Автоклавная обработка

 кДж

3. Потеря тепла вагонеток:

 

где – масса вагонеток, кг;

 – кол-во вагонеток  в автоклаве, шт.;

 – соответственно  максимальная температура нагрева  вагонетки в первом период и ее начальная температура, равная температуре воздуха в цехе,°С

 кДж

4. Потеря тепла сухих составляющих ячеистой массы:

 

где – масса сухих составляющих ячеистой смеси, кг;

 – теплоемкость  сухих составляющих, кДж\кг×°С;

 – соответственно  максимальная температура нагрева  сухих составляющих в первом периоде и их начальная температура, равная температуре ячеистой массы (),°C

 кДж

5. Потеря тепла влаги в ячеистом бетоне:

 

где – масса влаги в ячеистой массе, кг;

 – теплоемкость  воды, кДж\кг×°С;

 – соответственно  максимальная температура нагрева  влаги в первом периоде и  ее начальная температура, равная  температуре ячеистой массы,°С

 кДж

6. Потеря тепла теплоизоляции автоклава:

для расчета кол-ва теплоты, затраченной на нагрев теплоизоляции автоклава, вначале необходимо определить массу теплоизолирующего слоя

 

где – толщина теплоизоляционного слоя, равна 0,15…0,20 м;

 – средняя  плотность теплоизоляционного материала (минеральная или стеклянная вата), кг/м3;

 – площадь изоляционной  поверхности автоклава, м2, равная:

 

где – длина автоклава, м

 – наружный  диаметр автоклава, м, равный:

 м

 м2

 кДж

При выборе автоклава проходного типа изолируется только боковая поверхность аппарата. Если для расчета принят автоклав тупикового типа, то необходимо учесть массу изоляции торца автоклава, которая равна:

 

и определить ее как сумму:

 

 

где – теплоемкость теплоизоляционного материала, кДж/кг×°C;

 – температура  окружающей среды (температура в  цехе),°C

 кДж

7. Потеря тепа через изоляцию автоклава:

 

где – коэффициент теплоотдачи, Вт/м2×°C

 

где – толщина стенки автоклава, м;

 – толщина  слоя теплоизоляционного материала, м;

 – коэффициент  теплопроводности стенки автоклава, Вт/м2×°C;

 – коэффициент  теплопроводности теплоизоляционного  материала, Вт/м2×°C;

 – коэффициент теплообмена  м/д изолированной стенкой автоклава  и окружающей средой, Вт/м2×°C:

 

где – коэффициент, зависящий от формы тепловой установки;

 – температура  теплоизоляции на поверхности  автоклава, равная 40…45°C;

 – коэффициент излучения  реального тепла,

 

 

 кДж

 

8. Потеря тепла через неизолированные крышки автоклава:

 

 

где – кол-во крышек в автоклаве, шт.;

 – площадь  крышки автоклава, м2

 м2

 – коэффициент  теплоотдачи, Вт/м2×°C

 

 

где – максимальная температура нагрева неизолированной крышки автоклава в первом периоде,°C

 

 

 кДж

9. Потеря тепла энтальной паровоздушной смеси в свободном автоклаве:

 

где – энтальпия пара в первом периоде, кДж/кг;

 – плотность  пара в первом периоде, кг/м3;

 – свободный  объем автоклава, м3

 

где – объем форм, м3. (определяется по внешним геометрическим размерам формы)

 м3

 кДж

10. Потери теплоты, затрачиваемой на продувку:

 

где – расход пара на продувку автоклава, кг на 1 м3 бетона ( кг);

 – энтальпия  при давлении 1,3 МПа;

 – объем  изделий, загружаемых в автоклав, м3

 кДж

11. Неучтенные потери:

Неучтенные потери составляют 10% всех учтенных потерь за вычетом потерь тепла, затрачиваемого на продувку ()

 

 кДж

12. Энтальпия конденсата:

 

где – максимальная температура среды в автоклаве в первом периоде,°C

 кДж

13. Затраты теплоты в первом периоде с учетом экзотермии цемента:

 

где – тепловыделение цемента за первый период, кДж

 кДж

14. Расход пара за первый период:

 

где – энтальпия пара, подаваемого в автоклав, кДж/кг (=2784,6 кДж/кг)

 

15. Удельный расход пара за первый период:

 

 

• Период 2: расход теплоты при подъеме давления от 0,1 до 0,3 МПа и нагрев в течение 0,67 ч ()

1. Потери теплоты корпуса автоклава:

 

 

где – соответственно максимальная и начальная температура нагрева корпуса автоклава во втором периоде,°C

 

2. Потери теплоты форм:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева форм во втором периоде,°C

 

3. Потери теплоты вагонеток:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева вагонеток во втором периоде,°C

 

4. Потери теплоты сухих составляющих ячеистой массы:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева сухих составляющих во втором периоде,°C

 

5. Потери теплоты влаги в ячеистой массе:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева влаги в ячеистой массе во втором периоде,°C

 

6. Потери тепла теплоизоляции автоклава:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева теплоизоляционного материала во втором периоде,°C

 

7. Потери тепла через теплоизоляцию автоклава:

 

где = = 0,24 Вт/м2×°C

 

8. Потери тепла через неизолированные крышки автоклава:

 

 

 

где – максимальная температура нагрева неизолированной крышки автоклава во втором периоде,°C

 

 

 

9. Энтальпия паровоздушной смеси в свободном объеме автоклава:

 

где – энтальпия пара во втором периоде, кДж/кг;

 – плотность  пара во втором периоде, кг/м3;

- энтальпия паровоздушной  смеси в первом периоде, кДж/кг

 кДж

10. Неучтенные потери:

 

 

11. Энтальпия конденсата:

 

где – максимальная температура среды в автоклаве во втором периоде,°C

 кДж

12. Затраты теплоты во втором периоде с учетом экзотермии цемента:

 

где – тепловыделение цемента за второй период, кДж

кДж

13. Расход пара за второй период:

 

где – энтальпия пара, подаваемого в автоклав, кДж/кг (=2784,6 кДж/кг)

 

14. Удельный расход пара за второй период:

 

 

• Период 3: расход теплоты при подъеме давления от 0,3 до 1,3 МПа и нагрев в течение 1,5 ч ()

1. Потери теплоты корпуса автоклава:

 

где – соответственно максимальная и начальная температура нагрева корпуса автоклава в третьем периоде,°C

 

2. Потери теплоты форм:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева форм в третьем периоде,°C

 

3. Потери теплоты вагонеток:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева вагонеток в третьем периоде,°C

 

4. Потери теплоты сухих составляющих ячеистой массы:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева сухих составляющих в третьем периоде,°C

 

5. Потери теплоты влаги в ячеистой массе:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева влаги в ячеистой массе в третьем периоде,°C

 

6. Потери тепла теплоизоляции автоклава:

 

где – максимальная и минимальная температура нагрева теплоизоляционного материала во втором периоде,°C

 

7. Потери тепла через теплоизоляцию автоклава:

 

 

где = = 0,24 Вт/м2×°C

 

8. Потери тепла через неизолированные крышки автоклава:

 

 

 

где – максимальная температура нагрева неизолированной крышки автоклава в третьем периоде,°C

 

 

 

9. Потеря тепла энтальной паровоздушной смеси в свободном автоклаве:

 

где – энтальпия пара в третьем периоде, кДж/кг;

 – плотность  пара в третьем периоде, кг/м3;

 – свободный  объем автоклава, м3

 кДж

10. Неучтенные потери:

 

 

11. Энтальпия конденсата:

 

где – максимальная температура среды в автоклаве в третьем периоде,°C

 кДж

12. Затраты теплоты в третьем периоде с учетом экзотермии цемента:

 

где – тепловыделение цемента за третий период, кДж

кДж

13. Расход пара за третий период:

 

где – энтальпия пара, подаваемого в автоклав, кДж/кг (=2784,6 кДж/кг)

 

14. Удельный расход пара за третий период:

 

 

• Период 4: расход теплоты при изотермическом прогреве в течение 7 ч ()

1. Потери тепла через теплоизоляцию автоклава:

 

где = = 0,24 Вт/м2×°C

 

2. Потери тепла через неизолированные крышки автоклава:

 

= = 13,7

 

3. Энтальпия конденсата:

 

 

4. Затраты теплоты в четвертом периоде с учетом экзотермии цемента:

 

где – тепловыделение цемента за четвертый период, кДж

кДж

Поскольку в четвертом периоде потери теплоты компенсируются приходом тепла от экзотермических реакций гидратации цемента = кДж/период, то подача пара в установку не производится.

• Период 5: Приход теплоты при снижении давления от 1,3 МПа до 0,3 МПа и остывании в течение 7 ч ()

1. Корпуса автоклава:

 

 

2. Форм:

 

 

3. вагонеток:

 

 

4. Ячеистого бетона:

 

 

5. От изменения энтальпии пара в свободном автоклаве:

 

 

6. Теплоизоляции:

 

 

7. Конденсата:

 

 

где – теплота образования конденсата в соответствующем периоде. Конденсат, образовавшийся в первом периоде, в расчете не принимается, т.к. выпущен при продувке изделий паром.

8. Тепловые потери через изолированные и неизолированные поверхности:

 

 

9. Всего освобождается теплоты:

 

кДж

• Период 6: Приход теплоты при снижении давления от 0,3 МПа до 0,1 МПа и остывании в течение 0,60 ч ()

1. Корпуса автоклава:

 

 

2. Форм:

 

 

3. Вагонеток:

 

 

4. Ячеистого бетона:

 

 

5. От изменения энтальпии пара в свободном автоклаве:

 

 

6. Теплоизоляции:

 

 

7. Конденсата: