Список использованных источников. Список должен содержать сведения об источниках, использованных при выполнении

Список должен содержать сведения об источниках, использованных при выполнении курсового проекта. Сведения об источниках приводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1. Сведения об источниках следует располагать в порядке появления ссылок на источники в тексте пояснительной записки и нумеровать арабскими цифрами с точкой.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Назначение режимов тепловой обработки изделий из ячеистого

и плотного бетонов при автоклавировании

Тепловая обработка изделий из ячеистого и плотного бетонов производится в автоклавах при максимальном избыточном давлении насыщенного пара, которое ограничивается рабочим давлением автоклавов или давлением в сети пароснабжения, но не ниже 0,8 МПа. Обработка состоит из следующих этапов:

- продувка загруженного автоклава (для изделий из ячеистого бетона);

- подъем с заданной скоростью давления пара в автоклаве от атмосферного до максимального (рабочего); для плотного бетона – подъем с заданной скоростью температуры среды в автоклаве до 100 ^оС;

- выдержка паровой среды в автоклаве при максимальном давлении;

- спуск давления пара с заданной скоростью от максимального до атмосферного.

В начальный период запаривания из автоклава следует удалить воздух продувкой паром. Повышение температуры в автоклаве до 100 ^оС должно производиться равномерно в течение 0,7…1,5 ч. Время продувки автоклава можно увеличить до достижения в центре изделия температуры 70 ^оС и более.

Режимы автоклавной обработки при давлении 0,8 МПа представлены в табл. 2.

Минимальные режимы автоклавной обработки определяются по табл. 3.

При пользовании табл. 3 необходимо учитывать следующее:

– при применении сланцезольного вяжущего продолжительность продувки для теплоизоляции и мелких блоков принимается 2 часа, для панелей и крупных блоков – 3 часа,

– при применении цементов с добавками доменного гранулированного шлака в количестве 30 или 50 %, продолжительность изотермической выдержки увеличивается соответственно на 1 или 2 часа,

– при использовании кварцево-полевошпатного песка (содержание свободного SiO₂ = 85 %), продолжительность выдержки следует увеличивать на 2 часа,

– при предъявлении особых требований к изделиям (повышенные ударостойкость, прочность на растяжение, трещиностойкость), продолжительность запаривания увеличивается на 3…5 часов при 0,8 МПа и 2…4 часа при 1,2 МПа.

Продолжительность загрузки и выгрузки автоклава следует принимать: при проходных автоклавах 1 ч, при тупиковых – 2 ч.

Таблица 2

Режимы автоклавной обработки при давлении 0,8 МПа

Номенклатура	Тол-щина изде-лия, мм	Продолжительность периодов, ч	Общая продолжи-тельность
Прогрев и продувка паром	Подъем давления до 0,8 МПа	Запа-ри-вание	Сниже-ние давления	Ваку-уми-рование
Изделия для наружных стен из бетона плотностью 500…700 кг/м3		0,7…1,5 0,7…1,5 0,7…1,5	1,5 1,5 1,5	6…7 7…8 9…10	1,5…2 1,5…2 1,5…2	0,5…1,5 0,5…1,5 1…1,5	10,2…13,2 11,2…14,5 13,7…16,5
Изделия, изготовленные путем горизонтальной разрезки массива высотой 600 мм	–	0,7…1,5	1,5	5…14	1,5…2	1…1,5	9,7…11,5 19,2…20,5
Изделия, изготовленные путем вертикальной разрезки массива высотой 600 мм	–	0,7…1,5	1,5	5…9	1,5…2	1…1,5	9,7…11,5 13,5…15,5
Изделия для внутренних стен из бетона плотностью 800…1200 кг/м3	–	0,7…1,5	1,5	9…10	2…3	1…1,5	14,2…17,5
Теплоизоляционные изделия из бетона плотностью 300…400 кг/м3		0,7…1,5 0,7…1,5 0,7…1,5	1,5 1,5 1,5	5…6 6…7 8…9	1,5…2 1,5…2 1,5…2	1…1,5 1…1,5 1…1,5	9,7…12,5 10,7…13,5 12,7…16,5

Примечание. В графе «общая продолжительность» над чертой дано время автоклавной обработки при начальной температуре изделия к моменту выдержки более 70 ^оС, под чертой – время тепловой обработки при начальной температуре менее 70 ^оС.

Таблица 3

Минимальные режимы автоклавной обработки

Наименование изделий	Плотность бетона, кг/м3	Тол-щина, мм	Продолжительность, ч
про-дув-ка	подъем давления до	запари-вание при	снижение давления с	весь цикл при
0,8	1,2	0,8	1,2	0,8	1,2	0,8	1,2
Теплоизоляционные плиты	300…400	-		1,5	1,5			1,5			9,5
Мелкие стеновые блоки	500…700	-		1,5	1,5				2,5	12,5
Крупные блоки и панели	500…700 700…900 900…1200		- -	1,5 1,5 1,5 2,5	1,5 1,5 1,5 2,22,5	8,5 8,5	6,5 6,5	2,5 2,5 2,5 2,5	2,5 3,5	12,5 14,5	11,5 11,5 12,5 11,5
Изделия из плотного бетона			- - -					1,5 2,5	3,5	12,5 14,5	15,5

Примечание: 0,8 и 1,2 – давление в автоклаве в МПа.

Приложение 2

Назначение режимов тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий

Назначение режимов тепловой обработки заключается в установлении оптимальной продолжительности отдельных ее периодов с целью обеспечения фактических ритмов работы тепловых установок и получения требуемой прочности без ухудшения конечных физико-механических свойств бетона.

При тепловой обработке бетона в камерах периодического действия прогрев изделий осуществляется при непосредственном их контакте с теплоносителем или кондуктивным способом.

Структура режима тепловой обработки характеризуется длительностью предварительного выдерживания, температурой и скоростью разогрева, продолжительностью и способом выдерживания разогретых изделий и выражается как сумма времени отдельных её периодов в часах.

Выдерживане разогретых изделий в камерах периодического действия может осуществляться путем термосного или изотермического прогрева. С точки зрения достижения минимальных энергозатрат на тепловую обработку предпочтительным является использование термосного выдерживания. Изотермический прогрев должен приниматься в том случае, если термосное выдерживание не обеспечивает достижение требуемой прочности к моменту распалубки.

Изотермический прогрев осуществляется путем подвода тепловой энергии, термосное выдерживание – без дополнительного подвода тепла.

Расчетные режимы тепловой обработки с изотермическим прогревом

Максимальные по продолжительности расчетные режимы тепловой обработки изделий при использовании изотермичекого прогрева в камерах периодического действия и режимы тепловой обработки изделий в камерах непрерывного действия для достижения отпускной прочности бетонов на портландцементе после последующего 12 часового выдерживания приведены в табл. 4 и 5.

Максимально допустимая температура бетона к концу периода нагрева не должна превышать 80…85^оС при использовании портландцемента (в том числе и с минеральными добавками) и 90…95^оС при использовании шлакопортландцемента.

Применение пониженных температур разогрева, обеспечивающих достижение заданной прочности бетона в требуемые сроки, позволяет снизить расход энергии в 1,5…2 раза по сравнению с расходом при 80…85^оС.

При назначении режимов тепловой обработки следует учитывать следующие положения:

- при применении шлакопортландцемента в бетонах марок М400 длительность изотермического выдерживания следует увеличивать по сравнению с величинами, приведенными в табл. 3 и 4, на 1,5 часа;

- период предварительного выдерживания не предусмотрен и принимается дополнительно для стендового производства – 1 час, для агрегатно-поточного и конвейерного производства – 0,5 часа. При тепловой обработке с механическим пригрузом в малонапорных и индукционных камерах, в кассетных установках, а также при применении разогретых бетонных смесей предварительное выдерживание можно не предусматривать.

- продолжительность отдельных этапов тепловой обработки при соответствующем обосновании может быть изменена в пределах общей длительности тепловой обработки;

- при применении химических добавок – ускорителей твердения цикл тепловой обработки сокращается на 1 час за счет времени изотермической выдержки;

- при тепловой обработке изделий в малонапорных камерах с избыточным давлением до 0,03 МПа, а также под механическим пригрузом длительность тепловой обработки сокращается за счет времени подъёма температуры для изделий толщиной до 300 мм на 1,5 часа, толщиной более 300 мм – на 1 час;

- при применении предварительно разогретых до температуры (55±5)^оС бетонных смесей суммарное время подъёма температуры и изотермического выдерживания сокращается на 2 часа для марок бетона до М300 и на 1 час – для бетона марок М400 и выше;

- при изготовлении предварительно-напряженных конструкций с отпуском напряжений на горячий бетон режимы тепловой обработки принимаются по табл. 4 и 5;

- в зимнее время при отрицательных температурах воздуха на полигонах расчетные режимы тепловой обработки следует увеличивать на 2 часа за счет периода подъёма и охлаждения.

Расчетные режимы тепловой обработки изделий из тяжелого бетона при температуре изотермической выдержки 80…85^оС приведены в табл. 4.

Расчетные режимы тепловой обработки изделий из тяжелых бетонов в кассетах (при расположении паровых отсеков через два рабочих отсека) и пакетах приведены в табл. 5.

Таблица 4

Расчетные режимы тепловой обработки изделий из тяжелого бетона при температуре изотермической выдержки 80…85 ^оС

Проектная марка бетона	Режимы тепловой обработки в часах при толщине бетона в изделиях, мм, до
	11(3,5+5,5+2)	12(3,5+6,5+2)	13(3,5+6,5+3)
	9(3+4+2)	10(3+5+2)	11(3+5,5+2,5)
	8,5(3+3.5+2)	9,5(3+4,5+2)	10,5(3+5+2,5)
	8(3+3+2)	9(3+4+2)	10(3+4,5+2,5)
	7(3+2+2)	8(3+3+2)	9(3+3,5+2,5)

Таблица 5

Расчетные режимы тепловой обработки изделий из тяжелых бетонов в кассетах

Толщина бетона в изделиях, мм	Проектная марка бетона	Режим тепловой обработки при 90…95оС, час
До 100 101…200	М150 М150	1+4+4 1+5+5
До 100 101…200	М200 М200	1+3,5+3,5 1+4+4,5
До 100 101…200	М300 М300	1+3+3 1+3,5+4

Примечания:

1. Режим тепловой обработки включает время подъёма температуры в тепловом отсеке, изотермического выдерживания с подачей пара в отсеки, выдерживания без подачи пара в отсеки.

2. При прогреве изделий с двух сторон общий цикл тепловой обработки уменьшается на 1 час за счет изотермического выдерживания.

Расчетные режимы тепловой обработки с термосным выдерживанием

При термосном выдерживании температура бетона изделий принимается в зависимости от класса бетона, требуемой оборачиваемости камер в сутки n, заданной прочности бетона изделий к концу термосного цикла и показателя длительности остывания блока камер А, характеризующего тепловую инерцию блока камер с изделиями.

Температура бетона изделий при термосном выдерживании для цементов Коркинского и Катав-Ивановского цементных заводов приведена в табл. 6.

Таблица 6

Температура бетона изделий при термосном выдерживании

Класс (марка) бетона	Заданная прочность бетона, % от R28	Температура разогрева бетона, ºС, при значениях показателя А
10…40	41…80	81…150
При оборачиваемости камер в сутки n=1
В15 (М200)	50 / 60	75 / –	70 / 80	60 / 70
В22,5 (М300)	50 / 60 / 70	60 / 75 / –	55 / 70 / 85	45 / 65 / 80
В30 (М400)	50 / 60 / 70	45 / 60 / 80	50 / 55 / 75	40 / 50 / 70
В37,5 (М500)	50 / 60 / 70	40 / 50 / 70	35 / 45 / 65	30 / 40 / 60
При оборачиваемости камер в сутки n=1,5
В15 (М200)
В22,5 (М300)	50 / 60	80 / –	75 / –	70 / 85
В30 (М400)	50 / 60	70 / 85	65 / 80	65 / 75
В37,5 (М500)	50 / 60	50 / 70	45 / 65	45 / 60

В таблице приняты постоянные величины:

– длительность оборота камеры при n=1 составляет 24 ч, при n=1,5 – 16 ч;

– предварительное выдерживание изделий в камере – 3 ч;

– скорость подъема температуры – 10 град/ч;

– суммарная длительность загрузки и выгрузки камеры – 2 ч.

Длительность подъёма температуры в изделиях определяется по формуле

t_р = t_р/10, (4)

где t_р – температура разогрева, принимаемая по табл. 6.

Длительность термосного выдерживания определяется по следующим формулам:

для n=1 t_тв = 24 – (3+t_р+2), (5)

для n=1,5 t_тв= 16 – (3+t_р+2). (6)

Показатель длительности остывания блока камер с изделиями А рассчитывается по формуле

, (7)

где (сg)_б, V_б - соответственно объемная теплоемкость (кДж/м·град) и объем бетона изделий в плотном теле (м) в блоке камер;

(cg)_{м ,} V_м - то же, ограждающих конструкций блока камер;

(cg)_окV_ок - то же, металла в блоке камер;

V_м = (g_ф+g_кр+g_п+g_со)/7800. (8)

где g_ф - масса металла форм в блоке камер (кг),

g_кр - масса металлических элементов крышек в блоке камер, кг,

g_п - масса стоек пакетировщиков внутри блока камер кг,

g_со - масса стальной обшивки при теплоизоляции ограждений, кг.

k₁F₁ - соответсвенно коэффициент теплопередачи, (Вт/м²град), и площадь наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола, м²,

k₂F₂ - то же, для наружных стен ниже нулевой отметки пола,

k₃F₃ - то же, для днища блока камер,

k₄F₄ - то же, для крышек блока камер.

Для расчета рекомендуется применять следующие значения объёмных теплоемкостей: для тяжелого бетона изделий и ограждающих конструкций камер – 2500 кДж/м³град для керамзитобетона - 1600 кДж/м³град; для металла форм, стоек и т.п. - 3800 кДж/м³град.

Значения коэффициентов теплопередачи в зависимости от вида конструкции и материала, из которого выполнены ограждения, приведены в табл. 7.

В случае утепления внутренней поверхности ограждений из тяжелого бетона слоями изоляции толщиной d, м, с сопротивлением теплопередаче R₀ , (м²град/Вт), значения коэффициентов теплопередачи принимаются по табл. 8.

Таблица 7

Значения коэффициентов теплопередачи

Коэффициент	Значения коэффициентов теплопередачи, Вт/м2град
элементы ограждений камеры	при ограждениях из
тяжелого бетона	керамзитобетона
k1	Наружные стены выше нулевой отметки пола	5,8	2,6
k2	Наружные стены ниже нулевой отметки пола	2,3	2,2
k3	Днище	Из бетона	2,3	2,2
Пустотный настил	1,3	-
k4	Крышка	5,8	5,8

Таблица 8

Значения коэффициентов теплопередачи в случае утепления внутренней поверхности ограждений из тяжелого бетона

Материал ограждений	Коэффи- циенты	Значения коэффициентов теплопередачи, (Вт/м2град), при сопротивлении теплопередачи R , (м 2град/Вт)
	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4
Тяжелый бетон	k1 k2 и k3	5,8 2,3	2,7 1,6	1,8 1,2	1,3 1,0	1,0 0,8	0,9 0,7	0,7 0,6	0,6 0,5
Керамзи- тобетон	k1 k2 и k3	2,6 2,2	1,7 1,6	1,3 1,2	1,0 1,0	0,9 0,8	0,7 0,7	0,6 0,6	0,6 0,5

Сопротивление теплопередаче рассчитывается по формуле

(9)

где d_i – толщина i-го слоя ограждения (изоляции), м;

l_i – коэффициент теплопроводности материала i-го слоя ограждения, Вт/м·град.

Теплофизические характеристики материалов приведены в табл. 9.

Таблица 9

Теплофизические характеристики материалов

Материал	r, кг/м3	l, Вт/м . град	с, кДж/кгºС	a, Вт/м 2.град
Бетон		1,45	0,84	25,8
Железобетон		1,56	0,84	27,9
Крупнозернистый бетон		0,99	0,84	22,3
Шлакобетон		0,82	0,83	19,2
Золобетон		0,505	0,98	11,3
Керамзитобетон		0,41	0,56	15,4
Силикатобетон		0,63	0,84	14,7
Газобетон		0,241	0,82	11,2
Пенобетон		0,138	1,65	7,6
Строительный раствор		0,93	0,84	22,2
Сталь		56,0	0,48

Окончание табл. 9

Материал	r, кг/м3	l, Вт/м град	с, кДж/кгºС	a, Вт/м 2.град
Песок кварцевый		0,60	1,09	13,0
Керамзит		0,408	0,88	18,6
Шлак гранулированный		0,151	0,75	14,4
Минеральная вата		0,063	0,75	10,0
Пеностекло		0,163	0,84	14,0
Стеклянная вата		0,045	0,94	9,7
Шлаковая вата		0,046	0,74	22,4
Металлопластик		0,43	0,85	16,3

Для конструкций ограждений с теплоизоляцией, имеющих воздушные прослойки, значения сопротивления теплопередаче каждой из воздушных прослоек приведены в табл. 10.

Табл. 10

Сопротивления теплопередаче воздушных прослоек

Толщина воздушной прослойки, м	0,03	0,04	0,05	0,1	0,15	0,2
R0 (м2град/Вт)	0,28	0,3	0,32	0,38	0,41	0,45

Примечание. При наличии n воздушных прослоек величину R₀ следует умножить на n.

Приложение 3

Метод критериальных уравнений

Расчеты нестационарного теплообмена очень важны, так как они позволяют определить максимально допустимую скорость нагрева или охлаждения изделий, что в свою очередь определяет производительность тепловой установки.

При нагреве или охлаждении изделий в них возникают температурные поля, сопровождающиеся температурными градиентами dt/dx. Большое значение последних приводит к созданию в материале полей напряжений, ведущих к трещинам, короблению и браку в изделиях.

При расчете температуры материала t в точке изделия с координатой х при его нагреве или охлаждении используют критериальные зависимости типа

, (10)

где q - безразмерная температура;

t_c - температура среды в данное время;

t - температура материала в точке с координатой х;

t_н – начальная температура тела;

Fo – временной критерий Фурье;

, (11)

а - коэффициент температуропроводности – характеризует скорость нагрева материала при прочих равных условиях;

τ – время нагрева;

R – характерный для теплообмена размер;

, (12)

l – теплопроводность материала (табл. 9);

с – теплоемкость материала (табл. 9);

r - плотность материала (табл. 9).

Bi - критерий Био

, (13)

α – коэффициент теплоотдачи (табл. 9);

При определении значения величины коэффициента температуропроводности необходимо обратить внимание на единицы измерения, а значений критериев Био и Фурье учесть, что это безразмерные симплексы.

Безразмерные температуры в центре (q_xц, q_yц и q_zц) и на поверхности (q_xп, q_yп и q_zп) пластины определяются в зависимости от величин критериев Био и Фурье по рис. 1 и 2, соответственно.

В соответствии с теорией теплообмена, безразмерная температура в любой точке тела в любой момент времени равна произведению трех безразмерных температур по пространственным координатам.

(14)

Безразмерные температуры центра θ_ц и поверхности θ_п изделия

, (15)

. (16)

Тогда температуры центра t_ц и поверхности t_п изделия (из уравнения 10) соответственно будут равны

, (17)

(18)

Для определения времени нагрева центра изделия до нужной температуры решается обратная задача.

В установках непрерывного действия определяют температуру изделия при перемещении его в среде с различной температурой. Для этого установка разбивается на несколько участков, где температуру среды можно считать постоянной (t_c = const).

При тепловой обработке изделий, расположенных в садке, необходимо учитывать частичное взаимное перекрытие части тепловоспринимающей поверхности.

Расчет распределения температур для тел, имеющих форму цилиндра и шара, ведется по аналогичной методике, но при этом используются соответствующие графические зависимости (рис. 3 - 6).

Рис. 1. Изменение безразмерной температуры для центра плоской плиты

ы

Рис. 2. Изменение безразмерной температуры для поверхности плоской плиты

Приложение 4

Метод конечных разностей

Метод конечных разностей основан на замене непрерывного теплового процесса, описываемого дифференциальным уравнением теплопроводности, скачкообразным как в пространстве, так и во времени. При создании такой модели дифференциальное уравнение Фурье для одномерного пространства по оси ординат примет вид

(19)

Начальным условием является равенство температур по всему объему в начальный момент времени (t = 0).

Граничными условиями применения данного метода являются:

– физические свойства нагреваемого или охлаждаемого тела постоянны (а= const);

– величина функциональной зависимости условий толщины расчетного слоя Dх в теле и интервал времени Dt определения температуры постоянны:

2а Dt/Dх² = 1; (20)

– толщина расчетного слоя должна быть постоянной (Dх = const);

– тело рассматривается как однородная стенка.

Температурное поле слоя n в момент времени t ± 1 описывается уравнением

t_{n, t+1} = 0,5(t_{n+1, t} + t_{n-1, t}). (21)

Из этого уравнения следует, что температура в данном сечении пластины в рассматриваемый момент времени равна полусумме температур соседних сечений в предыдущий момент времени.

Графически температура любого слоя определяется точкой пересечения прямой, соединяющей температурные точки примыкающих слоев в предыдущий момент времени с линией середины данного слоя.

Порядок графического расчета следующий:

1. Построить систему координат, в которой по оси абсцисс – отношение коэффициента теплопроводности к коэффициенту теплоотдачи, по оси ординат – температура среды;

2. Отложить в принятом масштабе толщину изделий и построить линию начальной температуры бетона;

3. Выбрать значение толщины расчетного слоя, удобное для графического построения;

4. Найти величину интервала времени определения температуры

Dt = Dх²/2а . (22)

5. Рассчитать и нанести на график положение направляющей точки;

6. Произвести графическое построение и определить распределение температуры в изделии для заданного момента времени.

Наиболее часто метод конечных разностей используется для туннельных печей при определении потерь тепла с печными вагонетками. Порядок расчета по этому методу следующий.

Принимая предположительно среднюю толщину огнеупорного и изоляционного слоя футеровки вагонетки и пользуясь данными табл. 11, вычисляют коэффициенты температуропроводности обоих слоев:

а_ш=l_ш/(с_шr_ш), (23)

а_и=l_и/(с_иr_и). (24)

Огнеупорный (шамотный) слой футеровки разбивают на два слоя толщиной каждого Dх, м

Dх = d_ш/2 . (25)

Определяют расчетный промежуток времени

Dt = Dх²/2а_ш . (26)

Таблица 11

Температура, оС	Коэффициент теплопроводности материала, Вт/м·град
шамот	кирпич керами- ческий	изоляционный кирпич плотностью, кг/м3
	0,6	0,41	0,17	0,19	0,21	0,23	0,25	0,27
	0,67	0,46	0,19	0,21	0,23	0,25	0,27	0,29
	0,72	0,50	0,21	0,23	0,25	0,27	0,29	0,31
	0,79	0,54	0,23	0,25	0,27	0,29	0,31	0,33
	0,82	0,58	0,25	0,25	0,29	0,31	0,33	0,35
	0,78	0,62	0,27	0,29	0,31	0,33	0,35	0,37
	0,93	0,67	0,29	0,31	0,33	0,35	0,37	0,39
	0,99	0,71	0,31	0,33	0,35	0,37	0,39	0,41
	1,05	0,76	0,33	0,35	0,37	0,39	0,41	0,43
	1,10	0,80	0,35	0,37	0,39	0,41	0,43	0,45
	1,15	0,84	-	-	-	-	-	-
	1,21	0,89	-	-	-	-	-	-
	1,26	0,92	-	-	-	-	-	-
	1,31	-	-	-	-	-	-	-
	1,36	-	-	-	-	-	-	-

Определяют толщину слоя, эквивалентного (по шамоту) слою тепловой изоляции

d_экв = d_и l_ш/l_и . (27)

Определяют расчетную эквивалентную толщину изоляционного слоя

Dх_экв = Dх l_ш/l_и . (28)

Определяют количество расчетных эквивалентных слоев, которое равно d_экв/Dх_экв. Начальную температуру по всему сечению вагонетки принимают равной 20^оС.

Расчет удобно выполнять, заполняя таблицу по форме табл. 12.

Таблица 12

Время, час	Температура рабочей поверхности футеровки, о С	Температура на границах слоев	Температура низа вагонетки, о С	Зона печи
1-2	2-3	3-4	4-5

В колонку 1 время записывается нарастающим итогом с интервалом Dt.

Температура рабочей поверхности (колонка 2) принимается равной температуре печной среды в данный момент времени и принимается по температурному режиму обжига.

Температуры в колонках 3, 4, 5 и 6 определяются исходя из правила, что температура в данном сечении слоя в данный момент времени равна полусумме температур соседних сечений в предыдущий момент времени.

Температура нижней поверхности вагонетки с момента, когда она начинает расти, определяется по формуле

(29)

где при принятой схеме расчета l_экв = l_ш ,

a – коэффициент теплоотдачи от нижней поверхности вагонетки к воздуху.

Приложение 5

Расчет автоклава

Исходные данные

1. Вид изделия.

2. Геометрические размеры изделия, м:

длина – l,

ширина – b,

высота – h,

3. Масса изделия – G_и, кг.

4. Объем бетона в изделии – V_б, м³.

5. Объем одного изделия – V_и, м³.

6. Расход арматуры на 1 м³ бетона – G_аб, кг.

7. Расход арматуры на 1 изделие – G_а, кг.

8. Водотвердое отношение В/Т.

9. Марка цемента – М_ц.

10. Марка бетона – М_б.

11. Масса бетона в изделии G_б, кг.

12. Плотность свежеуложенного бетона (бетонной смеси)

r = G_ц + G_в + G_п + G_щ + G_и + G_з + G_ш + G_кк + G_ал. (30)

13. Расход материалов на 1 м³, кг (принимается на основании подбора состава бетона или литературных данных):

цемент – G_ц,

вода – G_в,

песок – G_п,

щебень – G_щ,

известь – G_и,

зола – G_з,

шлак – G_ш,

кремнеземистый компонент – G_кк,

алюминиевой пудры – G_ал .

14. Вес сухих веществ на 1 м³ – G_сб, кг.

15. Вес сухих веществ на 1 изделие – G_с1 = G_сбV_б, кг.

16. Количество воды, вступившее в реакцию с вяжущим – G_вс, кг,

(согласно СН 277-80 количество связанной воды принимается как 10 % от массы ячеистого бетона).

17. Масса формы – G_ф, кг.

18. Размеры формы, м:

длина – l_ф,

ширина – b_ф,

высота – h_ф.

19. Масса решетки запаривания, кг – G_реш1.

20. Масса вагонетки, кг – G_ваг1.

21. Температура загружаемых изделий – t_о, ^оС.

22. Температура окружающей среды – t_ос, ^оС.

23. Начальная температура в автоклаве – t₁, ^оС.

24. Температура запаривания – t_из, ^оС.

25. Температура изделий при выгрузке из автоклава – t_ох, ^оС.

26. Удельная теплоемкость (табл. 9):

– бетона – с_б, Дж/кг×град;

– воды – с_в (4,19 Дж/кг×град);

– арматуры – с_а;

– форм – с_ф;

27. Коэффициенты:

– теплопроводности бетона – l_б, Вт/ м×град (табл. 9);

– температуропроводности бетона – a_б, м²/час (табл. 9).

28. Прочность бетона после тепловлажностной обработки R_тво, МПа.

Выбор автоклава. Характеристика

1. Число изделий, расположенных в автоклаве, шт. – N₁.

Количество изделий расположенных в автоклаве определяется по эскизу из соображения максимальной загрузки. При этом необходимо учитывать следующие расстояния:

– от стен до изделий (форм) – 50...100 мм;

– по вертикали между отдельными изделиями (при необходимости) – 30 мм,

– по горизонтали между отдельными изделиями или блоками изделий – 50...100 мм.

2. На основании эскиза раскладки изделий в автоклаве подбирается стандартный автоклав и количество изделий в автоклаве (N₁) уточняется, исходя из его размеров и количества вагонеток (N_вг), входящих в камеру. Предпочтение следует отдавать автоклавам больших диаметра и длины, так как они позволяют при одинаковых режимах ТВО увеличивать производительность, что увеличивает эффективность их использования.

Приводится тип автоклава.

3. Размеры камеры:

Внутренние размеры, м:

– длина – L,

– диаметр – D_вн,

Габаритные размеры, м:

– длина – L_к,

– ширина – B_к,

– высота – H_к,

– диаметр – D_вш,

d_ст – толщина стены, м,

d_кр – толщина крышки, м.

Наружная поверхность автоклава, м²

F = 2·F_кр + F_бв, (31)

F_кр – площадь крышки, м²,

F_бв – площадь боковой поверхности, м².

4. Рабочий объем автоклава, м²:

V_к = 3,14·L· . (32)

5. Суммарный объем бетона изделий, входящих в автоклав:

V_бк = N₁ · V_б. (33)

6. Суммарная масса бетона изделий, входящих в автоклав:

G_бк = V_бк · r_бс=G_б. · N₁, (34)

7. Объем формы:

V_ф1 =G_ф/r_ф. (35)

8. Суммарный объем форм изделий, находящихся в автоклаве:

V_ф = V_ф1 · N₁. (36)

9. Масса вагонеток, загружаемых в камеру:

G_ваг = G_ваг1 · N_вг. (37)

10. Масса решеток запаривания, входящих в автоклав:

G_рз = G_реш1 · N_вг. (38)

11. Коэффициент заполнения автоклава бетоном изделий:

q_б = . (39)

12. Коэффициент заполнения автоклава формами:

q_к = . (40)

13. Коэффициент заполнения автоклава вагонетками:

q_вг = , (41)

где r_вг - плотность материала вагонеток (табл. 9), кг/м³.

14. Коэффициент заполнения автоклава решетками запаривания

q_рз = , (42)

где r_рз - плотность материала решеток запаривания (табл. 9).

Расчет количества автоклавов

Количество автоклавов определяется исходя из годовой производительности предприятия.

1. Годовая производительность одной камеры по объему:

П_к = · T_об · К_п, (43)

D_ц - общая длительность полного цикла камеры, ч:

D_ц = Т_з + Т_в + D, (44)

К_П - коэффициент, учитывающий потери (0,975...0,99);

D - длительность процесса тепловлажностной обработки;

Т_з - продолжительность загрузки автоклава, ч;

Т_в - продолжительность выгрузки изделий, 1-2 ч (Т_з и Т_в принимаются с учетом типа автоклава по ОНТП 09-85.

Т_об - нормативный годовой фонд времени работы, ч:

Т_об = Т × К_ти × К_г × К_см, (45)

Т - номинальный фонд рабочего времени, ч:

Т = N_d × N_cm × Т_см, (46)

N_d - номинальное количество рабочих дней в году;

N_cм ­- количество смен в сутки;

Т_см - продолжительность смены, ч;

К_ти - коэффициент технического использования оборудования,

K_ти = 0,95;

К_г - коэффициент готовности автоклава, К_г = 0,98;

К_см - коэффициент использования сменного времени, К_см = 1.

2. Требуемое количество автоклавов, шт:

N_кам = , (47)

где П - годовой объем выпуска изделий, м³.