Вход

Рециркуляционная ямная пропарочная камера

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 172490
Дата создания 2012
Страниц 27
Источников 6
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 29 марта в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
1 400руб.
КУПИТЬ

Фрагмент работы для ознакомления

Ограждение камеры выполнено из улучшенной теплоизоляции. Толщина стенсоставляет 303мм, толщинапола153мм выполненного из бетона.Теплотехнический расчет.Тепловой баланс камер ТВО бетона основан на законах сохранения энергии и позволяет определить максимальный расход тепла на камеру, удельный расход тепла на единицу объема изделий, часовой расход теплоносителя и другие показатели. На основе теплового расчета подбирают диаметр труб для подвода пара или продуктов сгорания, дроссельные диафрагмы, регуляторы давления и температур, элементы автоматики. Количества тепла, расходуемого на тепловую обработку в любой установке ускоренного твердения бетона можно найти как сумму отдельных статей теплового расхода.Q=Qбет+Qформ+Qстен+Qогр+Qн рВ этом выражении: Qбет- тепло, идущее на нагрев бетона, Qформ -тепло, идущее на нагрев бетонных форм, Qстен- тепло, идущее на нагрев стенок, пола и крышки камеры, Qогр- тепло, идущее на покрытие теплопотерь ограждающими конструкциями, Qн р- неучтенные теплопотери. Неучтенные теплопотери обычно выражаются в долях от известных статей расхода тепла, поэтому дляQможем записать,Qн р мы учли введя поправочный коэффициент µ.( обычно в расчетах пологают µ= 0,15-0,2)Q= (1+µ)( Qбет+Qформ+Qстен+Qогр), µ<1.Расчет различных составляющих в результирующий расход тепла проводится с помощью полуэмпирических, опытных формул и детально описан в [5,6].Запишем формулы, которые мы будем использовать для наших расчетов.Qбет = Mбет · Сбет · (tкон– tнач),где Mбет- общая масса бетонной смеси, находящейся в камере в кг; сСбет – удельная теплоемкость бетонной смеси, tкон и tнач- соответственно конечная и начальная теммпературы бетонной смеси.Qформ=МформС форм(tкон– tнач)= ζ МбетСформ(tкон– tнач)=θQбет.ζ - это весовая доля форм в загрузке камеры, θ=ζСформ//Сбет. Обычно для металлических форм выбирают θ≈1.4Сформ//Сбет=1,4 *О,47/0,92=0,72. В [5] приведены другие выражения, учитывающие не стационарность процессов теплопередачи.Для тепла аккумулированного стенками и полом камеры Q1стен в[5] предложены следующие эмпирические формулы. Q1стен=0,85(tкамеры-tо. ср.- 35)(λстСстγстτцикла)0,5(2LH +2BH+ LB)Рассчитанное значение подучается в килокалориях; tкамеры – температура камеры в градусах;tок.ср – температра окружающей среды в градсах; λ ст- теплопроводность стенок и пола камеры выраженная в ккал/час метр град; Сст- удельная теплоемкость материала стенок и пола камеры выраженная в ккал/ кгград;γ -удельный вес материала стенок и пол в кг/м3;τцикла время цикла в часах; L,H,B линейные размеры камеры в метрах.Для тепла,идущего на нагрев металлической крышки камеры с утеплителем имеем формулу[5].Q2стен=(tкамеры-tо. ср.)(0,115Ммет+0,6Сут.Мут ) Значение Q2стен задается в килокалориях. Ммет- вес металлической крышки, Сут удельная теплоемкость в ккал / кг град, .Мут- вес утеплителя. Коэффициент 0,6 учитывает что температура перед утеплителем меньше tкамеры.Мощность потерь тепла ограждающими конструкциями можно определить по формуле δQогр/δτ=α(BL +Sогр)(tпов - tо. ср)В этом выражении:BL- поверхность крышки,Sогр- боковая поверхность стен камеры , выступающих над уровнем пола, tпов -температура поверхности ограждающих конструкций, которую можно считать равнойв первом приближение порядка 45 С0, α- коэффициент теплопередачи с учетом излучения,имеющий размерность ккал/ час м2 град, вычисляется по формуле α= Ф(tпов - tо. ср)0,25 +[С/(tпов - tо. ср)]{[(273+ tпов |)/100]4-[(273+ tо с)|/100]4]Ф=2,6 для верхней горизонтальной поверхности, Ф=1,8 для вертикальной поверхности, Ф=2,6 для нижней горизонтальной поверхности, С=4,6 излучательная способность серого тела. Для случая многослойной изоляциирасчет необходимо делать в следующем порядке.Произвольно задаемся температурой наружной поверхности ограждения t0пов и определяют коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности в окружающую среду по вышеприведенному выражению. Вычисляем коэффициент теплопередачи через ограждение К = 1 / (1 /α1 + ∑δi / λi + 1 / α2 ),где δi, λi– соответственно толщина в метрах и коэффициент теплопроводности i-го слоя ограждения;α1, α2 – соответственно коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности и коэффициент теплоотдачи наружной поверхности пропарочной камеры. Так как α1~104 вт/ м2С0, то этим членом можно пренебречь в расчетах. Из условия стационарности, тепловой поток через все слои ограждения одинаков, можно определитьследующий порядок приближения для t1пов .tiпов=tкамеры-qi-1∑ δi / λi, qi= [1/ (1 /α1 + ∑δi / λi + 1 / αi2 )] (tкамеры- tо. ср),Итерация проводится до тех пор пока tiпов-ti-1пов/tiпов<0,01.Потери тепла в единицу времени ограждающими конструкциями заглубленные в землю определяются по формуле δQзогр/δτ=[1/(∑ δi / λi )] Sзогр(tкамеры–tз.. ср),Sзогр- площадь камеры, заглубленная в землю,tз.. ср- средняя температура земли.Для случая многослойной изоляции, учитывая, что на каждом слое теплоизоляции падение температуры линейное, тепло расходуемое на их нагрев будет следующимQстен= ∑[СiρiδiSi (tкамеры-tо. ср–Δti/2)В этом выраженииСiρiδiSiΔtiудельна теплоемкость, плотность, толщина, площадь, падение температуры наiслое ограждения соответственно.В расход тепла при обработке бетона продуктами сгорания дают вклад и процессы парообразования воды впрыснутой в рабочий объем.Проведем теплотехнический расчет ямной рециркуляционной камеры работающей на продуктах сгорания, имеющее размеры L=5,15м; B=3,75м.H =2,8м.,имеющей коэффициент загрузки 0,141, ограждающие конструкции которой везде трехслойные (металл δ1=0,003м С1= 470 дж/кгС0ρ1=7900кг/м3λ1 =47 вт/мС0– фенольный пенопластδ2 =0,1м С2= 1680 дж/кгС0ρ2=100кг/м3λ2 =0,047 вт/мС0-бетонδ3=0,2м С3= 840 дж/кгС0ρ3=2500кг/м3λ3 =1,51 вт/мС0). Температура окружающего воздуха 20 С0 средняя температура земли20С0, с девятичасовым циклом (3 часа- нагрев, 2 часа- изотермическая выдержка, 2- часа остывание, 2 часа- разгрузка, выгрузка). Камера заглублена в землю на 2 м. Изотермическая температура 80С0.Рассмотрим подробнее период нагрева.Qбет+Qформ = (1+θ)Mбет · Сбет · (tкон– tнач)=1,72*0,141*5,15*3,75*2,8*2500*840*60=1,656*108 дж.Положим t0пов=22,7С0α = Ф(tпов - tо. ср)0,25 +[С/(tпов - tо. ср)]{[(273+ tпов |)/100]4-[(273+ tо с)|/100]4]=2,6*2,7025 +(4,6/2,7)*( 2,9574- 2934)=8,02ккал/ час м2 град=9,36 вт/м2С0qв=9,36*2,7=25,26вт/м2t1пов=80-25,26*2,26=22,9С0t1пов=22,8С02,6*2,8025 +(4,6/2,8)*( 2,9584- 2934)=8,058ккал/ час м2 град=9,40 вт/м2С0qв=9,40*2,8=26,32вт/м2 t1пов=80-26,32*2,26= 20,5С0Наиболее близкий ответ получается при tпов=22,7С0.Определим поток тепла в нижней части камерыqн (поток тепла отводится в землю) qн=[1/(∑ δi / λi )](tкамеры –tз.. ср)= 60/([0,1/0,047 + 0,2/1,51]=26,55вт/м2.Температуры ограждений в верхнее и нижней части будут следующиеtвм ≈80С0 , tвфп≈80С0 , tвбет=26,26С0, tвпов=22,8С0tнм ≈80С0 , tнфп≈80С0 , tнбет=23,31С0 , tвпов=20С0Так как температуры в верхней и нижней части мало отличаються друг от друга, то можем для Qстен получитьQстен= Sкамеры(3*10-3*60*7900*470+0,1*1680*100*32,5+0,2*840*2500*2.5)= 22,64 *105 дж/ м2Sкамеры=200,3*106джSкамеры=(2BL +2LH +2BH)=2*[5,15*3,75+2,8(5,15+3,75)]=88,46 м2Аналогично для Qогр имеем δQогр /δτ≈Sкамеры*(qв+qн)/2=88,46*(26,65+25,26)/2=2295,98 вт,.Запишем окончательно тепловой бал периода нагрева и анс рециркуляционной ямной пропарочной камеры отдельно для периода нагрева и изотермической выдержки.Период нагреваНагрев бетонной смеси и форм Qбет+Qформ = 1,656*108 дж.Аккумуляция тепла ограждающими конструкциями включающие нагрев пола, стен, крыши камеры Qстен=2,003*108дж.Потери тепла через огражденияQогр =δQогр /δτ*τ=2,295 *103вт* 3*3600сек=0,241*108 джРасход тепла на испарение воды из бетонаQисп вод = Мбет · Δ W · i /100=19061*540/100=102929 ккал=4,323*108 джΔ W – величина влагопотерь бетона за период нагрева, % (для тяжелого бетона = 0,5-1 %); i – скрытая теплота парообразования.Потери теплоты в теплогенератореQпот тепген = 0,1 · Qтоп · X · τ = 0,1 · 8500 · X · 3=2550 X ккал=0,1071*108X дж Qтоп – теплотворная способность топлива (для природного газа = 8500 ккал/м3); τ – продолжительность периода нагрева; X – часовой расход топлива в период нагрева. Потери теплоты с отходящими газамиQот газ = α · Vn.c · С n.c · tn.c · X · τ =1,05 · 10 · 1,34 · 80 · X · 3= 3377X дж α – коэффициент избытка воздуха, равный 1,05-1,2; Vn.c – объем продуктов сгорания 1 м3 природного газа при коэффициенте избытка воздухаα=1; С n.c, tn.c – соответственно теплоемкость и температура отходящих из камеры ПСПГ; X – часовой расход топлива.Температура отходящих из камеры продуктов сгорания tn.c равна температуре среды в камере.При сжигании 1м3 газа приα=1 образуется 10-11м3 продуктов сгорания (около 1м3 CO2, около 2м3 H2O и около 8м3 N2), т.е. Vn.c = 10-11м3.Неучтенные потери теплоты Qн пот= μ · (Qбет+Qформ+Qстен+Qогр+Qпот тепген + Qисп вод+Qот газ)μ – коэффициент неучтенных потерь (= 0,05-0,1).Общий расход теплоты за период нагрева Qобщнагр = 1,1(8,224+ 0,1074X)*108джТеплота экзотермических реакций цемента Q1экз = 2,89 *108 джИзвестно, что процесс твердения бетона сопровождается выделением теплоты, связанным с гидратацией цемента. Поэтому часть расхода теплоты компенсируется за счет внутреннего источника теплоты – экзотермических реакций цемента.Теплота, подводимая в установку с теплоносителем – ПСПГ Qт сг' = Qнр· τ · X=8500· 3· 4.2X=X* 1,07*108дж.Qнр – теплопроводная способность топлива; τ – продолжительность работы теплогенератора во время периода нагрева. X – часовой расход топлива, м3/ч.Для общего прихода тепла имеемQприх тепла= (2,89+1,07 X)*108 джПо условию теплового баланса, который основывается на законе сохранения энергии, сумма статей расхода теплоты должна быть равна сумме статей прихода теплоты, т.е.:Qобщнагр = 1,1(8,224+ 0,1074X)*108дж=Qприх тепла =(2,89+1,07 X)*108 джРешая это уравнение, определим искомую величину часового расхода топлива (природного газа), а так жеобщий расход топлива и удельный расход топливаза период нагрева.X=6,47м3/час, Xобщ.расх=19.4м3, Xуд рас=2,54м3газа/м3бетонаМетодика составления теплового баланса для периода изотермической выдержки аналогична для периода нагрева. Нагрев бетонной смеси и форм отсутствует.Аккумуляция тепла ограждающими конструкциями включающие нагрев пола, стен, крыши камеры отсутствует.Потери тепла через огражденияQогр =δQогр /δτ*τ=2,295 *103вт* 2*3600сек=0,165*108 джРасход тепла на испарение воды из бетонаQисп вод = Мбет · Δ W · i /100=1,519061*540/100=154393 ккал=6,48*108 джΔ W – величина влагопотерь бетона дляизотермического периода, % (для тяжелого бетона = 1-1,5 %); i – скрытая теплота парообразования.Потери теплоты в теплогенератореQпот тепген = 0,1 · Qтоп · X · τ = 0,1 · 8500· X · 2=2550 X ккал=0,0714*108X джПотери теплоты с отходящими газамиQот газ = α · Vn.c · С n.c · tn.c · X · τ =1,05 · 10 · 1,34 · 80 · X · 2= 2251X джНеучтенные потери теплоты Qн пот= μ · (Qбет+Qформ+Qстен+Qогр+Qпот тепген + Qисп вод+Qот газ) (μ = 0,05-0,1).Общий расход теплоты за период нагрева Qобщнагр = 1,1(6,48+ 0,0716X)*108джТеплота экзотермических реакций цемента Q2’экз= 3.38 *108 джТеплота, подводимая в установку с теплоносителем – ПСПГ Qт сг' = Qнр· τ · X=8500· 2· 4.2X=X* 0,713*108дж.Тогда из баланса следуетX=5,84 м3/час,Xобщ.расх=11.68м3, Xуд рас=1,54м3газа/м3бетонаВыводТаким образом, из приведенных расчетов следует:Применение трехслойного ограждения камеры позволяет значительно снизить непроизводственные теплопотери в окружающую среду. Высокое термическое сопротивление теплопередаче ограждений камеры позволяет применить термосный режим пропаривания, который по расходу энергозатрат более экономичен, по сравнению с традиционными режимами.Применение в качестве основного теплоизолирующего материала фенольного пенопласта позволяет повысить эффективность теплоизоляции ограждений. Литература[1]С.А. Миронова, Л.А. Малинина Ускорение твердения бетона М 1964 с.349[2] Н.Б.Марьянов Тепловая обработка изделий на заводах сборного жедезобетона М.,1970 с.272[3]Ф.Ф. Цветков, Р.В.Керимов, В.И.Величко Задачник по теплообменуМ. 1997 с.136 [4]Пособие по тепловой обработке железобетонных изделий продуктами сгорания природного газа. ( к СНиП 3.09.01-85) М. 1988[5] Пособие по тепловой обработке сборных железобетонныхконструкций и изделий.( к СНиП 3.09.01-85) М. 1989[6] Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных изделий Часть 2 Из-во МГАКХиС 2012 с89

Список литературы [ всего 6]

[1] С.А. Миронова, Л.А. Малинина Ускорение твердения бетона М 1964 с.349
[2] Н.Б. Марьянов Тепловая обработка изделий на заводах сборного жедезобетона М.,1970 с.272
[3] Ф.Ф. Цветков, Р.В.Керимов, В.И.Величко Задачник по теплообмену
М. 1997 с.136
[4] Пособие по тепловой обработке железобетонных изделий продуктами сгорания природного газа. ( к СНиП 3.09.01-85) М. 1988
[5] Пособие по тепловой обработке сборных железобетонных
конструкций и изделий. ( к СНиП 3.09.01-85) М. 1989
[6] Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных изделий Часть 2 Из-во МГАКХиС 2012 с89
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00576
© Рефератбанк, 2002 - 2024