468. Теплотехника

Рассмотрены основные понятия и законы термодинамики и их реализация при анализе процессов в термодинамических циклах двигателей внутреннего сгорания, паросиловых установках, циклы в холодильных установках и тепловых насосах. Изложены основные положения процессов переноса теплоты, особенности различных видов теплообмена, их реализация при теплопередаче и в теплообменных аппаратах. Содержится описание топливно-энергетических ресурсов потребителей, показателей энергосбережения, подходов к энергосбережению, рассмотрены экологические проблемы энергетики.

Кафедра «Гидравлика, теплотехника и гидропривод»

Тверь 2013

Содержание

1. Вводная часть 3

2. Характеристика исходных материалов и изготавливаемых изделий 5

3. Описание конструкции установки и выбор режима ее работы 6

4. Расчет режима нагрева изделия 7

5. Технологический расчет 13

6. Теплотехнический расчет 15

7. Санитария, охрана труда и техника безопасности 24

Библиографический список 25

1. Вводная часть

В данной курсовой работе требуется рассчитать режим и подобрать оборудование цеха участка тепловлажностной обработки по производству строительных бетонных железобетонных изделий.

Наиболее широкое распространение получили следующие виды тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий: пропаривание в камерах периодического или непрерывного действия при нормальном атмосферном давлении и температуре 60 100 С запаривание в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара 175 190 С и давлении 0,9 1,3 МПа нагрев в закрытых формах с контактной передачей тепла бетону от различных теплоносителей через ограждающие поверхности форм электропрогрев бетона прогрев в электромагнитном поле, а также с использованием солнечной энергии.

Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий является одним из наиболее длительных и ответственных процессов в технологии их производства. Сущность ее состоит в том, что при повышении температуры до 80 100 С скорость реакции гидратации вяжущих веществ увеличивается.

Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий проводится до достижения распалубочной, отпускной, а для предварительно напряженных изделий передаточной прочности.

Так как железобетонные изделия разнообразны по своим размерам, составу, свойствам, способам формования, требованиям к виду и качеству поверхности, применяются различные установки тепловой обработки. Эти установки отличаются по принципу действия периодические и непрерывные.

К установкам периодического действия относятся ямные камеры, автоклавы, кассетные установки и кассетные формы. К установкам непрерывного действия относятся туннельные, щелевые, вертикальные камеры, камеры прокатных станов. В качестве теплоносителя широкое распространение получили пар и паровоздушная смесь, а также подогретый и увлажненный воздух.

При применении в качестве источника теплоты электроэнергии нагрев изделия осуществляют при непосредственном прохождении электрического тока через бетон или при помощи различных нагревателей и излучателей.

На продолжительность тепловой обработки влияет минеральный состав цемента.

В процессе тепловой обработки в бетоне происходят сложные физические процессы, вызывающие появление деформаций способствующих образованию трещин.

При подъеме температуры и в начале изотермического прогрева температура и давление пара в изделии более низкие, чем окружающей среды и наружные более нагретые его слои увеличиваются в объеме в большей степени, чем внутренние. Кроме того, разница температуры в различных слоях бетона создает в них разность парциальных давлений. Это вызывает перемещение влаги из наружных слоев во внутренние и расширение находящейся в порах паровоздушной смеси, создающей внутри бетона избыточное давление. В этот период, особенно при быстром подъеме температуры, в бетоне возникают значительные напряжения и образуются трещины и нарушается контакт между цементным камнем и заполнителем.

При изотермическом прогреве затвердевший бетон увеличивается в объеме и вследствие разницы коэффициентов линейного температурного расширения его компонентов образуются микродефекты.

При снижении температуры в камере температура бетона и давление в нем пара будут выше, чем в окружающей среде и начинается движение в нем нагретого воздуха к открытой поверхности изделия, а также миграция из глубинных слоев бетона влаги с интенсивным ее испарением.

2. Характеристика исходных материалов и изготавливаемых изделий

Для тепловлажностной обработки железобетонных изделий в работе даны следующие характеристики исходных материалов и изготавливаемого изделия:

1 Портландцемент марки М 600 без добавок. Расход цемента составляет

Ц 410 кг/м3

2 Водоцементное отношение В/Ц 0,45

3 Водопотребность: В Ц В/Ц 410 0,45 184,5 л/м3

4 Расход щебня:

Щ 1000/ ? Vn/?ощ + 1/?щ 1000/ 1,1 0,43/1,4+1/2, 8 1438,85 кг/м3

5 Расход песка:

П ?п 1000 Ц/?ц В Щ/?щ 2,65 1000 410/3,1 184,5 1438,85/2,8 448,82 кг/м3

6 Бетон: марка М400 теплопроводность ?б 1,65 Вт/м оС теплоемкость

Сб 0,84 кДж/кг оС плотность ?б 2550 кг/м3

7 Габаритыж/бизделия: 3500?2500?150 мм.

3. Описание конструкции установки и выбор режима ее работы

На заводах сборного железобетона при использовании конвейерной технологии производства изделий применяются одноярусные щелевые камеры, представляющие собой горизонтальный туннель, в котором по рельсовому пути движутся вагонетки с изделиями. Движение вагонеток происходит по определенному ритму, за время цикла ТВО они проходят по длине щели три температурные зоны: разогрева, изотермической выдержки и охлаждения. Для интенсификации процесса теплообмена между средой и изделиями рекомендуется осуществлять в зоне активной тепловой обработки рециркуляцию среды. Рециркуляция применяется в щелевых камерах, использующих как паровоздушную среду прогрева, так и воздушно-сухую, например продукты сгорания природного газа.

В последнем случае камера оборудуется теплогенерирующими устройствами, а в объеме щели организуются условно-замкнутые контуры циркуляции по числу теплогенераторов , в которых движущийся теплоноситель отдает свое тепло вагонеткам с изделиями и, охлаждаясь, поступает вновь на рециркуляцию, попутно подмешиваясь к горячим продуктам сгорания природного газа. Часть остывших продуктов сгорания природного газа выводится в атмосферу для поддержания в камере небольшого разрежения — 5. 10 Па.

Одним из важнейших вопросов в технологической схеме производства изделий является выбор оптимальных режимов тепловлажностной обработки.

4. Расчет режима нагрева изделия

4.1. Теплообмен между греющей средой и изделием

Находим определяющую температуру. т.е. среднюю температуру пограничного слоя пленки конденсата, которая вычисляется по формуле:

где и начальные температуры среды и изделия, принимаемые равными температуре воздуха в цехе, 15 температура изотермической выдержки, средняя температура поверхности изделия,

где средний перепад температур между средой и изделиями.

Комментарии запрещены.

Реклама