Вертикальная камера профессора Семенова
Стадия I-1:
;
Стадия 1-2:
Стадия 1-3:
;
Этап изотермической выдержки
;
По формулам определяют истинные температуры поверхности и центра изделия:
где: , - искомая температура поверхности или центра в данной стадии; - конечная температура данной стадии; , - безразмерные температуры поверхности и центра данной стадии; , - температура центра или поверхности в предыдущей стадии (для стадии 1-1 - = =; для стадии I-2 - =; = и т.д.)
Этап подъема температуры ():
Стадия I-1:
Стадия 1-2:
Стадия 1-3:
Этап изотермической выдержки
Подсчитывают среднюю температуру изделия:
0,67 +0,33
Далее аналогично стадии 1-1 производится расчет для следующих стадий этана подъема температуры и для этапа изотермической выдержки и охлаждения. Результаты записываются в таблицу 2. Последняя колонка таблицы заполняется после расчета экзотермии цемента.
Этап подъема температуры ():
Стадия I-1:
0,67 +0,33 =;
Стадия 1-2:
0,67 +0,33 =;
Стадия 1-3:
0,67 +0,33 =;
Этап изотермической выдержки
.
Таблица 2.
Температуры изделия
Стадии и периоды ТВО |
Средняя температу- ра |
Температу- ра поверх- ности |
Температура центра |
Фактическая температура с учетом тепла эк- зот. выдержки цемента |
28,99 | 42,14 | 22,51 | 33,59 | |
44,90 | 61,27 | 36,84 | 52,10 | |
72,96 | 94,01 | 62,60 | 97,26 | |
81,32 | 94,99 | 74,59 | 145,72 |
Расчет тепловыделения /экзотермии) бетона
Процесс твердения бетона сопровождается выделением тепла вследствие экзотермических реакций гидратации цемента.
Тепловыделение бетона зависит от тепловыделения цемента, которое в свою очередь определяется рядом факторов: химическим и минералогическим составом, маркой цемента, водоцементным отношением, расходом цемента, температурой бетона и продолжительностью тепловой обработки.
В приближенных расчетах количество тепла экзотермии, выделяемое 1 кг цемента, можно определить по формуле:
, кДж/кг
где: -удельное тепловыделение цемента, кДж/кг; М - марка цемента;
- количество градусов-часов от начала процесса, град-час; В/Ц – водо-цементное отношение; - эмпирический коэффициент, который опреде- ляется для каждой стадии этапа подъема температуры и этапаизотермичес-кой выдержки по значению :
= 0,32+0,002 при < 290 град-час;
= 0,84+0,0002 при > 290 град-час.
Расчет тепловыделения ведут в следующем порядке:
1) Определяют для всех рассматриваемых стадий (этапов):
град∙час;
град∙час;
град∙час;
град∙час;
град∙час;
где: - начальная температура бетона, град;
- средняя температура бетона стадии (этапа), град;
- время стадии (периода), час;
- количество стадий с начала тепловой обработки.
2) Определяют суммарное количество тепловыделения для всех стадий по формуле:
, кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
3) Определяют тепло экзотермии, выделившейся в течение каждой стадии прогрева на 1 кг цемента
, кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
4) Определяют общее тепло экзотермии, выделяемое цементом, находящимся в камере в течение каждой стадии:
, кДж,
где: Ц - расход цемента, кг/м3; -объем бетона в тепловой установке:
м3;
где: - объем одного изделия, м3 (определяется по габаритам изделия); -количество изделий, находящихся в тепловой установке (определяется в технологическом расчете по раскладке изделий)
5) Определяют повышение средней температуры изделий за счет тепла экзотермии:
град,
где: - теплоемкость заданного вида бетона, кДж/кг град. (Прил.КР-3)
;
-масса бетона в тепловой установке, кг. :
==
где: - плотность бетона, кг,м3(Прил.КР-3); кг/м3.
Определяют фактические средние температуры изделий по стадиям (этапам):
где: - средняя температура изделия, на данном этапе (стадии).
Результаты расчета заносятся в таблицу 2.
Материальные и тепловые балансы
Материальный баланс
По закону сохранения масс вес материалов, поступивших в тепловую установку , должен быть равен весу материалов, выходящих из нее ,
=
(это балансовое уравнение, выражающее закон сохранения материи, называют материальным балансом).
Однако в процессе тепловой обработки наблюдается потеря материала за счет испарения влаги.
Следовательно, уравнение материального баланса имеет вид:
,
где: - потери материала.
Левая часть уравнения складывается из статей прихода материала, а правая - из статей расхода после тепловой обработки.
Материальные балансы для установок периодического действия составляют для всего материала, находящегося в установке, для установок непрерывного действия - по часовой производительности.
Статьи материального баланса (кг/цикл, кг/час) для легкого железобетона.
Приход материалов:
1. - сухая масса изделий; =++, кг;
=1140,48+2592+4458,24=8190,72 кг
Gграв=Г*Vб=860*5,184=4458,24 кг
а) - масса цемента; , кг;
кг
б)