5.1 Теплотехнический расчет.
Определение расходов тепла.
Общий расход тепловой энергии Qр, кДж/ч, при разогреве бетона изделий до tк определяется по формуле:
;
где К – коэффициент, учитывающий потери тепла с конденсатом и с утечками пара через неплотности, при разогреве бетона паром до 90ºС,
К = 1,065;
- расход тепла на разогрев бетонных изделий, кДж/ч;
- расход теплоты на нагрев и испарение влаги бетона, кДж/ч;
- расход теплоты на нагрев металла форм и арматуры изделия, кДж/ч;
- расход теплоты на разогрев элементов ограждений, включая потери теплоты за время разогрева, кДж/ч;
- расход теплоты с паром, находящимся в свободном объеме, кДж/ч;
Qр=1,065·(145530+87110+174542+224541+6782)=680007 кДж/ч;
Расход теплоты на разогрев бетонного изделия, кДж/ч
;
где Vб = Vи · к – объем бетона изделий;
Vи – объем одного изделия, м3;
к – емкость установки, шт;
Vб=0,99·1=0,99 м3·шт
γсм = 2500 кг/м3 – плотность бетонной смеси;
сб = 0,84 кДж/(кг · ºС) – теплоемкость бетона;
tк = 90 ºС – конечная температура разогрева бетона;
tн = 20 ºС – начальная температура бетона перед тепловой обработкой;
τнагр = 1 ч – время нагревания бетонного изделия.
кДж/ч
Расход теплоты на нагрев и испарение влаги из бетона, кДж/ч.
;
где wз = 6% – средняя влажность заполнителей бетона;
св =4,19 кДж/(кг · ºС) – теплоемкость влаги;
∆w = 0 – изменение влажности изделий в процессе тепловой обработки, при атмосферном давлении;
r = 2243,6 – скрытая теплота парообразования принимается в зависимости от абсолютного давления в установке.
Qв=(0,99·2500·4,19·0,12·(90-20)+21,12·2500·0·2243,6)/1=87110 кДж/ч.
Расход теплоты на нагрев металла форм и арматуры изделий, кДж/ч.
;
где Gф = gф·nф – масса всех форм, находящихся в установке, кг
gф - масса одной формы составляет 4720 кг;
nф =1шт. – количество форм находящихся в установке.
Gф=4720·1=4720 кг;
Gа=gа·k – масса арматуры всех изделий, находящихся в установке, кг;
gа =92,7 кг – масса арматуры одного изделия;
к =1 шт. – емкость установки.
Gа=92,7·1=92,7 кг;
Gпак = gп·m – масса метала крепёжного приспособления, кг;
gп =382 кг – масса крепёжного приспособления для одной формы;
m =1 шт. – количество камер в блоке;
см=0,48 кДж/(кг · ºС) – теплоемкость металла.
Gпак=382·1=382 кг;
Qм=(4720+92,7+382)·0,48·(90-20)/1=174542 кДж/ч
Расход теплоты на разогрев элементов ограждений, включая потери теплоты за время разогрева, кДж/ч.
;
гдеq1 = 19200 кДж/м2;
q2 = 15500 кДж/м2;
q3 = 18000 кДж/м2; удельные потери тепловой энергии,
q4 = 10900 кДж/м2; приходящейся на 1 м3 по поверхности
q5 = 7700 кДж/м2. отдельных ограждений, определяется по
таблице 15 [31];
F1 – площадь поверхности чехла для пропарки, м2; F1=31,4 м2.
F2 =0
F3 – площадь поверхности перегородок, м2; F3=0 м2.
F4 – площадь поверхности днища, м2; F4=1,7 м2.
F5 – площадь поверхности крышки, м2; F5=1,7 м2.
кq – коэффициент компонентов удельных тепловых потерь, принимается по таблице 13 [31], кq = 0,32.
Qn=(19200·31,4·0,32+10900·1,7+7700·1,7)/1=224541 кДж/ч.
Расход теплоты с паром, находящемся в свободной объеме установки, кДж/ч.
,
где Vсв – свободный объем установки, м3;
iп.а = 2674,9 кДж/кг – энтальпия пара при атмосферном давлении,
ρп.а = 0,5896 кг/м3 – плотность пара при атмосферном давлении,
Qсв=4,3·2674,9·0,5896=6782 кДж/ч.