10233
.pdf19
и разгрузку камер на время обеденных перерывов. При двухсменной рабо-
те в третью смену (а при односменной работе во вторую и третью смены)
может осуществляться только ТО. По окончании ТО сразу должна начи-
наться разгрузка данной камеры (в примере ТО в первой камере заканчи-
вается в обеденное время, поэтому разгрузка начинается сразу по оконча-
нии обеда). Не допускается предусматривать загрузку новых камер, если какая-либо из предыдущих уже освободилась полностью. Поэтому на цик-
лограмме после загрузки пятнадцатой камеры формы загружаются в первую камеру. Это и означает, что для данных условий пятнадцати камер достаточно.
Допускаются простои камер из-за несостыковки времени окончания разгрузки одной камеры и окончания загрузки предыдущей, например, на циклограмме камера № 1 освобождается в конце пятого часа второй сме-
ны, но загрузка её начинается в середине шестого часа, т.к. только в это время закончилась загрузка камеры № 15. И т.д.
Камера № 3 в конце восьмого часа второй смены не успевает загру-
зиться полностью, поэтому тепловая обработка в ней не начинается. На следующий день загрузка должна начаться с неё.
По циклограмме можно вычислить коэффициент оборачиваемости камер Коб. Для этого надо сосчитать количество загрузок камер за сутки и разделить его на количество рабочих камер (без учёта запасных). Обычно в расчёт берут только количество полных загрузок (в данном примере – 17),
но более точный результат получится, если учесть и незаконченную за-
грузку – 17,78. Тогда Коб = 17,78 : 15 = 1,185.
Построение циклограммы дублирует расчёт, поэтому требуемое ко-
личество камер можно определять только по ней, отказавшись от исполь-
зования формул.
20
3.9 Определение основных размеров ямных пропарочных камер.
Описание конструкции и работы ямной (напольной) пропарочной камеры
3.9.1 Необходимо выбрать конструкцию пола, стенок и крышек ям-
ных (напольных) пропарочных камер. Стенки могут быть как однослой-
ными (рисунок 3.4, б), так и трёхслойными (рисунок 3.4, а). В первом слу-
чае их изготавливают из лёгкого бетона или железобетона марок по сред-
ней плотности от D1400 до D1800 монолитными или из отдельных блоков,
толщиной не менее 200 мм. На заводах жби нередко можно встретить са-
модельные камеры из тяжёлого бетона. Такие стенки проще, дешевле, в
них отсутствует гидроизоляция, но в таких камерах теплопотери суще-
ственно выше, чем в трёхслойных.
Трёхслойные стенки состоят из несущего слоя из тяжёлого бетона или железобетона толщиной не менее 200 мм, слоя теплоизоляции из ми-
нераловатных, стекловатных или пенопластовых плит и гидроизоляции в виде стальных листов. Теплоизоляционный слой может располагаться как с наружной, так и с внутренней стороны (в последнем случае теплоизоля-
ционный материал должен иметь теплостойкость не ниже 100 °С). Чтобы уменьшить расход тепла на нагрев несущего слоя, тепло- и гидроизоляцию выгоднее делать с внутренней стороны стенок. Недостатком данной кон-
струкции является существенно бóльшая себестоимость и необходимость более частого ремонта, т.к. постоянный контакт с паровоздушной смесью вызывает ускоренную коррозию стали, а малейшие трещины в стыках ли-
стов гидроизоляции по периметру камеры приведут к увлажнению утепли-
теля и резкому увеличению теплопотерь. При установке теплоизоляции снаружи гидроизоляцию можно предусмотреть в виде плёнки между желе-
зобетонным и теплоизоляционным слоями. Снаружи теплоизоляционный
21
материал необходимо защитить штукатурным составом.
Рисунок 3.4 – Конструкция стенок ямной (напольной) камеры
Чтобы перемещаемые краном формы не задевали стенки камер, в
них предусматривают направляющие стойки из стального профиля,
например, двутавра. Для удобства в верхней их части делают скосы, помо-
гающие опускаемой форме занять нужное положение в плане (см. рисунок
3.4). Стойки располагаются по две штуки с каждой из четырёх сторон ка-
меры.
В верхней части стенок располагаются гидравлические затворы, из-
готавливаемые из швеллеров №№ 12 – 20 (см. рисунок 3.4). Во время ТО
22
их заполняют водой, чтобы при установленной крышке исключить свобод-
ный выход пара.
Если проектируются камеры с внутренней теплоизоляцией, то у смежных камер общая стенка будет пятислойная: общий бетонный слой и с двух сторон – теплоизоляционные слои с гидроизоляцией. При этом на стенке будут располагаться два гидрозатвора (общий гидрозатвор обычно не предусматривается).
Если проектируются камеры с наружной теплоизоляцией, то у смеж-
ных камер общая стенка будет состоять только из железобетонного слоя.
Пол камеры, как правило, изготавливается из железобетона. Он дол-
жен иметь уклон не менее 0,005 с четырёх сторон к отверстию для стока конденсата, закрывающемуся решёткой.
Теплоизоляцию пола, как правило, не предусматривают.
3.9.2 Для определения толщины ограждения пропарочной камеры
(стенок или крышки) сначала необходимо определить коэффициент тепло-
отдачи его наружной поверхности:
α = αк + αл, |
(3.9) |
где αк и αл – соответственно коэффициенты теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием, рассчитываемые по следующим формулам
|
|
Ф$ |
|
, |
|
|
|
αк |
= |
!н − !ос |
Вт/(м2 |
· |
K), |
(3.10)
где коэффициент Ф = 2,6 для вертикальных поверхностей и Ф = 2,1
для горизонтальных поверхностей;
tн и tос – температура, соответственно, наружной поверхности ограждения и окружающей среды, °С или К. Если данные температуры не
23
указаны в задании, то студент назначает их самостоятельно: tн = (25 – 40) °С для стенок и tн = (40 – 50) °С для крышки; tос = (10 – 20) °С.
( |
Тн |
))* ( |
Тос)) |
|
||
&'' |
|
|||||
αл = С |
|
|
&'' |
, Вт/(м2 · K), |
(3.11) |
|
|
,н*,ос |
|||||
|
|
|
|
|||
где С – коэффициент излучения серого тела (кажущаяся постоянная лучеиспускания). Рассчитывается по формуле (3.12);
Тн и Тос – абсолютная температура, соответственно, наружной поверхности ограждения и окружающей среды, К.
С = εС0, |
(3.12) |
где ε – степень черноты поверхности. Определяется по справочным данным в зависимости от выбранного материала, например, по таблице
3.1;
С0 – коэффициент излучения абсолютно чёрного тела. С0 = = 5,67 Вт/(м2 · K4).
Таблица 3.1 – Относительная поглощающая способность (степень черноты) некоторых материалов
Материал |
Ɛ |
|
Материал |
Ɛ |
Алюминиевая фольга |
0,09 |
|
Краска масляная |
0,78-0,96 |
Бетон |
0,62-0,63 |
|
Краска эмалевая |
0,85-0,95 |
Известковый раствор |
0,9 |
|
Рубероид |
0,93 |
Известковая краска |
0,3 |
|
Сталь гладкая полированная, |
0,27-0,29 |
|
|
|
оцинкованная |
|
Кладка из керамиче- |
0,88-0,94 |
|
Сталь матовая окисленная |
0,80-0,96 |
ского кирпича |
|
|||
|
|
|
|
|
Кладка из силикатного |
0,80 |
|
Цементная штукатурка |
0,29 |
кирпича |
|
|||
|
|
|
|
Расчёты показывают, что в диапазонах возможных температур tн и
24
tос, соответственно, от 25 до 40 °С и от 10 до 20 °С значение α изменяется в узких пределах. Например, при tиз = 80 °С и Ɛ = 0,95 для вертикальной стенки α изменяется от 9,21 до 11,43 Вт/(м2 · K).
Рассчитывается коэффициент теплопередачи:
Когр = |
-(!н*!ос) Вт |
|
|
|||
|
, |
|
, |
(3.13) |
||
!из*!ос |
м²·К |
|||||
|
|
|
|
|||
где tиз – температура изотермической выдержки в камере, °С или К.
Требуемая толщина однослойного ограждения определяется по фор-
муле
δогр = λогр( |
0 |
− |
0 |
), м, |
(3.14) |
Когр |
|
||||
|
- |
|
|||
где λогр – коэффициент теплопроводности материала ограждения – бетона или железобетона, Вт/(м·К).
Толщина ограждения (стенки) не должна приниматься менее 200 мм.
Не рекомендуется принимать толщину стенки более 400 мм.
Для многослойного ограждения необходимо назначить толщины не-
сущего (δн) и гидроизоляционного (δг) слоёв, определить по справочным данным коэффициенты теплопроводности несущего (λн), гидроизоляцион-
ного (λг) и теплоизоляционного (λиз,25) слоёв. Для стальной гидроизоляции λг = 58 Вт/(м·К), для тяжёлого бетона можно принимать λн = 1,7 Вт/(м·К).
λиз,25 можно принимать по справочным данным или по графе 7 таблицы Т.1
СП 50.13330.2012 [3]. Если проектируется ограждение с внутренней теп-
лоизоляцией, справочный коэффициент, указываемый для стандартной температуры 25 °С, необходимо пересчитать на фактическую температуру утеплителя при ТО:
25
λиз = λиз,25 + β(tиз – 25), Вт/(м·К), |
|
(3.15) |
|
где β – температурный коэффициент, |
Вт |
. При отсутствии справоч- |
|
м·К² |
|||
|
|
ных данных допускается принимать по таблице 3.2.
Значение λиз по формуле (3.15) получается несколько завышенным,
т.к. не вся теплоизоляция имеет температуру tиз, но этой погрешностью
можно пренебречь.
Таблица 3.2 – Температурные коэффициенты некоторых теплоизоляционных материалов (в диапазоне температур от 0 до 100 °С)
Материал |
β, |
||
Вт/(м·К²) |
|||
|
|
||
Плиты минераловатные или стекловатные марок по средней |
|
||
плотности: |
|
|
|
40 – |
80 |
0,00020 |
|
100 – |
140 |
0,00015 |
|
160 – |
180 |
0,00013 |
|
200 – |
300 |
0,00011 |
|
Диатомитовый кирпич |
|
0,00021 |
|
Плиты из ячеистого стекла |
|
0,00015 |
|
Плиты пенополистирольные и из фенолформальдегидного |
0,00016 |
||
пенопласта |
|
|
|
Плиты пенополиуретановые |
|
0,00011 |
|
Блоки (плиты) ячеистобетонные и полистиролбетонные ма- |
|
||
рок по средней плотности: |
|
|
|
D400 – D600 |
0,00023 |
||
D700 – D800 |
0,00021 |
||
Требуемая толщина слоя теплоизоляции определяется по формуле
δиз = λиз( |
0 |
|
− |
0 |
|
− |
1н |
− |
1г |
), м. |
(3.16) |
К |
|
|
|
||||||||
|
- |
|
2н 2г |
|
|||||||
Т.к. последнее слагаемое в скобках мало (менее 0,0001 м²·К/Вт), им можно пренебречь:
26
δиз = λиз( |
0 |
|
− |
0 |
|
− |
1н |
), м. |
(3.17) |
К |
|
|
|||||||
|
- |
|
2н |
|
|||||
Полученное значение необходимо округлить в бóльшую сторону до ближайшего стандартного значения для данного материала.
Толщина многослойного ограждения:
δогр = δн + δиз + δг, м. |
(3.18) |
После этого может быть рассчитана температура на границе между теплоизоляционным и бетонным слоями стенки:
tгр = tн · |
1н |
· α · (tн – tос), °С. |
(3.19) |
2 |
|||
|
н |
|
|
3.9.3 Внутренняя длина камеры определяется в зависимости от раз-
меров и расположения форм в ней по формуле
3вн |
= nф.д · Lф + 2L1 + (nф.д – 1) · L2, м, |
(3.20) |
к |
|
|
где nф.д – количество форм с изделиями по длине камеры; Lф – длина формы (в направлении длины камеры), м;
L1 – зазор между формой и поперечной стенкой пропарочной ка-
меры. Принимается равным от 0,1 до 0,25 м;
L2 – зазор между формами по длине камеры. Принимается рав-
ным от 0,10 до 0,15 м.
Длина формы определяется, в первую очередь, длиной железобетон-
ного изделия, а также высотой и конструкцией бортов, видом армирования
– с обычным армированием или с предварительным напряжением. В учеб-
27
ной работе допускается принимать длину формы равной длине жби плюс:
-0,35 м для несиловых форм при толщине изделия до 25 см;
-0,45 м для несиловых форм при толщине изделия свыше 25 см;
-0,60 м для силовых форм с упорами на поддоне.
3.9.4 Внутренняя ширина пропарочной камеры определяется также в зависимости от размеров и расположения форм в ней по формуле
Ввнк = nф.ш · Вф + 2b1 + (nф.ш – 1) · b2, м,
(3.21)
где nф.ш – количество форм с изделиями по ширине камеры;
Вф – ширина формы (в направлении ширины камеры), м;
b1 – зазор между формой и продольной стенкой пропарочной ка-
меры. Принимается равным от 0,15 до 0,25 м;
b2 – зазор между формами по ширине камеры. Принимается рав-
ным от 0,15 до 0,25 м.
Ширина формы определяется шириной жби, высотой и конструкцией бортов. В учебной работе допускается принимать ширину формы равной ширине железобетонного изделия, умноженной на nф.ш, плюс:
1)при одном изделии по ширине формы:
-0,35 м при толщине изделия до 25 см;
-0,45 м при толщине изделия свыше 25 см;
2)при двух и более изделиях по ширине формы:
-[0,35 + 0,1(nф.ш – 1)] м при толщине изделия до 25 см;
-[0,45 + 0,1(nф.ш – 1)] м при толщине изделия свыше 25 см; 3.9.5 Внутренняя высота пропарочной камеры без учёта гидрозатво-
ра определяется по формуле |
|
|
Нвн |
= nф.в (hф + hмп) + (nф.в – 1) h1 + h2 + h3 , м, |
(3.22) |
к |
|
|
28
где nф.в – количество форм по высоте камеры; hф – высота формы, м;
hмп – высота монтажной петли (расстояние от поверхности изде-
лия до верхнего края выступающей части монтажной петли), м. Принима-
ется по рабочим чертежам изделия;
h1 – расстояние между формами (между монтажной петлёй и формой) по высоте, м. Для обеспечения нормального теплообмена не ре-
комендуется принимать h1 менее 3 см. Слишком большое расстояние меж-
ду формами увеличивает высоту камеры, что не рационально. При приме-
нении пакетировщика h1 следует принимать по его технической характери-
стике;
h2 – расстояние между низом формы и дном камеры, м. Принима-
ется обычно равным от 0,15 до 0,20 м;
h3 – расстояние от верхнего изделия (монтажной петли) до плос-
кости, проходящей через верхние грани стенок камеры. С учётом того, что низ крышки камеры будет располагаться выше стенок камеры, данное рас-
стояние может быть как положительным, так и отрицательным:
h3 ≥ 0,05 – hгз, м, |
(3.23) |
где hгз – ширина полок швеллера гидрозатвора (см. рисунок 3.7), м.
Высота формы определяется высотой жби, конструкцией бортов,
длиной поддона, массой формы с изделием, а также способом производ-
ства (при стендовом способе толщина поддонов форм меньше, чем при аг-
регатно-поточном или конвейерном). В учебной работе допускается при-
нимать высоту формы по таблице 3.3.
3.9.6 Наружные размеры одиночной камеры в плане определяются
по формулам: