ВВЕДЕНИЕ Плиты ребристые - это железобетонное изделие, которое используется при строительстве несущих конструкций определенного сооружения. До сих пор плиты ребристые применялись в строительстве панельных домов. С развитием современных технологий данные плиты становятся пригодны почти для всех видов строительства. Опорные закладные изделия плит ребристых должны быть приварены к стропильным конструкциям к доступным для сварки местах. Железобетонные ребристые плиты перекрытия производят с ребрами в одном, двух направлениях с фронтальной плитой в ее верхней части. Плиты ребристые хорошо используются на изгиб, но из-за выступов, образуют неплоский потолок, что ограничивает ее использование в жилых сооружениях. Они находят применение в чердачных и гаражных покрытиях. 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата Лит. ВВЕДЕНИЕ Лист Листов 2 34 ПГАСА - ТБК-10 1.2 Краткое описание технологии производства ребристых плит и назначение тепловлажностной обработки Агрегатно-поточный способ наиболее целесообразен при большом объеме производства, поскольку технологическое оборудование и тепловая обработка ребристых плит позволяет достигать высоких скоростей выпуска изделий. При агрегатно-поточном способе весь технологический процесс производства разбивается на некоторое количество разнотипных и поочередно сменяющихся операций. Каждая операция выполняется на определенном посту и имеет заданную продолжительность и заданные интервалы между операциями (например, для затвердевания бетона в зависимости от его состав требуется разное количество времени). При таком способе производства ребристые плиты могут иметь различную форму и конструкцию. Это достигается благодаря поточной линии постов, на которой располагаются ребристые плиты. Перемещение плит между постами осуществляется с помощью подъемно-транспортного оборудования. Сушка бетона осуществляется в специальных камерах, которые могут быть непрерывного или периодического действия, что значительно ускоряет затвердевание бетона в отличие от естественной сушки. Чем больше секций имеет камера поточной линии, тем большее количество изделий обрабатывается одновременно. Температура изотермической выдержки при тепловлажностной обработке плит не должна превышать 85°С. Тепловлажностная обработка железобетонных изделий является одним из наиболее длительных процессов в технологии производства. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 6 Сущность ее состоит в том, что при повышении температуры среды скорость реакций гидратации значительно увеличивается, т. е. процесс твердения ускоряется и изделия в более короткий срок, чем при обычной температуре, приобретают механическую прочность, допускающую их транспортировку и монтаж. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 7 1.3 Обоснование способа тепловлажностной обработки ребристых плит 1.3.1 Обоснование типа теплотехнического оборудования Пропарочные камеры ямного типа применяются при производстве железобетонных изделий. В основном они делаются прямоугольной формы, реже со скруглёнными углами для улучшения циркуляции теплоносителя. Высота камер не более 4 м, ширина от 1,5 м до 4 м, длина 7-13 м. Обычно ямную камеру заглубляют на 0,5-2 м. Пол и стенки изготавливают из тяжёлого бетона. Дно делается с уклоном 0,005-0,01 для стока конденсата. Сверху камеру закрывают съемной крышкой, представляющей собой жесткую рамную конструкцию, заполненную теплоизоляцией. Нижняя часть крышки обшивается стальным листом. Чтобы капли конденсата не попадали на изделие, крышку делают с уклоном. Уплотнение между камерой и крышкой выполнено в виде гидравлического затвора, представляющего собой желоб, образованный швеллерными балками, уложенными по периметру стен. Желоб заполняется водой, в которые погружены края крышки. Подачу пара производят через перфорированные трубы, расположенные у пола и верха камеры, а также по периметру. Диаметр отверстий 3-5 мм. Камера работает по следующему принципу. Кран загружает отформованные изделия в камеру и устанавливает их на специальные кронштейны по высоте. Когда изделия заполнят камеру, ее закрывают крышкой и начинается впуск пара. Камеру заполняют паром до тех пор, пока весь воздух в камере не будет замещен чистым паром. Период подогрева завершается, когда поверхность изделий нагреется до температуры теплоносителя. Во втором периоде тепловлажностной обработки количество подаваемого пара меньше, чем в первом. В этот период происходит выравнивание температур по сечению изделий. По окончании периода изотермической выдержки подачу пара прекращают. В период охлаждения камеры вентилируют. Остывшие изделия выгружают, и цикл повторяется. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 8 Режимом тепловлажностной обработки называют совокупность условий окружающей среды, то есть температура, влажность и давление, воздействующих на изделие в течение определённого времени и обуславливающих оптимальную для данного изделия скорость набора прочности.Теплофизические свойства бетона при тепловлажностной обработке изменяются в зависимости от условий окружающей среды. Чтобы не нарушать структуру бетона, необходимо назначить скорость подъёма и снижения температуры так, чтобы строго соблюдался установленный для данного бетона режим тепловлажностной обработки. T1 - Продолжительность подъёма температуры 4 часа. T2 - Продолжительность изотермической выдержки 3 часа. T3 -Охлаждение изделий 3 часа. В соответствии с нормами технологического проектирования предприятие сборного железобетона для определения режима работы установки периодического действия принял: Количество рабочих суток за 1 год - 253 дней. Количество рабочих смен в сутки - 3 смены. Продолжительность смены - 8 часов. Годовой фонд времени работы тепловой установки, ч. T= 253 · 3 · 8 = 6072 часа. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 9 2. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ЯМНОЙ ПРОПАРОЧНОЙ КАМЕРЫ 2.1 Расчет и принятие габаритных размеров ЯПК Длинна ямной пропарочной камеры определяется по формуле: Lk= n*lф+ (n+1)*l1, м = Lk= 1*12 + (1+1) * 0,35= 12,7 м Где: n – количество форм с изделиями, укладываемых по длине камеры, шт. ;lф – длина одной формы, м ; l1 – расстояние между формой и стенкой камеры, равное 0,35 – 0,4 м. Ширина камеры: Bk = n1*bф + (n1+1)*b1, м; Где: bф – ширина формы, м; n1 – количество форм, укладываемых по ширине камеры, шт.; b1 – расстояние между формой и стенкой камеры, равное 0,35 – 0,4 м. Bk = 1*3+(1+1)*0,35= 3,7 м Высота камеры: Hk= n2*(h1+h2)+2h3, м; Где: n2 – количество форм по высоте камеры, шт.; h1 – толщина формы; h2 – толщина прокладок между формами, принимаемая не менее 0,1 м; h3 – расстояние между нижней формой и полом, а также от плоскости верхнего изделия до крышки, принимаемое 0,1 – 0,2 м. Hk=2*(0,3+0,1) + 2*0,2 = 1,2 м 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата Лит. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ЯПК Лист Листов 10 34 ПГАСА - ТБК-10 Полезный объем камеры Vп, м3, Vn= Vи * n0, Где:Vи- объем одного изделия, м3; n0-общие количество изделий в камере, шт. Vи = (12*3*0,4)*2 = 28,8 м3; Коэффициент использования камер по объему определяется как отношение полезного объема камеры Vп, м3, к полному геометрическому объему камеры V, м3: K= Vn/ V= K = 28,8 / 12,7*3,7*1,2 = 0.51 согласно нормам технического проектирования K0,1. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11 2.2 Принятие конструктивных решений ямной пропарочной камеры Предлагается и днище без воздушных прослоек. В конструкции такого днища роль теплоизолятора отведена керамзитобетонной пустотной плите в совокупности с подсыпкой из керамзитового гравия. Указанная конструкция является меньшим теплоизолятором, так как имеет опорные и фундаментные блоки. Основным источником потерь теплоты в ямных камерах были массивные стены из тяжелого бетона. Значительное количество теплоты они отдавали в окружающую среду; много теплоты расходовалось на их разогрев; кроме того, теплота терялась при охлаждении и разгрузке камер. Поэтому для стен ямной камеры предложены легкие теплоизолирующие конструкции. Наружная стена камеры состоит из железобетонного каркаса, на котором монтируются экраны с воздушными прослойками. Шаг прослоек регулируется деревянными прокладками. Вся конструкция экранов с обеих сторон гидроизолируетсяфольгоизолом, по которому прокладывается асбестоцементный лист. Претерпел изменения и гидрозатвор, для уплотнения которого кроме опорного ребра введено дополнительное уплотняющее ребро. Кроме того, разработаны разделительные стенки с бетонным каркасом и экранной изоляцией. Для внутренних и наружных стен с экранной изоляцией разработаны конструкции с металлической изоляцией. Эти стеновые конструкции обладают малой массой, хорошей теплоизоляционной способностью и почти не аккумулируют теплоту. Претерпели изменение и конструкции крышек ямных камер. Значительно увеличилась толщина теплоизоляционного слоя. Плоские крышки снабжаются стальным экраном для стока конденсата в гидравлический затвор и для предохранения поверхности изделия от попадания конденсата. Глубина швеллера, используемого в качестве гидравлического затвора, не менее 100 мм. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 12 3. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 3.1 Расчет производительности ямной пропарочной камеры Производительность установок периодического действия определяется длительностью цикла работы установки, ее оборачиваемостью и полезным объемом. Длительность цикла работы установки определяется по формуле: Тц= τз+τп.в.+ τт.о.+ τв Где τз– время загрузки тепловой установки, час; τп.в– время предварительной выдержки изделий в установке перед тепловой обработкой, час; τт.о – время тепловой обработки, час; τв – время выгрузки изделий из установки, час. Примем: [1,приложение 2 ] предварительное выдерживание – 4 ч прогрев – 4 ч изотермический прогрев – 3 ч охлаждение – 3 ч Время загрузки определяется из выражения: τз= τф*Vn/ nф τф – цикл формования одного изделия, час; Vn – полезный объем установки, шт; nф – количество формовочных постов, обсуживающих одновременно данную установку. τз= 0.15* 28,8 / 3= 1,44 час 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Лит. Лист Листов 13 34 ПГАСА - ТБК-10 Время выгрузки изделий τв = Vn / Ркр.ч. установки, шт.; Р кр.ч. ,где Vn– полезный объем – производительность крана по выгрузке изделий, шт. / ч. Так как изделия выгружаются из камер в общем технологическом ритме, то можно считать в = з . Nизд. = П г. / Vизд. Где П г. – годовая производительность, Vизд. – объем изделия; Nизд. = 35000/3.15 = 11111 шт/год. Тг*60/ Nизд. = 253*16*60/11111 = 242880/11111=21,9мин. Тц= 1.44 + 2,5+10+1.44= 15,38 ч. Оборачиваемость установок периодического действия, 1/сут: ОТ 24 K в ц , Где: 24 – суточный фонд рабочего времени, ч/сут; К в – коэффициент использования камер во времени. При двухсменной работе формовочного отделения Кв=0,85, при трехсменной – Кв = 0,9...0,95. От = 24 * 0.85 / 15,38 = 1,33 /сут. По рассчитанной теоретической оборачиваемости От определяется годовая производительность одной установки : Рг = От * N*Vn*Kc; Где Kc– коэффициент, учитывающий возможные срывы производства / аварии, неблагоприятные метеоусловия и т.п./ Kc= 0.85+0.9, N – расчетное количество рабочих суток в году. Рг = 1,33 * 253 * 28,8 * (0,85+0,9) = 16959,1 м3/год; Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 14 Количество требуемых / Nk/ для выполнения годовой производственной программы определим по формуле: Nk = Пг / Рг Где: Пг – годовая производительность линии в м3 железобетона. Nk = 35000 / 16959,1= 2,06 шт. В курсовой работе принимаем число установок равное - 2 шт. Проверка расчета количества тепловых агрегатов производится после определения фактической / Оф / оборачиваемости, которую рассчитывают по недельно – суточному графику работы тепловых агрегатов: Оф = ∑Оа / Nk*m Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 15 4. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ 4.1 Расчет нестационарного нагрева изделий и ограждающих конструкций ЯПК В периодах подьема температуры и изотермии, температурные градиенты по сечению изделий существенно влияют на процесс структурообразования бетона и на деструктивные процессы в изделиях. Метод критических неустановившихся уравнений режимов нагрева. используется При при этом расчетах зависимость распространения температуры в изделиях от интенсивности внешнего теплообмена учитывается критерием Био: = где = = 4,93; α - коэффициент теплообмена; R- определяющий размер изделий, R=0,22/2=0,11 м; λ - коэффициент теплопроводности бетона, λ=1,56 Вт/м0С; Критерий Фурье характеризует скорость изменения температуры тела при неустановившемся режиме нагревания или охлаждения. = a ·τ/ а= =0,0027· 3,5/0,112 = 0,78; = 3,6·1,56/0,84·2400 = 0,0027 При расчете температуры бетона в точке X ( изд/2) используется критериальные зависимости безразмерной температуры: = f( ; ); Определяем температуру в центре изделия: ), Температура изделия в период подъема температуры: = 0,9; = 0,2; = 80-0,9(85-18) = С; = 85-0,2(85-18) = С; tср= 1/3(2tц + tпов) = 410С; Температура изделия в период охлаждение: =0,62; = 0,18; =85-0,62(18-85) = 43,46°С; Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 16 =85-0,18(18-85) = 72°С;tср=1/3(2· 43,5+72) = 53 0С 4.2 Расчет тепловыделения ШПЦ при тепловлажносной обработке изделий Процесс твердения бетона с цементным вяжущем сопровождается выделением тепла вследствие экзотермических реакций при гидратации клинкерных минералов цемента. Тепловыделение при твердении цемента зависит от ряда факторов: химического и минералогического состава, марки цемента, водоцементного отношения бетона, его начальной температуры и продолжительности тепловой обработки. Количество тепла выделяемого при твердении цемента в изделиях, примерно можно рассчитать по формуле: = 0,0023·qэкз 28с·(В/Ц)0,44·Өi 1 стадия: приготовление бетона и предварительная выдержка τ1 = 2 ч. = t1·τ1=18∙2=36 град·ч; = 0,0023·qэкз 28с·(В/Ц)0,44·Ө1 = 0,0023· 335·(0,6) 0,44·36 = 22,19 кДж/кг; qэкз 28с – для марки цемента М300 = 335. 2 стадия: подъем температуры = t1·τ1+ t2·τ2= 36 + 41∙3,5 = 179,5 град·ч; =0,0023·qэкз 28с·(В/Ц)0,44·Ө2 = 0,0023· 335·(0,6) 0,44·179,5 = 110,64 кДж/кг; кДж/кг; = Q2экзот.цем= Мц Vмасива·nмасива=88,45·250·1,59·8 = 281271кДж 3 стадия: изотермическая выдержка = Ө1 + Ө2+ t3·τ3 = 36 + 179,5+81∙7 = 782,5 град·ч; =0,0023·qэкз 28с·(В/Ц)0,44·Ө3 = 0,0023· 335·(0,6) 0,44·782,5 = 482,3 кДж/кг; Принимаю = 335 кДж/кг. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 17 кДж/кг; = QIIэкзот.цем Мц Vмасива·nмасива= = 224,4·250·1,59·8 = 730592кДж 4.3 Расчет теплового и материального баланса теплотехнического оборудования при тепловлажностной обработке изделий Теплотехнический расчет заключается в составлении теплового баланса ЯПК проф. Семенова. Уравнение баланса можно записать: В левую часть этого уравнения входит поступление энергии от теплоносителя экзотермии цемента, в правую часть: ( - расход энергии по соответствующим статьям расхода (нагрев обрабатываемого материала, форм, арматуры, тепловой установки, потери в окружающую среду, тепло, уходящее с конденсатом и т.п.). 4.3.1 Первая стадия (подъем температуры) Приход тепла: ; где: Мп1 - масса пара; - энтальпия сухого насыщенного пара; Расход тепла: = кДж - энергия, затрачиваемая на нагрев сухой части бетона изделий от начальной, средней температуры к концу периода нагрева; 1 = ·сб ( - кДж; )=22211,3 Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 18 ; -тепло затрачиваемое на нагрев воды затворения; 1 = ( - · =1464 =139000 кДж; -тепло затрачиваемое на нагрев воды затворения; 1 = ( - · =9760 =101465 кДж; - тепло, затрачиваемое на нагрев формы; кДж; Принимаю - тепло, затрачиваемое на нагрев ограждающих конструкций за I период. где и - соответственно масса каждого 1-го слоя Нагрев ограждающих конструкций: 1.Для стены: q= tcI=80 - = 79,8 °C; tcII = 79,8 tcIII= 75,46tcIV=26,5- = 75,46°C; = 26,5°C; = 25,5°C tcрI= 77,65°C; tcрII= 51°C; tcрIII= 26°C; 2.Для пола: Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 19 q= tcI= 85- =84,5 °C; tcII=84,5- = 75°C; tcIII= 75- = 67,6°C; tcIV= 67,6 tcV= 66,7- = 66,7°C = 57,2°C tcрI= 79,75°C; tcрII= 71,3°C; tcрIII= 67,15°C; tcIV= 61,95 °C; 3.Для крышки: q= tcI= 85- =84,5 °C; tcII=84,5- = 84,3°C; tcIII=84,3- = 78,67°C; tcIV=78,67- = 73,17°C tcV= 73,17 - = 67,5°C tcVI= 67,5- =45°C tcрI= 84,4°C; tcрII= 81,5°C; tcрIII= 75,5°C; tcIV= 70 °C; tcV= 56,25°C; 1. Длястен: = 53568·0,84(74,5-18) = 2542337кДж; = 630·0,046(26,5-18) = 24633кДж; = 53568∙0,84(25,5-18) =337478,4кДж; Σ стен= 2904448,4кДж. 2. Для пола: Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 20 = 25930,9·0,84(75-18) = 1241576,2 кДж; = 4821,8·0,46(67,6-18) = 110019 кДж; =150,7·0,76(66,7-18) = 5577,7кДж; = 28930·0,41(61-20) = 486313кДж; Σ пол=1843785,7 кДж. 3.Для крышки: = 997,7·0,46(84,3-18)+ 997,7·0,46(73,17-18) = 60854 кДж; =504,6·0,75(78,67-18)+ 306·0,75(67,5-18) = 34331,2кДж; =457·0,46(45-20) = 5255,5кДж; =211,95·0,46(73,17-18) =5378,9 кДж; Σ крышка= 105819,6кДж. Определяем количества энергии, потерянной в окружающую среду через ограждения камеры в период нагрева: кДж; кДж; кДж; -коэффициент теплопередачи через надземной части стен и крышки камеры: ΣQос1= 214219,7 кДж. поверхности ограждения Потери тепла с паром, занимающим свободный обьем камеры: = 46,67·0,083·2644 = 10241,8 кДж; м3; = 0,083 кг/м3; = 2644 кДж/кг. Тепло, уносимое конденсатом пара: Qконд1= Мконд · сконд Мпара1= кДж кг Мконд1 Qизд /2іпара = 2245876/2*2644 = 424,71 кг Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 21 Рассчитываем потери, уходящие с паром и паровоздушной средой, выбивающийся из щелей, неплотного прилегания крышки и другие потери, которые принимаются за первый период нагрева в количестве 1 ... 10% от общей суммы статей расхода: Приходная часть баланса, кДж/период. Тепло, подаваемое с паром. = + ; Qпара = іпара*Мпара = 2640*3848 = 10158720 кДж Qприх1= 10158720+281271 = 9877449 кДж; Часовой расход пара за 1 период: Мчас1= /τ1= 3848/3,5 = 1099 кг/час Удельный расход пара за 1 период: Муд1= /ΣVизд= 3848/12,72 = 102 кг/м3 4.3.2 Период изотермической выдержки Тепловой баланс второго периода тепловой обработки составляется в том же порядке. В приходную часть включается тепло, поступающее за счет теплоносителя и за счет экзотермии цемента. При расчете прогрева изделий, не успевших полностью и равномерно прогреться за первый период, в статьи расхода необходимо включить затраты тепла на полный прогрев изделия и ограждений, потери в окружающую среду ограждений, которые увеличиваются за счет большей разности температур, потери через неплотное прилегания крышки, потери с конденсатом и на испарение части воды затворения, из бетона. кДж; Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 22 - энергия, затрачиваемая на нагрев сухой части бетона изделий от начальной, средней температуры к концу периода нагрева; 2 = ·сб ( - )=22211,3 828393кДж; ; -тепло затрачиваемое на нагрев воды затворения; 2 = ( - = 1464 · = 272356,7 кДж; кг -тепло затрачиваемое на нагрев воды затворения; 2 = ( - = 9760 · = 1815711,4Дж; кг Определяем количества энергии, потерянной в окружающую среду через ограждения камеры в период изотермической выдержке: кДж; кДж; кДж; кДж; кДж; = 1206208 кДж. Потери тепла с паром, занимающим свободный обьем камеры: = 46,67·0,35·2644 = 43188 кДж; м3; = 0,35 кг/м3; = 2644 кДж/кг. Тепло, уносимое конденсатом пара: 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 23 Qконд2= Мконд · сконд кДж Мпара2= кг Мконд 2 Qизд /2іпара = 2916461,1/2*2644 = 551,52 кг Рассчитываем потери, уходящие с паром и паровоздушной средой, выбивающийся из щелей, неплотного прилегания крышки и другие потери, которые принимаются за первый период нагрева в количестве 1 ... 10% от общей суммы статей расхода: Приходная часть баланса, кДж/период. Тепло, подаваемое с паром. = + ; Qпара2 = іпара*Мпара = 2644*319 = 843436 кДж Qприх2= 843436+3713592= 4557028кДж; Часовой расход пара за 2 период: Мчас2= /τ1= 319/7 = 45,5 кг/час Удельный расход пара за 2 период: Муд2= /ΣVизд= 319/12,72 = 25 кг/м3 . Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 24 Таблица Тепловой баланс камеры Количество тепла 1-й пер. 2-й пер. Статьи баланса № кДж кДж 281271 713592 1015872 1297143 843436 1557028 Расходная часть баланса: 1. Нагрев сухой части бетона 422778,8 828393 2. Нагрев воды затворения 139000 3. Нагрев форм 305203 - 4. Нагрев арматуры 101465 181571,4 485405,7 - 214219,7 120620 10241,8 43188 Тепло, уносимое конденсатом пара 93425,6 66256 Всего: 3068882,2 3069413,1 Приходная часть баланса: Тепло экзотермии цемента 2. Тепло, подаваемое с паром 1. Всего: Тепло, затрачиваемое на нагрев ограждающих конструкций Определяем количества энергии, потерянной в окружающую среду 6. через ограждения камеры в период нагрева 7. Нагрев свободного объема камеры 5. 8. % 100 272356,7 100 5. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЯПК Качество тепловой обработки строительных материалов и изделий во многом зависит от аэродинамической характеристики тепловых установок. Теплообмен между средой и материалом определяется созданным режимом движения теплоносителя, который перемещается под действием внутренних или внешних сил. 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата Лит. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЯПК Лист Листов 25 34 ПГАСА - ТБК-10 Внутренние силы возникают в результате того, что по высоте тепловых установок теплоноситель имеет различную плотность вследствие разности температур и влагосодержания. 1. Расчет диаметров паропроводов по скорости движения пара и часовому расходу пара в 1 –ну камеру: d=2 2. = 0,098 м; =2 Расчет диаметра магистрального паропровода: d=2 =2 м; Расчет системы вентиляции: Мв= Qот/св( )= 2138295,2/1,15*(85 - 18) = 30989,8 кг; Определяем требуемую площадь живого сечения для прохода воздуха: F = Мв/3600 · = 30989,8/3600·8· 1,2 = 0,53 м2 Принимаю: а = 0,7; в = 0,8; а/в = 0,9. 3. в а 6. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЯПК При теплообработке бордюров в ямных пропарочных камерах обычных конструкций твердения отсутствие изделий, объективного обусловленное показателя развития неупорядоченностью процесса тепло- и массообмена в рабочем объеме установки, резко снижает эффективность автоматизации ТВО - этого наиболее ответственного и энергоемкого звена технологической схемы производства сборных железобетонных изделий и конструкций. 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата Лит. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЯПК Лист Листов 26 34 ПГАСА - ТБК-10 При автоматизации ямных пропарочных камер на предприятиях по производству бетона широко применяются системы автоматического регулирования с использованием программных регуляторов (например, типа ПРТЭ) и отбором регулирующего импульса по температуре греющей среды. Последнее в условиях крайне неудовлетворительной организации процессов тепло- и массообмена в рабочем объеме камеры не отражает действительной картины физико-химических процессов твердения бетона и, следовательно, не может гарантировать получение максимального количества продукции требуемого качества. Организация в ЯПК направленной циркуляции греющей паровоздушной среды позволяет поддерживать в необходимых пределах требуемую, относительно просто регулируемую и, следовательно, учитываемую в течение всего периода пуска пара интенсивность тепло- и массообменных процессов. Благодаря активному перемешиванию среды полностью ликвидируются воздушные «мешки» в полостях изделий и в промежутках садки, оказывающие значительное термосопротивление. Все сформованные изделия пропариваются в одинаковых тепловлажностных условиях. Высокая интенсивность процесса на протяжении всего цикла во всем объеме камеры позволяет назначать различные оптимальные режимы пропаривания в зависимости от минералогического состава бетона и типа выпускаемой продукции. В условиях интенсификации тепло и массообмена сглаживание перепада температур среды и поверхности изделия позволяет при максимально простом и надежном в эксплуатации отборе импульса на регулирование по температуре греющей среды получать достаточно объективный показатель протекания физико-химических процессов твердения бетона. Для повышения устойчивости режимов ТВО должна быть обеспечена стабильная работа систем теплоснабжения установок. Полуавтоматическое Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 27 регулирование процесса ТВО обеспечивается установкой дроссельных диафрагм и регуляторов температуры прямого действия. Одна из диафрагм устанавливается в фланцевом соединении с отверстием такого диаметра, который обеспечивает расход пара на согрев установки, с заданной скоростью, другая - на свободном паропроходе для поддерживания изотермического прогрева. Применение электронных централизованное регуляторов дистанционное позволяет управление осуществлять автоматизированными объектами, что значительно повышает удобство обслуживания, а также надежность работы измерительной и регулирующей аппаратуры. От стабильности теплового режима зависит качество изделий, снижение длительности их обработки и расход энергии. 7. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ Тепловые установки на заводах строительных материалов и изделий являются агрегатами повышенной опасности, так как их работа связана с выделением теплоты, влаги, пыли, дымовых газов. Согласно действующим нормативам, в цехах, где размещаются тепловые установки, необходимо иметь: паспорт установленной формы с протоколами и актами испытаний, осмотров и ремонтов на каждую установку; рабочие чертежи находящегося оборудования и схемы размещения; исполнительные схемы всех трубопроводов с нумерацией арматуры и электрооборудования; инструкции по эксплуатации и ремонту. В таких инструкциях должно быть краткое описание установок, порядок их пуска, условия безопасной работы, порядок остановки, указаны меры предотвращения аварии. 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ Лит. Лист Листов 28 34 ПГАСА - ТБК-10 Кроме того, инструкции должны содержать четкие указания о порядке допуска к ремонту установок, о мерах безопасного обслуживания и противопожарных мероприятиях. 1. Камеры необходимо систематически очищать от мусора, не допуская засорения трапа и отстойника конденсата. 2. Для спуска в камеру людей она должна быть оборудована лестницей ( съемной или стационарной ). 3. Спускаться в камеру можно только после ее остывания до температуры равной 40 С°. 4. Нельзя ставить на крышку пропарочной камеры формы и изделия. При эксплуатации тепловых установок в цехах, где они расположены, кроме соблюдения требований, упомянутых в общих положениях, обязательно должны быть вывешены на видном месте инструкции по правилам эксплуатации установок и охране труда. Весь обслуживающий персонал тепловых установок допускается к работе только после изучения, а также после обязательного документального оформления проверки его знаний. 8. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ЯПК Раньше всех на заводах сборного бетона и железобетона появились ямные камеры периодического промышленности действия. Постепенно с развитием несовершенные туннельные камеры периодического действия утратили свое значение, и в промышленности остались только камеры ямного типа. 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата Лит. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ЯПК Лист Листов 29 34 ПГАСА - ТБК-10 Камеры имеют прямоугольную форму и изготовляют их из железобетона, стены камеры снабжаю теплоизоляцией для снижения потерь теплоты в окружающую среду. Пол камеры делают с уклоном для стока конденсата. В полу есть трап для вывода конденсата. В приямке трапа, куда стекает конденсат, делают конденсатоотводящее устройство, в качестве которого чаще всего ставят водоотделительную петлю. В камеру с помощью направляющих, в качестве которых используют опорные стойки, краном загружают изделия в формах. Каждая форма от следующей изолируется прокладками из металла для того, чтобы пар обогревал формы со всех сторон. Высота камеры достигает 3 м. Ширину и длину обычно выбирают с учетом размещения в ней двух штабелей изделий в формах. Между штабелями изделий и между штабелем и стенками камеры устраивают зазоры, чтобы обеспечить захват изделий автоматическими траверсами при загрузке и разгрузке камеры. Иногда в камерах подвергают тепловлажностной обработке предварительно выдержанные изделия, набрав достаточную прочность для их распалубки. Такие изделия на поддонах загружают на дополнительно устанавливаемые стойки с кронштейнами — упорами. При укладке изделия на нижний кронштейн за счет тяг открывается следующий и т.д., позволяя загружать изделия на всю высоту камеры. После загрузки камера закрывается крышкой,представляющей собой металический каркас, заполненный теплоизоляционным материалом. Низ и верх крышки изолируют металлическим листом. Крышку так же, как и пол, делают с уклоном i = 0,005—0,01 для стока конденсата. Для герметизации крышки служит водяной затвор. Для этого наверхних обрезах стен камеры устанавливают швеллер, а крышку по её периметру оборудуют уголком, который входит в швеллер. Швеллер заполняют водой, кроме того, конденсат с крышки также стекает в швеллер. Образующийся таким образом в нем слой воды предотвращает выбивание пара в цех через соединения крышки с камерой. Эти операции Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 30 должны быть полностью механизированы. Применяемые для этого автоматические траверсы с самозахватами позволяют одному крановщику справляться с загрузкой и выгрузкой изделий.В камере изделия укладывают так, чтобы коэффициент ее заполнения был максимальным. При этом надо обеспечить возможность всестороннего обтекания изделия паром, для чего между ними и стенками камер оставляют зазоры. По вертикали формы с изделиями укладывают одну на другую через прокладки , а немедленно распалубленные изделия на поддонах устанавливают на стойки с кронштейнами-упорами, которые связаны между собой тягами. Нижний кронштейн на котором поставлен поддон с изделиями , через систему тяг подготавливает к установке следующий кронштейн, расположенный над ним. Для камер ямного типа применяют пакетировщики СМЖ-293, позволяющие укладывать изделия с шагом 850, 690, 565 и 485 мм, и СМЖ294- с шагом 965, 780, 645и 565мм. При помощи этих пакетировщиков изделия можно укладывать в 4-7 ярусов. Размеры камер зависят от вида, габаритов изделий и необходимости создания равномерной температуры по высоте. Обычно высота камер не превышает 4, ширина 1,5-4 и длина 7-13м. Глубина подземной части камер определяется уровнем грунтовых вод и высотой подкранового оборудования. Стены камер, расположены в земле , характеризуются меньшими потерями тепла, чем наземные , поэтому в большинстве случаев ямные камеры выполняют так, чтобы они возвышались над землей не более чем на 0,5 – 0,7 м. К основным конструктивным элементам пропарочных камер относятся ограждения (пол, стены крышки или потолок.) системы разводки пара и вентиляции. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 31 9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЯПК Стоимость тепловой обработки на действующих предприятиях зависит от многих факторов и в том числе: от вида изделий, способа тепловой обработки, ее продолжительности, а также от вида и состояния оборудования и тепловых сетей. Без учета этих факторов нельзя сопоставить данные различных заводов для определения экономической целесообразности того или иного способа тепловой обработки. Достаточно сказать, что при тепловой обработке массивов в ямных камерах на различных заводах расход пара колеблется от 200 до 1000 кг/м3. Поэтому выбор оптимального способа тепловой обработки конкретного вида изделий следует уточнять на основании сопоставимых характеристик, устраняя влияние на показатели исследуемого процесса местных условий, различной стоимости ресурсов и т.д.Общая экономическая эффективность производства бордюров во многом зависит от сокращения продолжительности тепловой обработки и уменьшения потребности в формах. Однако следует учитывать реальные возможности наростания прочности и условия структурообразования бетона. Практикующееся на заводах недостаточно обоснованное сокращение режимов тепловой обработки достигается путем перерасхода цемента и завышения марки бетона. 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЯПК Лит. Лист Листов 32 34 ПГАСА - ТБК-10 10. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кучеренко А.А. Тепловые установки заводов сборного железобетона, К.:Вища школа, 1977-280с. 2. Михайлова К.В. Справочник по производству сборных железобетонных изделий.-М.: Стройиздат,1982-440с. 3. Кокшарев В.Н., Кучеренко А.А.Тепловые установки. Учебник – К.:Вища школа,1990-350с. 4. Лях А.А., Долгий Э.М. Совершенствование технологии пропаривания железобетона - Киев, «Будівельник» Д976.124с. 5. Мартыненко В.А., Деревянко В.Н.Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Теплотехника и теплотехническое оборудование» -ПГАСА, 1990-46с. 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Разраб. Клейн Э.Е. Провер. Мартыненко В.А. Реценз. Н. Контр. Утверд. Подпись Дата Лит. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Лист Листов 34 34 ПГАСА - ТБК-10 1.1 Характеристики ребристых плит покрытия Плиты ребристые прекрасно работают на изгиб, но, тем не менее, в связи с выступающими вниз балками, образуют неплоский потолок. Соответственно, это качество существенно ограничивает использование подобных материалов в жилых зданиях – они применяются лишь в чердачных покрытиях. Железобетонные изделия такого рода в нынешнее время производятся из конструкционного легкого бетона (имеющего плотную структуру), плотного силикатного бетона или бетона тяжелых марок. При этом, не учитывая массу плиты, предполагаемая в будущем нагрузка на нее должна составлять не более, чем 6,0 кПа. В таких железобетонных изделиях заранее предусмотрены специальные закладные изделия - они предназначены для крепления плит к несущим конструкциям, а также использования в процессе крепления парапетов. Классификация и маркировка современных железобетонных ребристых плит Плиты такого рода маркируются зависимо от следующих основных параметров: 1. Типоразмер плиты: указывается краткое наименование плиты и номер типоразмера, которому она соответствует. 2. Класс использованной в процессе производства изделия арматуры и тип бетона, а также, несущая способность конструкции. 3. Обязательно должно быть указано наличие в изделии отверстий, предназначенных для последующего монтажа вентиляционных систем и возможности обустройства шахт системами вентиляции. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 3 В нынешнее время Плиты покрытия ребристые изготавливаются из легких и тяжелых бетонов. Следует знать, что в том случае, когда в процессе изготовления элементов применялся легкий бетон, то соответственно, при маркировке плит указывается буква «Л». Современные типовые плиты покрытия ребристые равны размерам 3х6м, 3х12 м. Доборные плиты перекрытий предназначены и успешно используются в тех местах, для которых характерны повышенные снеговые отложения, к примеру, у фонарей, то есть, в пределах профиля покрытия именно в тех районах, где вес снегового покрова составляет свыше, чем 150 кгс/м2, а также, тогда, когда доставка на определенный объект строительства крупноразмерных плит, по тем или иным причинам, сопряжена с существенными и транспортными затруднениями или экономически нерентабельными расходами. Они имеют размер 1,5х6 м. Типы плит покрытия ребристых ПВ и ПГ: • тип ПГ – это плиты, не имеющие проема в полке; • тип ПВ – изделия с проемом в полке, который предназначен для пропуска воздуховода вентилятора, расположенного на крыше, или вентиляционной шахты. В данном случае возможно 3 вида специальных отверстий – 400 мм, 700 мм и 1000 мм, соответственно которым они обозначаются цифрами 1, 2, 3. Плиты перекрытий ребристые типа ПРТм, ПР и П: • П, ПР – это простые ребристые плиты; • ПРТм – тип плит, которые предназначены выдерживать большие нагрузки. Ребристые плиты перекрытий подобного рода выпускаются исключительно из тяжелого бетона, а кроме того, предварительно армируются напряженной арматурой. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 4 Этот тип ЖБИ используют в процессе строительства многоэтажных общественных или производственных зданий и всевозможных сооружений. Маркировка «ПРТм» обозначает, что такая плита предназначена под тяжелую нагрузку, да еще и модернизирована. Плиты ребристые перекрытий, в зависимости от того, каким именно образом они опираются на ригели каркаса, подразделяются на два типа: • тип 1П - это опирание на полки ригелей и могут иметь 8 типоразмеров (1П1 - 1П8), при этом, для плит 1П1-1П6 характерно наличие напряженной арматуры, а тип плит 1П7 и 1П8 имеет ненапрягаемую арматуру; • тип 2П – предполагает опирание на верх ригелей. Эти железобетонные изделия существуют только одного типоразмера 2П1 и характеризуются использованием в процессе их производства напряженной продольной арматуры. Лист 6.06 0101 - 10011 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 5
