- Био Вi = ad / l
- Фурье F0 = at2 / d2
- геометрический критерий r = x / 2
где : a - коэффициент теплоотдачи
l - теплопроводность
t2 - продолжительность температуропроводности
a - коэффициент температуропроводности
d - толщина изделия
х - расстояние от поверхности изделия до точки, в которой определяется температура
Коэффициент “d” определяется по формуле : d = l/сr
где : l - теплопроводность материала
d - толщина изделия
i - теплоемкость
r - плотность материала
В критериях Вi и Fо характеристический размер изделия принимается равным половине его толщины ( d / е ) при двухстороннем нагреве.
По заданию - односторонний нагрев, поэтому в указанном критерии подставляют толщину обрабатываемого изделия ( d ).
Для удобства расчета составляем вспомогательную таблицу : “Результаты расчетов основных теплофизических показателей и температур поверхности и центра изделия”.
Теплопроводность материала l есть функция от влажности и температуры, следовательно в период подъема температуры и охлаждения изменяет свое значение так как в эти периоды влажность и температура не являются константами. И так ,
l = ¦ ( W %, t0 )
Определить теплопроводность материала при различных температурах можно определить по формуле : lt = lo ( 1 + b t0 ) ,
где b = 0,0025 град- -1 ( температурный коэффициент )
t0 - средняя температура изделия в расчетном интервале.
Зависимость теплопроводности от влажности материала выражается формулой :
lw = l0 ( dl / dW ) W ,
где l0 - теплопроводность материала в сухом состоянии
lw - теплопроводность материала во влажном состоянии
W - объемная влажность материала
dl /dW - прирост теплопроводности на 1% объемной влажности
Расчет l сухого материала для каждого момента ТВО
l - 0,35 ккал / м.ч.град - теплопроводность материала при нормальных условиях.
lt = l0 ( 1 + b t0 )
l = 0,35 (1 + 0,0025.25) = 0,371
l30 = 0,35 ( 1 + 0,0025.30 ) = 0,376
l40 = 0,35 ( 1 + 0,0025.40 ) = 0,385
l50 = 0,35 ( 1 + 0,0025.50 ) = 0,393
l60 = 0,35 ( 1 + 0,0025.60 ) = 0,402
l70 = 0,35 ( 1 + 0,0025.70 ) = 0,411
l80 = 0,35 ( 1 + 0,0025.80 ) = 0,42
l85 = 0,35 ( 1 + 0,0025.85 ) = 0,424
l75 = 0,35 ( 1 + 0,0025.75 ) = 0,415
l65 = 0,35 ( 1 + 0,0025.65 ) = 0,406
l55 = 0,35 ( 1 + 0,0025.55 ) = 0,398
l45 = 0,35 ( 1 + 0,0025.45 ) = 0,389
Расчет l влажного материала для каждого момента ТВО с учетом температуры материала : l = ¦ ( W % ; t0 ) = lt ( dl / dW ) . W
Изменение влажности материала с течением времени принимаем по графику на стр. 47 методических указаний.
W = 35,04% l = 0,371 .35,04 .0,0648 = 0,842
W = 35,27% l = 0,376. 35,27. 0,0648 = 0,859
W0,5 = 36,12% l0,5 = 0,385. 36,12. 0,0648 = 0,901
W1 = 36,55% l1 = 0,393. 36,55. 0,0648 = 0,931
W1,5 = 36,97% l1,5 = 0,402. 36,97. 0,0648 = 0,963
W 2 = 37,48% l2 = 0,411. 37,48. 0,0648 = 0,998
W 2,5 = 37,99% l2,5 = 0,420. 37,99. 0,0648 = 1,034
.............................
W0,5 = 34,42 l0,5 = 0,424/ 34,42/ 0,0648 = 0,945
W 1 = 33,66% l1 = 0,415. 33,66. 0,0648 = 0,905
W 1,5 = 32,81% l1,5 = 0,406. 32,81. 0,0648 = 0,863
W 2 = 31,87% l 2 = 0,398. 31,87. 0,0648 = 0,822
W 2,5 = 31,19% l 2 ,5 = 0,389. 31,19. 0,0648 = 0,786
Удельная теплоемкость материала также зависит от температуры и влажности, т.е. С = ¦ ( W %, t0 )
Зависимость теплоемкости от температуры выражается формулой :
Сt = C0 ( 1 + bc t0 )
где С0 - удельная теплоемкость материала при 200С , bс = 3. 10 -3 град -1
Зависимость теплоемкости от влажности материала описывается формулой :
Сw = ( C0 + 0,01W ) / (1 + 0,01 W )
где Сw - удельная теплоемкость влажного материала
W - весовая влажность в %
Расчет удельной теплоемкости для каждой температуры
Сt = C0 ( 1 + bc t0 ) , C0 = 0,15 ккал/кг.град , bс = 0,003
C = 0,15 ( 1 + 0,003 .25) = 0,1612
С30 = 0,15 ( 1 + 0,003. 30 ) = 0,1635
С40 = 0,15 ( 1 + 0,003. 40 ) = 0,168
С50 = 0,15 ( 1 + 0,003. 50 ) = 0,1725
С60 = 0,15 ( 1 + 0,003. 60 ) = 0,177
С70 = 0,15 ( 1 + 0,003. 70 ) = 0,1815
С80 = 0,15 ( 1 + 0,003. 80 ) = 0,1860
С85 = 0,15 ( 1 + 0,003. 85 ) = 0,1882
С75 = 0,15 ( 1 + 0,003. 75 ) = 0,1837
С65 = 0,15 ( 1 + 0,003. 65 ) = 0,1792
С55 = 0,15 ( 1 + 0,003. 55 ) = 0,1747
С45 = 0,15 ( 1 + 0,003. 45 ) = 0,1702
Расчет удельной теплоемкости влажного материала с учетом температуры :
С = ¦ ( W % , t0 ) = ( Ct + 0,01W ) / ( 1 + 0,01 W )
Значение весовой влажности для каждого момента ТВО принимаем по графику на стр.47 методических указаний.
Основные технико-экономические показатели
Расчет сведен к расчету количества установок, обеспечивающих заданную производительность.
1) годовой фонд рабочего времени
Фг = [ 365 - (Дв + Дп + Дк ) ] tp.kн ,
где Дв , Дп , Дк - соответственно дни выходные, праздничные и дни, предусмотренные на капитальный ремонт ( 10 - 24 дня )
Кн - коэффициент использования рабочего времени, при односменной работе - 0,93...0,95 , при двухсменной 0,90...0,92.
tp - число рабочих часов в сутки
Фг = ( 365 - 123 ) 8.0,9 = 1742,4
2) требуемая часовая производительность
Птрч = Пгод / Фг = 25000 / 1742,4 = 14,35
3) Пч = Vбетона / tтво
tтво - полное время тепловлажностной обработки ( 12,25 )
Пч - часовая производительность установки
4) Требуемое количество установок (N ), обеспечивающих заданную производительность : N = Птр.ч / Пч
6. Охрана труда и техника безопасности
Заводы сборного железобетона относятся к числу предприятий, на которых санитарно-гигиенические условия труда и техники безопасности являются важнейшими критериями для повышения производительности труда, они обеспечивают сохранение здоровья каждого работающего на предприятии.
Многие цеха в результате выполнения технологических процессов создают значительное выделение пыли, конвекционного или лучистого тепла, паров и вредных газов, в формовочных цехах используются вибрационные механизмы, которые оказывают отрицательное влияние на состояние здоровья рабочего, они же являются источником шума и т.д., поэтому на предприятиях сборного желещобетона в целях обеспечения безопасных и нормальных санитарно-гигиенических условий труда необходимо строго руководствоваться правилами техники безопасности и производственной санитарии.
В этих правилах изложены требования по всему предприятию, по его отдельным цехам, технологическим переделам, транспортным средствам, вибрационному оборудованию, регламентированы нормативы по естественному и искусственному освещению, отоплению и вентиляции.
В цехах или районах, где расчетная температура воздуха ниже -200С , необходимо предусматривать воздушные завесы. В помещениях должна предусматриваться естественная и принудительная вентиляция.
В цехах, где используются вибрационные механизмы, должны быть приняты меры по устранению воздействия вибрации.
При работе вибрационных механизмов шум характеризуется уровнем звукового давления в децибелах, а вибрация - виброскоростью.
Уровень шума и вибрации на рабочих местах не должен превышать допустимые пределы, в противном случае необходимо устраивать звуковую и вибрационную изоляцию помещений, рабочих мест и машин, например установку виброплощадок на массивные фундаменты, изолированные от пола упругими прокладками, обязательное крепление форм на виброплощадках и ударных столах, укрытие виброплощадок акустическими кожухами и т.д.
На складах цемента и в бетоносмесительных цехах (где значительная концентрация пыли) для пылеосаждения используют пылеосадители типа НИИОГАЗ и матерчатые фильтры, которые обеспечивают очистку воздуха до 97-99% .
Строгое соблюдение правил техники безопасности должно соблюдаться при работе на основных технологических переделах.
В арматурном цехе при ведении сварочных работ необходимо заземлять сварочные аппараты, применять очки и щитки со светофильтрами и .т.д.
При приготовлении бетонной смеси необходимо следить за исправной работой вентиляции, герметизацией кабин пультов управления дозаторами и смесителями, системой сигнализации и автоматизации.
При натяжении арматуры гидродомкратами их необходимо ограждать сетками, а по торцам стендов и форм устанавливать щиты, на время натяжения арматуры включать сигнальную лампу ; закладные детали, сетки и каркасы укладывать при натяжении арматуры не более , чем на 50% проектной ; тяги захватов и упоров периодически испытывать нагрузкой, равной 110% усилий максимального натяжения.
Формование изделий осуществлять при включенной звуковой сигнализации, управление формовочными машинами должно быть дистанционным. При тепловой обработке изделий следует не допускать утечки пара из камер, занружать и выгружать камеры с помощью автоматических траверс.
Список используемой литературы
1. Еремин Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов. ВШ., 1986.
2. Методические указания по выполнению курсового проекта. Составители : Еремин Н.Ф., Никольская Т.С.
3. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. ВШ, 1986.
4. Баженов Ю.М. Технология бетона., ВШ, 1987.
5. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М., Стройиздат, 1986.