Определяем расход теплоносителя в установке.

Для определения расходов теплоносителей составляем уравнения теплового баланса ∑Q_прих = ∑Q_р (равенство суммы прихода и расхода теплоты), базой которого является количество теплоты, израсходованное за 1 час работы установки в период разогрева бетона.

При использовании в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара при атмосферном давлении уравнение теплового баланса имеет вид:

,

где D – расход пара, определяемая величина, кг/ч;

i_ж = 417,47 кДж/кг – энтальпия жидкости при атмосферном давлении,

r = 2243,6 кДж/кг – скрытая теплота парообразования,

х = 0,97 – степень сухости пара;

Q_р – общий расход тепловой энергии, кДж/ч;

Q_э.р – тепловыделение бетона при экзотермических реакциях, кДж/ч;

D_нагр=(680007-33491)/(417,47+2243,6·0,97)=250 кДж/ч.

Тепловыделение при экзотермических реакциях Q_э.р, кДж/ч, в процессе разогрева бетона находим по формуле:

,

где Q₂₈ =507 – тепловыделение цемента при 28-суточном твердении, определяется в зависимости от марки цемента,

= (0,72)^0,44=0,89 – водоцементное отношение;

t_ср = (t_к - t_н)/2 – средняя температура бетона за время твердения, ºС;

t_ср = (90 - 20)/2 = 35 ºС;

τ_нагр = 1 ч – время нагрева бетона;

g_ч =2 – объемная производительность установки, м³/ч;

Ц =329 кг – расход цемента на 1 м³ бетона.

Q_эр=[0,0023·507·0,89·35·1]·2·329=33491 кДж/ч.

Для проверки полученных результатов составляем таблицу теплового баланса на 1 час работы установки.

Сводная таблица баланса тепла.

Таблица 5.1

Наименование статей баланса	Количество теплоты
	кДж/ч	%
Приходные статьи теплоты
Приход теплоты с теплоносителем	605014	95
Приход теплоты от экзотермических реакций	33491	5
Всего:	638505	100
Расходные статьи теплоты
Расход теплоты на разогрев бетонных изделий		23
Расход теплоты на нагрев и испарения влаги бетона	87110	14
Расход теплоты на нагрев форм, арматуры изделий	174542	27
Расход теплоты на разогрев элементов ограждений, включая потери теплоты за время разогрева	224541	35
Расход теплоты с паром, находящимся в свободном объеме установки	6782	1
Всего:	638505	100

Путем решения приведенных выше уравнений теплового баланса находят неизвестные расходы теплоносителей D, V_г, G_воды или P в период разогрева

бетона. В период изотермической выдержки насыщенный водяной пар атмосферного давления (теплоноситель) подается для поддержания термосного режима.

Количество теплоносителя, израсходованного в этот период, определяем

по формуле:

, кг/ч

F_n=34,8 м².

D_из=(10,69·34,8·(40-20)·3,6)/(417,47+2243,6·0,97)=1 кг/ч

При использовании электроэнергии в качестве теплоносителя ее расход в период изотермической выдержки отсутствует.

Удельные расходы пара:

; , кг/м³;

d_нагр=250/2=125 кг/м³,

d_из=1/2=0,5 кг/м³;

где - удельный расход теплоносителей в период нагрева изделия;

- удельный расход теплоносителей в период изотермической выдержки.

Удельные расходы теплоносителей должны соответствовать нормативным значениям, используемым в промышленности.

Для расчета годовой потребности теплоносителя в камерах (установках периодического действия) с начало рассчитываем количество пара (теплоносителя), затраченного в одном цикле работы установки:

, кг/цикл;

где - количество теплоносителя, затраченного в одном цикле работы установки;

- количество теплоносителя, затраченного в период нагрева;

- время разогрева бетона, ч;

- количество теплоносителя, затраченного в период изотермической выдержки;

- время изотермической выдержки, ч.

D_ц=250+1·3,5=251 кг/цикл;

Тогда годовое потребление пара:

, кг/год;

где - количество рабочих циклов, совершаемых установкой в год;

Т_ч = 253·16=4048дней – фонд рабочего времени в году;

τ = 6 ч – полное время тепловой обработки изделий.

n_ц=4048/6=675

D_год=251·675=169425 кг/год.