Материал: 2228

Третий этап выдержка изделий при постоянных давлении и температуре. Через 30 – 60 мин выдержки выравнивается температура по сечению изделий. Длительность выдержки сокращается по мере увеличения давления.

Вид А

6

6

5

7

А

4

3

2

1

Рис. 2.11. Автоклав с байонетным затвором:

1 фланец; 2 выступ на фланце; 3 крышка; 4 рукоятка редуктора; 5 редуктор; 6 подвеска крышки; 7 зубчатый сектор

Четвертый этап автоклавной обработки начинается с момента снижения давления. В этот момент изделие имеет более высокую температуру, чем среда, что вызывает парообразование в порах материала. На этой стадии в материале могут появиться трещины, и для их предотвращения важно снижать давление в автоклаве как можно медленнее. Для сокращения сроков спуска давления и с целью уменьшения влажности изделий после снижения давления рекомендуется вакуумирование автоклавного пространства в течение 1 2 ч до разрежения 50 60 %. В результате вакуумирования давление водяного пара внутри изделий становится выше автоклавного на 0,015 0,025 МПа, что способствует снижению температуры и сушке изделий.

Пятый этап охлаждение изделий от 100 °С до нормальной температуры. Здесь также важно обеспечить скорость охлаждения в таких пределах, которые не вызвали бы микротрещинообразования.

80

2.13. Расчёт автоклава

Исходные данные:

1. Изделия – ячеистобетонные простеночные

плиты каждая объемом……………………………………. Vизд = 0,63 м3.

2.Расход компонентов на 1 м3 ячеистобетонной смеси:

ПЦ М400 =281,7 кг; песка П=351,7 кг; воды В=195 л;

арматурной стали А=5,77 на 1 изделие.

3.Плотность бетонной смеси………………………………….. 700 кг/м3.

4.Масса форм-вагонеток ……………………………………Gф=3000 кг, размером…………………………………………….. 6,25 2,04 0,25 м.

5.Температура изделий до поступления в камеру…………… t1= 30 С, средняя температура изделий в конце периода подогрева...… t2 = 147,9 °С,

средняя температура изделий при выходе из камеры….. tк.ср = 46,1 °С.

6.Количество изделий в камере n = 15 шт.

7.Наружные стены камеры – металлические, толщиной 0,050 м, утепленные снаружи рулонным войлочным утеплителем толщиной δ = 0,3 м, обшитые тонким жестяным листом.

8.Коэффициенты тепловосприятия ограждений

камеры………………………………………………….. 1 = 30 Вт/(м2 С), теплоотдачи……………………………………………. 2 = 5 Вт/(м2 С).

Материальный баланс автоклава, кг/цикл.

Приход материалов за цикл:

▪Портландцемент марки М 400…… Gц=Ц n Vизд=281,7 15 0,63= 2662.

▪Вода затворения…………………........ Gв=В n Vизд=195 15 0,63=1843.

▪Заполнитель (песок)……………... Gп=П n Vизд = 351,7 15 0,63=3324.

▪Арматура…………………………………… Gа = А n = 5,77 15 = 87.

▪Формы-вагонетки…………………………… Gф = 3000 3 шт. = 9000.

Расход материалов, кг/цикл:

▪Вода испарения

(0,5% от массы бетона)…... Wi = 0,005 Vб ρ = 0,005 15 0,63 700 = 33 л. ▪ Оставшаяся вода…………………... Gв' = Gв – Wi = 1843–33 = 1810 л.

Масса остальных материалов на протяжении всего цикла тепловой обработки не изменяется.

Тепловой баланс автоклава, кДж/период.

Период подогрева

I. Приход тепла:

1. Тепло сухой части бетона

Q1c = (Gц + Gп) сс t1 = (2662 + 3324) 0,83 30 = 149051 кДж.

81

Здесь и далее теплоемкость материалов находим в табл. П.14, П.17. 2. Тепло воды затворения

Q1в = Gв св t1 = 1843 4,183 30 = 232218. 3. Тепло арматуры и закладных деталей

Q1а = Gа са t1 = 87 0,46 30 = 1200. 4. Тепло форм-вагонеток

Q1ф = Gф сф t1 = 9000 0,46 30 = 124200.

5. Тепловыделение цемента за первые 3 периода (см. п.2, с.83)

Q1э = Qэ.бет Vизд n = 23944 0,63 15 = 226 270. 6. Тепло пара

Q1п = Gп iп = 2 746 Gп ,

где iп– энтальпия пара, поступившего в камеру за период подогрева, кДж/кг. Суммарный приход тепла

6

Qприх = Q1c + Q1в + Q1а + Q1ф + Q1э + Q1п =

1

=149051+232218+1200+124200+226270+2746Gп= 732 939 + 2746 Gп .

II. Расход теплоты:

82

6. Тепло смеси, заполняющей свободный объем камеры,

Q2с.о = Vсв ρ1-2 i1-2 = 135,9 2,55 2746=7138. 7. Тепло, затрачиваемое на нагрев конструкции автоклава,

Q2стен = mавт сстен t2 = 19000 0,46 147,9 = 1292646. 8. Тепло, потерянное через ограждения автоклава,

Q2огр = 2 kст Fст (t2 – tо.с),

где kст коэффициент теплопередачи при λ = 0,044 Вт/м С и δ = 0,3 м.

Площадь стен автоклава Fст = 22 π 2+ π 22/4 = 141,3 м2.

Следовательно, Q2огр = 2 1,09 141,3 (147,9 – 20) =39398.

Суммарный расход тепла в период подогрева

8

Qрасх = Q2c + Q2в + Q2а + Q2ф + Qисп + Q2с.о + Q2огр + Q2стен =

1

= 734823 +1124335+5919+612306+87214+ +7138+1292646+39398 = 3 903 779.

Тепловой баланс зоны подогрева

6 8

Qприх = Qрасх , т.е. 732 939 + 2746 Gп = 3 903 779.

Удельный расход пара при нормальных физических параметрах в период подогрева

q1 = 3 168 884 / (2680 15 0,63) = 125,1 кг/м3.

Период изотермического прогрева

III. Приход теплоты, кДж/цикл:

1. Тепловыделение цемента за 4-й период (см. п.2, с.83)

Q3э = Qиз.180 Vизд n = 21972 0,63 15 = 207635.

83

2. Тепло пара

Q3п = Gп iп = 2777Gп ,

где iп – энтальпия пара, поступившего в камеру за период изотермии, кДж/кг.

Суммарный приход тепла

2

Qприх = Q3э + Q3п = 207635 + 2777Gп .

1

IV. Расход теплоты:

1. Тепло смеси, заполняющей свободный объем камеры,

Q4с.о = Vсв ρ1-2 i1-2 = 135,9 5,16 2777 = 1 947 354. 2. Тепло, потерянное через ограждения автоклава,

Q4огр = 2 kст Fст (tmax – tо.с),

где kст коэффициент теплопередачи при λ = 0,044 Вт/м С и δ = 0,3 м.

Суммарный расход тепла в период изотермической выдержки

2

Qрасх = Q4с.о + Q4огр = 1 947 354 + 49 285 = 1 996 639.

1

Тепловой баланс зоны изотермической выдержки

2 2

Qприх = Qрасх , т.е. 207 635 + 2777 Gп = 1 996 639.

1 1

Откуда Gп = (207635 1 996 639) / 2777 = 644 .

Значит Q1п = 1 788 388.

Удельный расход пара при нормальных физических параметрах в период изотермии

q2 = 1 788 388 / (2680 15 0,63) = 70,6 кг/м3.

Удельный расход пара в периоды подогрева и изотермического

прогрева

q = q1 + q2 = 125,1 кг/м3.

84