К (Н.М. Никифорова «Основы проектирования тепловых установок…»).

t^к₂=40 ^оС.

t^к₁=20 ^оС.

Q₅^р =80 000*0,48(40−20)=768 000 кДж Потери тепла во внешнюю среду ограждениями Потери тепла во внешнюю среду ограждениями кассетной установки по литературным данным составляют до 25% от общего прихода тепла.

Q₆^р = 0,25 Q_прих.

Q6р =0,25*(Дп*2683+1 092 434)=1 560 087 кДж Потери тепла с конденсатом В конденсат превращается весь пар, отдавший своё тепло. Ввиду герметичности паровых рубашек, утечка пара отсутствует.

Q₇^р = Дп*С_к*t_к,.

где С_к — теплоёмкость конденсата (воды), кДж/кг К.

t_к — температура конденсата, ^оС Ориентировочно t_к = 80^оС.

Q₇^р =Дп*335,2=642 530 кДж Неучтённые потери тепла Неучтённые потери тепла составляют до 10% от прихода тепла.

Q₈^р = 0,1 Q_прих

Q₈^р =0,1*(Дп*2683+1 092 434)=623 267 кДж Всего расход тепла.

Q_расх. = Q₁^р + Q₂^р + Q₃^р + Q₄^р + Q₅^р + Q₆^р + Q₇^р + Q₈^р

Q_расх. =1 367 220+541146+728 433+7603+768 000+671Дп+273 109+335Дп+.

+268Дп+109 243.

Приравнивая сумму статей прихода сумме статей расхода, определяем расход пара в кассетной установке за период тепловой обработки.

Qприх = Qрасх.

2683Дп+1 092 434=3794754+1274Дп Дп=1918 кг/период.

Q_расх. =1 367 220+541146+728 433+7603+768 000+1560087+642 530+.

+623 267=6238286 кДж Составляем таблицу теплового баланса Таблица 2.

Затем рассчитываются.

d = Дп / Е_к, кг/м³

d =1918/16,56=116 кг/м³

Удельный расход нормального пара.

dн.п. = d *h"/2676,.

где 2676 — энтальпия нормального пара, кДж/кг.

d_н.п. =116*2683/2676=116кг/м³

Удельный расход тепла.

q=d* h", кДж/м³ или q=d*2676, кДж/ м³

q=116*2683=311 228 кДж/м³ или q=116*2676=310 416 кДж/кг Расход пара:

В год:

Д_год= d*Р_год, кг/год Д_год=116*15 000=1740000 кг/год В час:

Д_час= d*Р_ч, кг/час где Р_ч = часовая производительность цеха, м³/час Р_ч =2,5 м³/час Д_час=116*2,5=290кг/час Расход тепла:

В год:

Q_год = Д_год* h", кДж/год.

Q_год = 1 740 000*2683=4 668 420 000=4668,4×10⁶кДж/год В час:

Qчас = Дчас* h", кДж/час.

Q_час =290*2683=778 070=0,78×10⁶кДж/час.