Основные габариты тепловой установки и теплотехнических показателей ее работы

    СОДЕРЖАНИЕ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

    Эффективность применения бетона в современном  строительстве в значительной мере определяется темпами производства железобетонных изделий. Решающим средством ускорения твердения бетона в условиях заводской технологии сборного железобетона является тепловая обработка.

    Тепловлажнастная  обработка – эффективный способ ускорения производства бетонных и железобетонных изделий. Степень совершенства и интенсивность процесса тепловлажностной обработки зависят от условий тепло - и массопереноса, от скорости и равномерности формирования структуры бетона.

      Тепловлажностная  обработка – наиболее длительная стадия, завершающая технологический процесс производства. Оптимизация режимов тепловлажностной обработки – важная технико – экономическая задача. Решение которой позволит снизить энергоёмкость производства, сократить расход вяжущего при сохранении высокого качества изделий.

    Твердение бетона – результат процессов  структурообразования. Процессы формирования структуры развиваются в системе «вяжущее - вода» за счёт гидратации исходных соединений, участия гидратных фаз в образовании гелекристаллического конгломерата – цементного камня.

    При тепловлажностной обработке в нагретом материале сохраняется влага, и  протекают процессы: химические реакции, структурообразование, тепло – и  массообмен.

    Процесс тепловой обработки занимает 70—80 % времени всего цикла изготовления изделий. На тепловую обработку расходуется до 70 % всей тепловой энергии на производство сборного железобетона. Затраты на тепловую обработку обусловлены не только затратами на пар и другие виды энергии, с ней связано количество форм и расход цемента. Длительность тепловой обработки определяет время оборачиваемости отдельных форм, стоимость которых составляет весьма существенную долю стоимости всех производственных фондов предприятия. На формы расходуется до 60—70 % массы всей стали, расходуемой на оборудование заводов, а отчисления на амортизацию форм в 1,5—2 раза выше, чем для всего основного оборудования.              

    До 85 % всей продукции заводского производства подвергается пропариванию в камерах при нормальном атмосферном давлении пара и температуре среды 60— 100°С. Кроме пропаривания применяют запаривание — обработку бетона в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара 174—191°С и давлении 0,9-1,3 МПа, нагрев в закрытых формах с контактной передачей теплоты бетону от различных источников через ограждающие поверхности  формы; электропрогрев бетона, прогрев бетона индукционными токами в электромагнитном поле.

    На  действующих предприятиях продолжительность  тепловой обработки колеблется от 2,5 до 24 ч. В большинстве случаев длительность тепловой обработки составляет 12—13 ч. Ускорение пропаривания без эффективных технологических приемов приводит к повышению расхода цемента. Например, ускорение пропаривания с 13 до 6—7 ч приводит к повышению расхода цемента в бетоне марки М 200 на 80—100 кг/м³. Интенсификацию тепловой обработки необходимо осуществлять одновременно с проведением таких мероприятий, как введение химических добавок—ускорителей твердения, формование из горячих смесей, двухстадийная тепловая обработка, использование цементов повышенного качества.

    Тепловая  обработка сборных железобетонных изделий производится до достижения ими требуемой отпускной (передаточной, распалубочной) прочности. При этом должна обеспечиваться необходимая прочность в возрасте 28 сут после пропаривания, т. е. заданная проектная марка бетона. Под отпускной прочностью бетона понимается такая прочность, при которой изделие разрешается отгружать с завода потребителю.

    Передаточная  прочность устанавливается для  предварительно напряженных изделий и характеризует прочность бетона, необходимую к моменту передачи на него предварительного натяжения арматуры. Передаточная и отпускная прочность регламентируется техническими условиями на определенный вид изделий. В ряде случаев отпускная прочность согласуется с потребителем и проектной организацией.[1]

    При тепловой обработке с контактной передачей теплоты изделия нагреваются, соприкасаясь с горячей средой через плотные непроницаемые перегородки. Такой способ тепловой обработки осуществляют в основном в кассетных установках, с помощью  которых изготовляют в настоящее время большую часть изделий для жилищного строительства. Наиболее распространены вертикальные кассетные установки, производящие плоские и сложные по форме изделия. В кассетных установках в качестве теплоносителей можно использовать пар, горячую воду, неконденсирующиеся газы, петролатум и др.

    Цели: определение конструктивных характеристик, основных габаритов тепловой установки  и теплотехнических показателей  ее работы.

    Основные  задачи курсовой работы:

    –  на основе глубокого изучения технической информации описать конструкцию и принцип работы кассетной установки; охарактеризовать основные процессы, протекающие при обработке материала в установке;

    – обосновать выбор режима тепловой обработки  изделий;

    – выполнить технологический расчет установки и определить ее габариты;

    – выполнить тепловой расчет установки, составить тепловой баланс и провести анализ  основных затрат тепла;

    – выполнить гидравлический расчет системы  теплоснабжения установки;

    – определить основные технико-экономические  показатели тепловой обработки изделий в установке.

      Структура курсовой работы включает пояснительную  записку на 33 страницу машинописного текста, один лист (формата А1) графической части с изображением схемы кассетной установки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 ОПИСАНИЕ  КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА РАБОТЫ

   КАССЕТНОЙ УСТАНОВКИ 

Организация производства. Кассетное производство широко используется при изготовлении конструкций разного назначения. Особенностью кассетного способа является формование   изделий в вертикальном положении в стационарных разъемных металлических групповых формах-кассетах, где изделия остаются до приобретения бетоном необходимой прочности. Звено рабочих в процессе производства перемещается от одной кассетной формы к другой, организуя производственный поток.

    Серийно поставляемые кассетные установки Гипростромаша (рисунок 1) состоят из станины, подвижной и стационарной, наружных стенок и набора разделительных стенок, часть которых дополнительно являются тепловыми отсеками. Каждая кассетная установка укомплектована машиной для сборки и распалубки разделительных стенок и тепловых отсеков. Разделительные стенки изготовлены из стального листа толщиной 24 мм, к которому прикреплены борта из уголков, образующих торцовые стенки и днище. 

1- станина, 2- разделительная стенка, 3- отсек  для формования панелей, 4- отсек  для пара, 5- фиксирующие упоры, 6- крайняя утепленная стенка, 7- механизм сжатия кассеты, 8- привод, 9- упорный дожимной винт  
 

    Рисунок 1 – Механизированная кассетная  установка 
 

    Паровые отсеки - это замкнутые полости. Между  двумя паровыми отсеками должно быть не более двух изделий. Комплект разделительных стенок и паровых отсеков устанавливают внутри станины на опорные ролики, с помощью которых кассеты перемещаются по балкам станины. Чтобы при распалубке первой стенки не перемещалась вторая (соседняя), их соединяют между собой скобами. После извлечения панели из открытого отсека откатывается вторая разделительная стенка, извлекается следующая панель и т. д. Все операции по передвижению стенок при сборке и разборке кассетной формы осуществляют с помощью системы рычагов, соединенных со съемной стенкой. Окончательное сжатие и устранение зазоров производят дожимными винтами с электроприводом. Бетонную смесь уплотняют разделительными стенками, на торцах которых закреплены вибраторы.

Особенности изготовления изделий  в вертикальных кассетных  формах.

      Технологический процесс изготовления изделий в вертикальных кассетах состоит из следующих основных операций: очистки и смазки форм, установки арматуры и закладных деталей, укладки и уплотнения бетонной смеси, тепловой обработки и освобождения изделий из форм. [2]

    Кассетные формы чистят и смазывают в  раскрытом виде, чтобы был доступ к поверхностям формы. Формы чистят металлическими щетками и сжатым воздухом. Смазывают формы эмульсионными  составами, хорошо удерживающимися  на вертикальных плоскостях, например эмульсионной смазкой ОЭ-2.

Арматуру  и закладные детали предварительно собирают в виде пространственного каркаса, последовательно укладывают в отсеки формы и фиксируют в проектном положении. Кассетную форму заполняют бетонной смесью в 3—4 приема с вибрационной проработкой каждого слоя.

    Тепловую  обработку осуществляют с помощью  пара контактным обогревом через стенки тепловых отсеков. Поскольку открытая поверхность составляет 2—4 % поверхности изделий, последние твердеют в условиях интенсивного прогрева при 100 °С. Для сокращения времени прогрева применяют подогретые до 30—40Сº бетонные смеси или подают пар в отсеки одновременно с началом формования. Можно также ускорить процесс остывания изделий путем подачи в паровые отсеки холодной воды после прекращения подачи пара. Общая продолжительность тепловой обработки 5—6 ч. Изделия освобождают из форм после их раскрытия при последовательном перемещении разделительных стенок кассет. Транспортируют изделия на склад в вертикальном положении.