Тепловая установка "ямная камера"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Практическая работа по ПМ02

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА Тепловая установка «ямная камера», для специальности 08.02.03 Производство неметаллических изделий и конструкций

г. Перевоз 2018



Содержание

тепловой ямный камера пропарочный

1. Введение о назначении тепловой обработки

2. Характеристика изделия, подвергающего тепловой обработке

3. Характеристика тепловой установки для пропаривания изделий

3.1 Область применения и назначения ямной пропарочной камеры

3.2 Конструкция ямной пропарочной камеры

4. Выбор и обоснование режима тепловой обработки

5. Определение размеров, производительности и числа тепловых установок

6. Теплотехнический расчет ямной камеры

7. Охрана труда и техники безопасности

8. Список литературы



1. Введение

Железобетонные изделия используются в строительстве для возведения железобетонных конструкций с использованием предварительно изготовленных на заводе ЖБИ конструкций из Железобетона.

Железобетонные изделия изготавливаются литьём бетона в формах с последующим затвердеванием бетона. Впоследствии изготовленные таким образом изделия транспортируются к строительной площадке и монтируются. Преимуществом такой технологии в отличие от технологии изготовления железобетонной конструкции целиком на стройплощадке является упрощение контроля качества, т.к. изделие можно протестировать в условиях цеха, на малой высоте. Номенклатура железобетонных изделий разнообразна. Это детали фундаментов, стен, перекрытий, балки

Ускорение твердения бетона позволяет быстрее получить изделий с отпускной прочностью, повысить оборачиваемость форм и другого оборудования, а также эффективнее использовать производственные площади.

Основным методом ускорения твердения бетона является тепловая обработка. Она позволяет получить в необходимые сроки прочность изделий, допускающую их транспортирование на строительной площадке, монтаже в зданиях и сооружениях, восприятие действующих нагрузок. Поэтому такая обработка, несмотря на дополнительные затраты: на строительство тепловых установок, котельных для получения пара, повышенный расход цемента, а иногда некоторое снижение прочности бетона, является необходимым условием их заводского производства.

К тепловой обработке относятся:

- пропаривание изделий при атмосферном давлении

- запаривание изделий при повышенном давлении

- электропрогрев

- контактный прогрев

- метод горячего формования и т.д.

Наиболее распространено пропаривание. Теплоносителем или рабочим телом служит паровоздушная смесь или насыщенный пар.

Различают камеры пропаривания периодического действия, в которых все эти этапы процесса тепловой обработки периодически повторяются для каждой партии вновь загруженных в камеру отформованных изделий и камеры непрерывного действия, в которых изделия непрерывно проходят все этапы тепловой обработки в процессе их перемещения от начала до конца камеры.

Наиболее распространенными на практике камерами пропаривания периодического действия являются камеры ямного типа, полностью или частично заглубленными в землю и открывающиеся сверху для загрузки и выгрузки изделий.

Ямные камеры, рассчитанные на тепловую обработку крупных изделий, загружаемых при помощи крана, удобны в эксплуатации, допускают компактную укладку форм с изделиями или изделий на поддонах в несколько ярусов по высоте, что обеспечивает высокий коэффициент использования полезного объема камеры.

При заглублении камеры в землю и хорошей теплоизоляции сверху потери тепла через ограждающие поверхности весьма незначительны. Наиболее распространенными камерами непрерывного действия являются щелевые камеры.

Интенсификация технологии производства ж.б зависти главным образом от увеличения оборачиваемости форм и формующих установок. А это достигается, прежде всего, сокращением продолжительности тепловой обработки изделий. Тепловая обработка при использовании ямных пропарочных камер и щелевых занимает до 80% и до 60% при использовании кассет от общего времени оборота формы.

Поэтому целесообразно любое даже сравнительно небольшое сокращение. Сократить время тепловой обработки можно следующими технологическими способами:

1. Применение быстротвердеющих цементов повышенных марок.

2. Применение жестких смесей с малым в/п.

3. Рациональным составом бетона и режима прогрева.

4. Повторного вибрирования.

5. Введение ускорителя твердения.

6. Активизации цемента путем его помола.

Применение указанных мероприятий позволяет довести оборачиваемость форм и установок по тепловой обработке до 1,5-2 раза в сутки.



2. Характеристика изделия, подвергаемого тепловой обработке

Таблица 1

№ п/п	Наименование показателей	Единицы измерения	Числовые значения
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Габаритные размеры длина ширина толщина Объем бетона в изделии Объем изделия Масса арматуры в изделии Проектная марка бетона Масса изделия	мм мм мм м3 м3 кг кг/см2 / МПа/ кг	2380 990 220 0,298 0,520 9,34 200/20/ 745

Наименование изделия - Плита перекрытия многопустотная ПК 24.10.8

Чертеж панели представлен на рис.1.

Рис. 1 Плита многопустотная

б) Назначение панели

Конструкции перекрытий, технологии и материалы могут быть различными, в зависимости от типа и назначения здания. Однако можно уверенно утверждать, что наибольшее распространение сегодня имеют, безусловно, железобетонные плиты перекрытия. Их популярность можно объяснить универсальностью применения, которой обладает железобетонная плита перекрытия. Плиты используются для устройства перекрытий не только в зданиях из сборного железобетона, но и в домах с кирпичными стенами, или стенами из ячеистых бетонных блоков. Для межэтажных перекрытий применяют, как правило, железобетонные плиты перекрытия пустотные, по своим качествам наиболее соответствующие этой цели. Они имеют меньшую массу в сравнении со сплошными плитами, обладают лучшими тепло- и звукоизоляционными характеристиками. Кроме того, пустотные плиты перекрытия, размеры которых варьируются в очень широких пределах, облегчают задачу проектировщиков и строителей, позволяя легко подобрать необходимый типоразмер плиты, и избежать дополнительных работ. Немаловажным аргументом при принятии решения является и то обстоятельство, что при использовании железобетонной плиты перекрытия цена устройства такого перекрытия сравнительно невысока.

Рис. 2 Складирование многопустотных панелей

в) Характеристика бетонной смеси и подбор состава бетона

Подбор состава бетона.

Для изготовления панелей из бетона М200 используется б/ жесткостью Ж10-5сек, приготовленная на портландцементе марки «200», соответствующим требованиям ГОСТ 10178-76. «Портландцемент и шлакопортландцемент технические условия».

В качестве крупного заполнителя используется щебень с наибольшей прочностью Мкр =20мм и кварцевый речной песок средней крупности с модулем крупности Мкр=2,65, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10268-80. Бетон тяжелый. Технические требования к заполнителям ГОСТ 8268-74. Гравий для строительных работ. Общие требования. А также ГОСТ 8736-77. «Песок для строительных работ. Технические условия».

1)Определяем В/Ц

В/Ц= = = 0,6

Принимаем Жёсткость 10-5 сек и подвижность 1-4см

2)Определяем расход воды по таблице 2.2.

В=190л

3)Определяем расход цемента (кг)

Ц=

4)Определяем расход щебня

-по табл. 2.3

5)Определяем расход песка(кг)

6) Объемная масса смеси в уплотненном состоянии.

190+317+1250+900=2657 кг/м³

№ п/п	Наименование показателей	Единицы измерений	Численные значения
1. 2. 3.	Расход материалов на 1м3 смеси цемента воды щебня песка Водоцементное отношение Жесткость смеси	кг л кг кг - сек	317 190 1250 900 0,6 5-10



3. Характеристика ямной камеры

3.1 Область применения и назначения ямной пропарочной камеры

Установки для тепловлажностной обработки предназначены для ускорения твердения изделий. Обычно тепловлажностную обработку ведут до достижения 70% полной проектной прочности бетона.

Раньше всех на заводах сборного бетона появилась пропарочная камера периодического действия, которые и сейчас применяются в промышленности сборного ж/б. Это простейшие и наиболее распространенные пропарочные камеры. В зависимости от условий эксплуатации, уровня грунтовых вод камеры либо заглубляют в землю так, чтобы ее края возвышались над полом цеха не более 0,6-0,7м, или устанавливают специальные площадки.

3.2 Конструкция ямной пропарочной камеры

Камеры имеют прямоугольную форму и изготавливают их из железобетона. Стены камеры снабжают теплоизоляцией для снижения потерь тепла в окружающую среду. Пол делают с уклоном для стока конденсата. В полу трап для вывода конденсата (рис.3)



рис. 3 Ямная пропарочная камера

1- паропровод

2, 3-нижние и верхние перфорированные трубы

4-обратная труба

5- гидравлический клапан

6- контрольный конденсатор

7-водопроводная труба

8-водопровод подогретой воды

9-уплотнение

Ямная камера работает по циклу 12-15часов. Он включает в себя время на загрузку, на нагрев изделий, на изотермическую выдержку, на охлаждение на выгрузку материала.

Конструкции камер, применяющиеся на заводах, несколько различаются, но при любом исполнении имеют рассмотренные устройства, как:

1. Систему подачи пара

2. Отвод конденсата

3. Вентиляционное устройство

4. Крышку с гидрозатвором

в) Работа камеры заключается в следующем.

После разгрузки ее чистят и проверяют:

Работу вентиляций и подачи пара, надежно ли закрывается герметизирующий конус. После проверки камеру загружают изделиями. Изделия находятся в форме. Формы устанавливают друг на друга на расстоянии равном высоте прокладок (брусьев). Затем камеру закрывают крышкой и включают подачу пара. Пар, поступая снизу в камеру, где находится воздух, поднимается вверх, смешивается с ним и нагревается, образуя парообразную смесь. Одновременно пар конденсируется на изделиях, стенах, крышке, нагревает их, а сам в виде конденсата стекает в конденсатосборное устройство.

Общее давление в камере Р_к = Р_п Р_в.

По мере поступления пара степень нагрева камеры с материалом возрастает и достигает в конце периода прогрева максимальной температуры. Она всегда меньше 100⁰ С т. к. Р всегда меньше атмосферного на Р_в.

Далее изделие выдерживают в камере при достигнутой температуре, количество подаваемого пара снижается т.к. потребность в нем уменьшается. Это период изотермической выдержки.

После изотермической выдержки начинают охлаждение. Для этого отключают подачу пара, поднимают и соединяют вентиляционный канал камеры с вентиляционной системой.

Пар из камеры и с поверхности материала вместе с воздухом начинает пропускать воздух из цеха благодаря испарению влаги из швеллера в камеру. Открывают приточный затвор впуска воздуха в камеру. После охлаждения изделия выгружаются.



4. Выбор и обоснование режима тепловой обработки

Процесс тепловой обработки включает в себя следующие стадии:

1. предварительная выдержка

2. период подъема температуры

3. период изотермической выдержки

4. период охлаждения (снижения температуры).

Тепловую обработку ведут до получения бетоном передаточной прочности 280кг/см² (70% от проектной прочности).

Период предварительной выдержки необходим для того, чтобы подготовить бетон к тепловой обработке, чтобы бетон набрал начальную прочность, позволяющую препятствовать отрицательным воздействиям тепловой обработки во время изотермической выдержки без нарушения структуры.

Время предварительной выдержки принимается в соответствии в данном примере = 30 мин.

Время подъема температуры изотермической выдержки охлаждения принимаем по ОНТП - 7-85, соответственно для тяжелых бетонов табл. стр. для легких бетонов.

Максимальная температура изотермической выдержки там же.

Таким образом, общая продолжительность тепловой обработки составит в данном случае 0,5+3,5+6,5+2 = 12,5 часов.

Режим тепловой обработки представлен на рис.4.



Рис. 4



5. Определение размеров, производительности и числа тепловых установок

А)Определение внешних размеров пропарочной камеры

1)Определение длинны формы

Lф=nLизд.+(n+1)Lб

n- количество изделий расположенных по длинне формы

n=2

Lб =350-200мм

Lф=

2)Определение ширины формы

Bф=Bизд+Lб+Lб

Вф=0,99+0,35+0,35=1,69м

3)Определение высоты формы

Hф=Hизд+Hn

Hn-высота поддона(200мм)

Нф=220+200=420мм

Б)Определение внутренних размеров пропарочной камеры

1)Определение длинны формы

Lк=

L1-зазор между формой и стенкой(100мм)

Lк=

2)Определение ширины формы

Вф=

B1-100мм

Вф=

3)Определение высоты формы

Нк=

H1-зазор между крышкой и изделием=0,051м

H2-расстояние между изделиями=0,03м

H3-высота первой прокладки или первого кронштейна=0,03м

Нк=

В)Определение наружных размеров

Lк=Lквн+2В=6110+2х400=6910мм

Вк=Вк+2В=2140+2х400=2940мм

Нк=hk+hкр+hпод=2211+200+200=2611мм

Г)Определение числа тепловых установок

шт

Принимаем 10 штук

Исходные данные для теплотехнического расчёта ямной пропарочной камеры

№ п/п	Наименование величин	Обоз на чение	Числ. Значения
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 19. 20. 21. 22. 23. 24.	Характеристика изделия находящихся в камере Масса крупного заполнителя в 1м3 бетона, кг Масса мелкого заполнителя в 1м3 бетона, кг Масса воды в 1м3 бетона, кг Масса цемента 1м3 бетона, кг Марка цемента В/Ц отношение бетона Масса арматуры, приходящийся на 1м3 бетона Объем бетона в изделии, м3 Геометрический объём изделия, м3 Характеристики форм, находящихся в камере Число форм с изделиями, находящимся в камере Число изделий в одной форме, шт Масса одной формы, кг Длинна камеры внутри, м Ширина камеры внутри, м Высота камеры внутри, м Длинна камеры снаружи, м Ширина камеры снаружи, м Высота камеры снаружи Высота надземной части камеры, м Ширина крышки, м Длинна крышки камеры Масса внутрикамерных устройств, кг Масса метала крышки, кг Характеристика ограждений камеры Толщина слоя теплоизоляции крышки,м Средняя плотность материала теплоизоляции Коэффициент теплопередачи крышки камеры Коэффициент теплопередачи огражд. камеры Толщина слоя теплоизоляции стен и пола камеры Ср. плотность материала стен и пола камер Ср. плотность материала теплоизоляции стен и пола камеры Толщина гидроизоляции стен и пола камеры, м Ср. плотность гидроизоляции стен и пола камеры Температура воздуха в цехе Температурные хар-ки Начальная температура бетона Температура изотермической выдержки Начальная температура форм Температура среды в камере и внутрикамерных устройств перед подачей носителя Средняя температура ограждений перед подачей теплоносителя Средняя температура ограждений в период изотермической выдержки Характеристика режима ТО Продолжительность предварительной выдержки Продолжительность подъёма температуры Продолжительность изотермической выдержки Теплофизические хар-ки водяного пара и конденсата Скрытая теплота парообразования при средней температуре за стадия подъёма температуры Скрытая теплота парообразования при температуре изотермической выдержки Теплосодержания конденсата при средней температуре на стадии подъема температуры Теплосодержание конденсата при температуре изотермической выдержки Прочие исходные данные Коэфф. учитывающий прочие потери Средняя продолжительность оборота камеры Принятое в расчете кол-во камер Годовая программа цеха Физические константы Удельная теплоёмкость материала стен и пола Удельная теплоемкость металла Удельная теплоемкость материала, тепловой изоляции крышки, стен и пола камеры Удельная теплоёмкость твёрдой фазы бетона Удельная теплоёмкость воды Удельная теплоёмкость воздуха Истинная плотность металла Истинная плотность воздуха при 20оС	Щ П В Ц Мц В/Ц Ga Vиб Vи Nфк Nфи Gф Lвнк Ввнк Нвнк L B H Hназд Вкр Lкр Gуст Gкрм икрm Ккр Когр Toc Tб Tc Tф Tk T1 T2 R1 R2 I1 I2 Tk Nфкам Со См Co Сиз Ств Св Свозд Pмет pвозд	1250 900 190 317 200 0.6 250 0.298 0.520 5 2 1580 6110 2140 2211 6910 2940 2611 1.5 2.08 6.97 900 1600 0.04 100 2.51 2.25 0.04 1600 100 0.003 20 20 20 85 20 20 20 58 0.5 3.5 6.5 2363 2308 243 335 0.15 21.2 10 25000 0.84 0.482 0837 0.844 4.178 1.015 7850 1.104



6. Теплотехнический расчет ямной пропарочной камеры

Для выполнения теплотехнического расчета производится вычисление массы форм, твердой и жидкой массы бетона, находящихся в камере, массы внутрикамерных устройств и ограждений камеры и других, необходимых для расчета показателей.

Масса норм, помещаемых в камеру, определяется по формуле:

У_ф= У_фⁱ · n_u: кг

Где: n_u - число форм (изделий) в камере, = 4

У_фⁱ - масса каждой формы, кг. В соответствии с указаниями

У_фⁱ = 1580 Ч1,49 = 2354кг

У_ф = 2354: 4 = 588кг

Масса твердой фазы бетона, находящегося в камере при тепловой обработке определяется по формуле:

У_г = (Г_р + П + Ц) V^k_б: кг

Где Г_р, П, Ц - расходы, соответственно, гравия, песка и цемента

V^к_б - объем бетона в камере, м³.

V^к_{б =} п_иV_б^/ = 4 • 1,49 = 5.96м³

У_г = (1250 + 900 +317) •5.96 = 14703кг

Масса жидкой фазы находится в камере при тепловой обработке, определяется по формуле:

У_ж = В • V^к _б: кг,

где В - расход воды на 1м³ бетона, кг

У_ж = 190 • 5.96 =1132кг

Масса арматурной стали в изделиях, находящихся при тепловой обработке камеры, определяется по формуле:

У_а = Уⁱ_a nu: кг,

где: Уⁱ_a - масса арматурной стали в одном изделии, кг. Из технической характеристики изделия

Уⁱ_a = 250кг

Уⁱ_a = 250Ч4 = 1000кг

Масса внутренних устройств /стойки с автоматическими кронштейнами, паропровод/принимается У_у = 500кг.

Объем внутреннего пространства камеры определяется как произведение внутренних размеров, определенных ранее

V_k = В^/ х L^/ х Н = 2.14Ч6.11Ч2.21 = 28.8м³

Масса стенок и пола камеры: У_огр. =(В х L х Н - В^/ х L х М^/)Y, кг

где: Y_о - средняя плотность бетона, из которого выполнены стены и пол камеры,

Y_o = 1500кг/м³

В L, М - внешние размеры камеры, м

В^/, i^/, М^/ - внутренние размеры камеры, м

У_огр = (2.94 х 6.91 х 2.61 - 28.8)1500 = 36335кг

Площадь стен камеры выше уровня пола

F_ст = (В+ L) х hм₂

где h - высота подземной части камеры, м

h = 1,4м

F_ст. = (0.22+23.8)Ч1,4 =33.6м²

Масса металла крышки ориентировочно принимается равной

У^м_кр = 1800кг

Размеры крышки определяются следующим образом:

L_кр. = L^/ + б_ст. = 6.11 + 0,2 = 6.31м

В_кр. = В^/ + б_ст. = 2.14 +0,2 = 2.34м

Площадь крышки камеры

F_кр. = L_кр. + В_кр. = 6.31 х 2.34 = 14.76м²

Масса утепления крышки определяется по формуле:

У^у_кр. = Y_у( F_кр. х б_и) = 200(14.76Ч0,05)= 0.738кг



7. Охрана труда и техники безопасности

Камеры должны иметь надежную теплоизоляцию и максимальную герметичность.

Камеры нужно систематически очищать от мусора, не допускать засорения трапа.

При выбивании пара из камеры неисправность должна немедленно устраниться.

Ремонт паропровода разрешается проводить лишь после отклонения его от паровой магистрали.

Для спуска в камеры должны быть предусмотрены лестницы либо стационарные, либо переносные.

Спуск рабочих в камеру разрешается только после ее остывания до 40⁰ С и ниже.

Не допускается укладка на крыши камер формы и поддона с изделиями.



8. Список рекомендуемой литературы

1. ОНТП - 7- 85. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий сборного железобетона. М.: Стройиздат, 1986. 32 с.

2. Михайлов К. Б., Фоломеева А. А. Справочник по производству сборных железобетонных изделий. М.: Стройиздат,

3. Никифорова Н. М. Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов и изделий. М.: Высшая школа.

4. Перегудов В. В., Роговой М. И. Тепловые процессы и установки в технологии строительства изделий и деталей. М.: Стройиздат.

Размещено на Allbest.ru

...