Режимы тепловой обработки

1. Режимы тепловой обработки следует назначать путем установления оптимальной длительности и температурно-влажностных параметров отдельных периодов: предварительного выдерживания, подъема температуры, изотермического прогрева (в том числе термосного выдерживания) и остывания с использованием, как правило, систем автоматического управления параметрами.

2. Длительность предварительного выдерживания следует назначать исходя из условий производства, но, как правило, не менее времени, приведенного в табл. 1. При применении малонапорных и индукционных камер, кассетных установок, предварительно разогретых смесей или при подъеме температуры в среде с пониженной влажностью, а также при изготовлении изделий из жестких бетонных смесей с применением дисперсного армирования допускается тепловая обработка без предварительного выдерживания. При изготовлении предварительно напряженных конструкций в силовых формах предварительное выдерживание не должно превышать 1 ч.

3. Скорость подъема температуры в камерах и термоформах следует назначать с учетом конструкции изделий (однослойные, многослойные и т.п.), их массивности, конкретных условий производства, но, как правило, не более величин, указанных в табл. 1, за исключением случаев применения специальных методов тепловой обработки (термопригруз, камеры с избыточным давлением и т.п.). Допускается подъем температуры среды с постоянно возрастающей скоростью или ступенчатый подъем температуры (кроме предварительно напряженных конструкций). При изготовлении предварительно напряженных конструкций в силовых формах необходимо применять пластифицирующие химические добавки, замедляющие рост прочности бетона в период подъема температуры.

4. Температуру и длительность изотермического прогрева следует назначать с учетом вида бетона, активности и эффективности цемента при

5. При назначении длительности изотермического прогрева изделий необходимо учитывать рост прочности бетона при их выдерживании в тепловых агрегатах без дополнительного теплоподвода (или с теплоподводом для компенсации теплопотерь), в период межсменных перерывов, во время выполнения доводочных работ в цехе и хранении на утепленных складах. При выдерживании изделий в нерабочее время в тепловых агрегатах подачу в них теплоносителя следует прекращать за 2—3 ч до окончания изотермического прогрева либо понижать температуру прогрева на 10-15 °С.

6. Скорость остывания среды в камерах в период снижения температуры изделий из тяжелого бетона после изотермического прогрева, как правило, должна быть не более 30 °С/ч, а при повышенных требованиях по морозостойкости и водонепроницаемости, а также при тепловой обработке изделий из мелкозернистого и напрягающего бетонов, многослойных и с отделочными слоями – не более 20 °С/ч. При выгрузке изделий из камер температурный перепад между поверхностью изделий и температурой ок­ружающей среды на должен превышать 40 °С.

7. Относительную влажность среды в период изотермического прогрева изделий из тяжелого, мелкозернистого, конструкционного легкого и напрягающего бетонов необходимо поддерживать на уровне 90‑ 100%. При использовании продуктов сгорания природного газа период подъема следует проводить в среде с относительной влажностью 20-60 % с последующим доувлажнением до 80% на стадии изотермического прогрева. При относительной влажности среды менее 80 % необходимо предусматривать мероприятия для защиты бетона изделий от испарения влаги. При тепловой

обработке изделий из конструкционно-теплоизоляционного легкого бетона

относительную влажность среды следует поддерживать в пределах 20-60 %.

8. При тепловой обработке изделий в кассетных установках следует

9.Двухстадийную тепловую обработку: первую стадию – для получения распалубочной прочности и вторую — для достижения отпускной и передаточной прочности — следует производить по режимам, устанавливаемым опытным путем с учетом требований ОНТП 7-80.

10.При использовании предварительного разогрева бетонных смесей паром или электроэнергией температура смеси допускается, как правило, не более 60 °С. При этом длительность последующей тепловой обработки в различных агрегатах следует сократить не менее чем на 1 ч. Время выдерживания изделий от окончания формования до начала тепловой обработки не должно превышать 20 мин (без специальных мероприятий, предотвращающих остывание смеси). Предварительный разогрев смесей для изготовления изделий из напрягающего бетона не допускается.

11. Тепловую обработку в индукционных камерах следует применять при изготовлении густоармированных изделий (ригелей, балок, колонн, плит перекрытий и покрытий, опор ЛЭП, труб и т.п.) по режимам, применяемым в условиях прогрева в среде с пониженной относительной влажностью в соответствии с нормативно-технической документацией.

12. При тепловой обработке предварительно напряженных конструкций, изготовляемых на стендах и в силовых формах, необходимо предусматривать указанные в рабочих чертежах мероприятия по

4.2 Выбор режима тепловой обработки изделия

Используя табл. 3 [МУ 320, с. 44], по температуре нагрева и толщине изделия выбираем режим тепловой обработки:

,

где - период прогрева изделия, ;

- период изотермической выдержки, ;

- период охлаждения изделий, .

5.1. Определение потерь тепла на нагрев бетонной смеси

,

где - теплоемкость бетонной смеси, ;

- начальная температура бетонной смеси, ;

- температура выдержки изделия, ;

- масса бетонной смеси,

,

где - объем бетонной смеси в одном изделии, ;

- плотность бетонной смеси, ;

- количество изделий в камере, ;

5.2 Определение потерь тепла на нагрев металла (арматура, закладные детали, вагонетки формы)

,

где - теплоемкость металла, ;

- начальная температура бетонной смеси, ;

- температура выдержки изделия, ;

- масса металла,

где - масса арматуры на одно изделие, ;

- количество изделий в камере, .

5.3 Определение потерь тепла на нагрев ограждающих конструкций

Количество тепла идущего на нагрев стенок и пола определим по формуле:

,

где - теплоемкость материала ограждающих конструкций, ;

- температура окружающей среды, ;

- температура выдержки изделия, ;

- период прогрева изделия, ;

- плотность материала ограждающих конструкций, ;

- коэффициент теплопроводности материала ограждающих конструкций, ;

- площадь поверхности стен и потолка камеры по внутренним габаритам,

,

Количество тепла идущего на нагрев крышки определим по формуле:

,

где - теплоемкость металла, ;

- теплоемкость материала изоляции (минеральная вата), ;

- температура окружающей среды, ;

- средняя температура за период прогрева поверхности изделия,

,

где - начальная температура бетонной смеси, ;

- температура выдержки изделия, ;

- масса металла в конструкции крышки,

,

где - общая масса швеллера в конструкции крышки,

- масса одного листа металла в конструкции крышки,

,

- масса изоляции в конструкции крышки,

,

где - высота швеллера, ;

- плотность материала изоляции, .

Потери тепла на прогрев ограждающих конструкции определяем по формуле:

5.4 Определение потерь тепла через ограждающие

конструкции (стены, пол, крышка)

,

где - период прогрева изделия, ;

- допустимые потери тепла через ограждающие конструкции,

- площадь ограждающих конструкций по внешним габаритам,

,

где - длина камеры по внешним габаритам,

;

- ширина камеры по внешним габаритам,

;

- высота камеры по внешним габаритам,

.

5.5 Определение общего количества подведенного тепла

в период прогрева изделий

где - коэффициент учитывающий потери тепла через неплотности, ;

-потери тепла на прогрев бетонной смеси;

-потери тепла на прогрев металла;

-потери тепла на прогрев ограждающих конструкций;

-потери тепла через ограждающие конструкции.

5.6 Определение скорости теплоподвода

,

где - период прогрева изделия, ;

- общее количество подведенного тепла за период прогрева изделий.

где - скорость теплоподвода;

- энтальпия пара, ;

- энтальпия конденсата, кДж/кг.

5.8 Определение общего количества пара, затрачиваемого в течении периода прогрева

.

6. Второй период ТВО: изотермическая выдержка изделия.

6.1 Определение потерь тепла через ограждение конструкции камеры

где - период изотермической выдержки, - допустимые потери тепла через ограждающие конструкции,

- площадь ограждающих конструкций по внешним габаритам, .

6.2 Определение расхода тепла на испарение несвязанной воды

где - скрытая теплота парообразования для воды, ;

- масса несвязанной влаги,

где - объем бетонной смеси в одном изделии, ;

- количество изделий в камере, ;

- масса воды затворения,

6.3 Определение теплоты экзотермической

реакции гидратации цемента

,

где - экзотермия 1 кг цемента,

,

где - тепловыделение цемента при 28 суточном твердении в нормальных условиях. Для активности цемента - (см. СниП 2.06.08-87 прил. 2 табл.2),

- средняя температура бетонной смеси,

,

- водоцементное отношение,

,

где - объем бетонной смеси в одном изделии,) ;

- количество изделий в камере, ;

- расход цемента на бетонной смеси,

6.4 Определение общей суммы теплозатрат второго периода

где - коэффициент учитывающий потери тепла через неплотности, ;

- потери тепла через ограждающие конструкции камеры;

- расход тепла на испарение несвязной воды;

- теплота экзотермической реакции при гидратации цемента.

6.5 Определение скорости теплоподвода

,

где - период изотермической выдержки изделий

;

6.6 Определение скорости подачи теплоносителя

где - скорость теплоподвода;

- энтальпия пара, ;

- энтальпия конденсата, .

6.7 Определение общего количества пара расходуемого за второй период

.

7 Период охлаждения изделий после ТВО

1 jYQ2P/YBEU4TtNhwVMIELV5wDOQQP0SJSoYt1thCbWFZsQUcGWl8ttOyRYQ7Ira6iS2wKzrQ6CHi YJVhiyOzhZIDDVussYXagaSxhXLaTsAWQYDVJrlnSwuEludJA9jCxJXlrftJ2C7HHY16atRTfkST RzErdS5zJYgsT1CfT4wTmiKOnIsh0hyP52fa9bRo8OoQ/9XfAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEA WaeOLeAAAAAMAQAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbEyPQWvCQBCF74X+h2WE3uomNoYSsxGRticp VAultzU7JsHsbMiuSfz3HU/1Nm/m8eZ7+XqyrRiw940jBfE8AoFUOtNQpeD78P78CsIHTUa3jlDB FT2si8eHXGfGjfSFwz5UgkPIZ1pBHUKXSenLGq32c9ch8e3keqsDy76Sptcjh9tWLqIolVY3xB9q 3eG2xvK8v1gFH6MeNy/x27A7n7bX38Py82cXo1JPs2mzAhFwCv9muOEzOhTMdHQXMl60rOPlgq0K kog73Qy84DJHntIkSUEWubwvUfwBAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMA AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YA AACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAtbItWUcG AAAMQAAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAWaeO LeAAAAAMAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAAChCAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAA AK4JAAAAAA== ">

Количество тепла, отводимое от бетона:

,

где - теплоемкость бетона, ;

- конечная температура воздуха, ;

- температура выдержки изделия, ;

- масса бетонной смеси, ,

Количество тепла, отводимое от металла:

,

где - теплоемкость металла, ;

- масса металла, ,

Количество тепла, отводимое от ограждающих конструкций:

где - - теплоемкость материала ограждения

m_мет=1748, 5-масса металла в крышке камеры

m_изол=861-масса теплоизоляции крышки

,

где - продолжительность периода охлаждения, (см. п. 3.2.);

- допустимые потери тепла через ограждающие конструкции,

- площадь ограждающих конструкций по внешним габаритам,

7.2 Определение общего количества отведенного тепла в период

охлаждения изделий

,

где - удельная теплоемкость воздуха, ;

- конечная температура воздуха, ;

- начальная температура воздуха, ;

- расход холодного воздуха, необходимого для охлаждения изделий,

С поправкой на температуру имеем:

8.1 Определение потерь давления в паропроводе

Определяем линейные потери давления за счет шероховатости внутренней поверхности труб по формуле:

,

где - длина трубопровода прямого участка,

,

где - длина камеры,

- длина трубы присоединение камеры к магистральному паропроводу, .

- потери давления на участке трубы в 1м,

,

где - коэффициент сопротивления внутренней поверхности прямого участка паропровода, ;

- скорость движения пара в трубопроводе, ;

- плотность пара, ;

- внутренний диаметр трубопровода,

Потери давления на преодоление местных сопротивлений определим по формуле:

Потери давления на преодоление сил трения об изделие:

,

где - коэффициент местного сопротивления садки, .

,

m_n^’– скорость подачи пара в период нагрева;

,

S_изд– площадь поперечного сечения, занимаемая формами;

,

Sк – площадь поперечного сечения камеры.

Суммарные потери давления в паропроводе определим по формуле:

Перепад давления в паропроводе компенсируется за счет давления в камере и котельной установке.

8.2 Определение потерь давления в воздухопроводе

Линейные потери давления по всей длине воздуховода:

,

где - длина трубопровода прямого участка;

- коэффициент сопротивления внутренней поверхности прямого участка трубопровода, ;

- скорость движения воздуха в воздуховоде, ;

- плотность воздуха, ;

- внутренний диаметр воздуховода,

, - длинна трубы присоединения камеры к магистральному воздуховоду;

Потери давления на участке трубопровода длиной 1м:

Определим потери на преодоление местных сопротивлений:

,

Потери давления на преодоление сил трения об изделие:

где -коэффициент местного сопротивления садки, .

- скорость движения воздуха в камере,

,

m_в^’– скорость подачи воздуха в период нагрева;

,

S_изд– площадь поперечного сечения, занимаемая формами;

,

Sк – площадь поперечного сечения камеры.

Суммарные потери давления в воздуховоде определим по формуле:

По производительности вентилятора и потерям напора подбираем вентилятор , , число оборотов , КПД .

Определим мощность вентилятора:

По МУ 632 подбираем электрический двигатель мощностью 24 кВт с синхронной частотой вращения , тип 4А200L4У3

8.3 Определение диаметра конденсатоотвода

,

где - скорость подачи пара в период прогрева за 1с., .

Определим площадь кондесатотвода:

где - коэффициент заполнения сечения конденсатом, ;

- диаметр конденсатоотвода,

где - скорость движения конденсата в режиме свободного течения при уклоне пола камеры, ;

- плотность конденсата, .

9 Определение толщины теплоизоляционного слоя на поверхности стенки камеры

где - допустимые потери в окружающую среду, ;

- температура изоляции, ;

- температура окружающей среды,

- толщина стенки камеры, ;

- толщина изоляции;

- коэффициенты теплопроводности стенки камеры и слоя

10 Определение толщины теплоизоляции паропровод

- внутренний диаметр паропровода, ;

- внешний диаметр паропровода, .

- допустимые потери в окружающую среду через цилиндрическую стенку не должны превышать (см. МУ 320 стр. 47, табл. 6); ; ; тогда имеем следующее:

Решаем последнее уравнение относительно . Это уравнение является трансцедентным, поэтому решаем его методом последовательного приближения, то есть задаем ряд значений и подставляем их последовательно в последнее уравнение и добиваемся того, чтобы правая часть уравнения отличалась от левой не более чем на 5%.

Обозначим правую часть последнего уравнения буквой А, тогда, подставляя значения , получим следующие значения А:

так как последнее , что не превышает по абсолютной величине 5%, то окончательно принимаем диаметр изоляции , а толщину изоляции найдем как:

; .

Последнее выражение показывает, что минеральная вата удовлетворяет нормативным требованиям защиты теплотехнического оборудования от теплопотерь.

11 Технико-экономические показатели

11.1 Годовая производительность камеры

,

где - объем бетонной смеси в одном изделии, ;

- количество изделий в камере, ;

- количество рабочих часов в сутки, ;

- годовой фонд рабочего времени формовочного оборудования, .

11.2 Коэффициент использования объема камеры

,

где - объем всех загруженных изделий в камере, ;

- полезная емкость всей камеры, .

11.3 Удельные затраты теплоносителя на ТВО изделий