Tính toán công nghệ khâu cứng rắn bêtông trong sản phẩm

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Địa điểm xây dựng nhà máy

3.3. Kế hoạch sản xuất của phân xưởng

3.3.1. Bảng chi phí thời gian cho từng công đoạn và số vị trí thiết bị 1. Tính số khuôn cần thiết

3.3.1.7. Tính toán công nghệ khâu cứng rắn bêtông trong sản phẩm

Phương pháp cứng rắn bêtông: trong quá trình hoàn thiện sản phẩm, sản phẩm sau khi được tạo hình xong để thúc đẩy nhanh quá trình cứng rắn bêtông (giảm thời gian quay vòng của khuôn sản phẩm) đồng thời nâng cao chất lượng bêtông sau khi cứng rắn ta phải chọn chế độ gia công nhiệt cho sản phẩm sao cho phù hợp.

Chọn chế độ gia công nhiệt trong hầm dưỡng hộ nhiệt ẩm.

 Tính toán số hầm gia công nhiệt cho bêtông bọt.

a. Số hầm gia công nhiệt.

Số hầm gia công nhiệt (nh) được xác định như sau:

Giả sử trong một hầm xếp 12 khuôn 12 5

60 

h 

n (hầm)

b. Kích thước.

 Chiều dài bể xác định theo công thức : Lb = n.Lx + ( n - 1 ).a + 2a Trong đó:

 n : số khuôn xếp theo chiều dài, 12 khuôn

 a : khoảng cách công nghệ , lấy bằng 0,1m

 Lx : chiều dài khuôn 1,2m.

Thay vào ta có :

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 71 Lb =121,2 + ( 12 - 1 )0,1 + 20,1 = 15,7 m

 Chiều rộng bể xác định theo công thức : Bb = n.Bx + ( n - 1 ).m + 2m Trong đó:

 n : số khuôn xếp theo chiều rộng, 1 khuôn

 m : khoảng cách công nghệ , lấy bằng 0,1m

 Bx : chiều rộng của hầm, lấy dựa vào khuôn có chiều rộng nhất 1,2 m Thay số vào ta có ;

Bb = 11,2 + 20,05 =1,3 m

 Chiều cao của hầm được chọn;

Hầm được xây cao 1,5m

Tường hầm: được xây bằng bêtông cốt thép dầy 0,34 m.

Ta chọn hầm có kích thước 15,7 x 1,3 x 1,5 (m) 3.3.1.8. Xác định chế độ gia công nhiệt

Hình 3.2. Biều đồ chế độ gia công nhiệt

Tính nhiệt lượng cung cấp cho qúa trình dưỡng hộ.

Quá trình gia công nhiệt được đặc trưng bằng tốc độ nâng hạ nhiệt và chế độ hằng nhiệt, nhiệt độ lớn nhất của hơi nước.

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 72 Với loại xi măng Pooclăng thường và để sản xuất đạt được 70% cường độ thiết kế khi tháo khuôn thì nhiệt độ lớn nhất khi gia công nhiệt = 800C

a. Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình gia công nhiệt Ta lấy thời gian hằng nhiệt là 4 giờ

Tốc độ nâng nhiệt là 20oC/ giờ Nhiệt độ ban đầu của vật liệu là 250C Thời gian nâng nhiệt là:  

20 25

80 2,75 giờ lấy 2,8 giờ Tốc độ hạ nhiệt là 350 C/giờ

Nhiệt độ cuối cùng của quá trình gia công nhiệt là 400C Thời gian hạ nhiệt là:

35 40 80 

= 1,14 giờ lấy 1,2 giờ Tính toán lượng nhiệt tiêu thụ cho 1 sản phẩm.

Bảng 3.5 - Các thông số tính toán cho như bảng sau:

STT Thông số Ký

hiệu Đơn vị Giá trị

1 Khối lượng bê tông GBT kg 450

2 Khối lượng cốt thép Gct kg 1150

3 Khối lượng khuôn Gkt kg 300

4 Chu kỳ gia công nhiệt Nâng nhiệt Hằng nhiệt Hạ nhiệt

h h h

2,8 4,0 1,2

5 Trọng lượng xi măng Gx kg 2510

6 Nhiệt toả ra do xi măng qx Kcal/kg 100

7 Lượng nước nhào trộn N kg 92

8 Tỷ nhiệt của nước Cn Kcal/kg0C 1

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 73

9 Tỷ nhiệt của cát Cc Kcal/kg0C 0,23

10 Tỷ nhiệt của xi măng Cx Kcal/kg0C 0,2

12 Tỷ nhiệt của thép Ct Kcal/kg0C 0,115

13 Nhiệt độ trong phân xưởng Tmt 0C 25

14 Nhiệt độ dưỡng hộ Tmax 0C 800c

15 Hệ số dẫn nhiệt của bê tông BT

Kcal/m0C.

h 1,2

18 Hệ số dẫn nhiệt của thép T

Kcal/m0C.

h 50

19 Thể tích bê tông của 1 sản phẩm VBT m3 0.5 20 Tỷ nhiệt của bê tông CBT Kcal/kg0C 0,21

b. Phần nhiệt cung cấp.

Nhiệt cung cấp bằng hơi nước.

Qcc1

= I .Gn ( kCal/chu kỳ ) Trong đó:

 I : Hàm nhiệt của hơi nước ở 800C, I = 84,93 kCal/kg ( 355kJ/kg )

 Gn : Lượng hơi cấp vào trong một chu kỳ gia công nhiệt Qcc1 = 84,93.Gn ( kCal/chu kỳ )

Nhiệt do hỗn hợp bê tông mang vào Qcc

2 = Gbt .Cbt .tmt = 4500,2125 = 2362,5 ( kCal/chu kỳ ) Nhiệt do khuôn và cốt thép mang vào

Qcc

3 = Gk.Ct .tmt =3000,11525=862,5( kCal/chu kỳ ) Nhiệt do thuỷ hóa xi măng

Qcc4 = qx .Gx = 0,28.2510 = 702 ( kCal/chu kỳ ).

c. Nhiệt tiêu tốn

Nhiệt đốt nóng hỗn hợp bê tông đến t0max.

Qtt1 = Gbt . Cbt .(t0max – tmt) = 4500,21(80 – 25) =5197,5( kCal/ chu kỳ ) Nhiệt đốt nóng khuôn.

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 74 Qtt2

= Gk . Cct(tmn – tmt) = 3000,115(60 - 25) = 1207,5( kCal/chu kỳ ).

Nhiệt hấp thụ vào nắp hầm.

Như đã giới thiệu trên: lắp hầm gồm 3 lớp.

Lớp thép có a= 0,005m

Lớp bông khoáng có a= 0,05m.

Lớp bêtông có a= 0,05m.

Do thép truyền nhiệt rất tốt lại rất mỏng và ở trong cùng nên ta bỏ qua. Như vậy nhiệt độ lớp thép được coi như nhiệt độ trong hầm.

Ta coi lớp bông khoáng là lớp gốc và chia thành 2 lớp

 = /2 = 0,05/2 = 0,025m.

Các giá trị trung bình:

 s1 = 0,05 kcal/m.0C.h

 C1= 0,21 kcal/kg.0C.h

 1 = 300 kg/m3 Hệ sô dẫn nhiệt độ:

a =  

300 . 21 , 0

05 , 0 . 1 1

1

C 

S 0,00079 m2/h

Khoảng thời gian xét đến sự biến thiên nhiệt độ  (h).

=  

00079 , 0 . 2 . 2

025 ,

0 2

1

a

s 0,39 h 0,4h.

Để chính xác và dễ tính ta qui đổi bêtông về bông khoáng để tính.

 S2=0,8 kcal/m.0C.h

 C2= 0,21 kcal/kg.0C.h

 2 = 2400 kg/m3 Ta có:

a=  

2400 . 21 , 0

8 , 0 . 2

2 2

C 

S 0,0016 m2/h.

Chiều dầy lớp qui đổi:

s2=

a a s

s s

1 2 2

1 1. .

= 0,00079

0016 , . 0 8 , 0

025 , 0 . 05 ,

0 = 0,02m.

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 75 Xác định số lớp qui đổi(m)

m= 2,5

02 , 0

05 ,

0  . Lờy 3 lớp Chiều dầy lớp áo qui đổi là:

sa=

1

s1 = 0,23m.

Sự chênh lệch nhiệt độ trong khoảng thời gian  là.

t =    

 

 



10 39 , 0 . 25 . 80



t 

tc d 2,150C.

Số đoạn thời gian xét đến biến thiên nhiệt độ.(K) K= 



 = 39 , 0

10 =25,64 lấy tròn 26

Nhiệt độ lớp chung giữa bông khoáng và bêtông là:

t1 c=

r r

t r t

r

BK BT

BK BK BT

BT



 . .

. .

Tương tự ta tính được nhiệt độ lớp chung giữa bêtông và không khí:

t1 c=

r r

t r t

r

BT KK

KK BT BT

KK



 . .

. .

Trong đó:

rBK =

S SBK

1

= 0,05 025 ,

0 = 0,5.

RBT =

S SBT

2

= 0,8 02 ,

0 = 0,025.

rKK = 02 , 0

SB

 =

02 , 0

008 ,

0 = 0,4.

Từ các thông số và thay vào công thức tính toán ta lập được bảng sau:

Bảng 3.6 – Các thông số của hầm dưỡng hộ K  (h)

Bông khoáng

Tc1

Bêtông

Tc2

0S 1S 2S 1S’ 2S’ 3S’

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 76

1 0 25 25 25 25 25 25 25 25

2 0,39 27,15 25 25 25 25 25 25 25

3 0,78 29,3 26,08 25 25 25 25 25 25

4 1,17 31,45 27,15 25,54 25,51 25 25 25 25 5 1,56 33,6 28,49 26,33 26,28 25,26 25 25 25 6 1,95 35,75 29,97 27,39 27,3 25,64 25,13 25 25 7 2,34 37,9 31,57 28,63 28,52 26,22 25,32 25,06 25,06 8 2,73 40,05 33,27 30,04 29,9 26,92 25,64 25,16 25,15 9 3,12 42,2 35,05 31,58 31,4 27,77 26,04 25,4 25,37 10 3,51 44,35 36,89 33,22 33,01 28,72 26,58 25,71 25,66 11 3,9 46,5 38,79 34,95 34,7 29,8 27,21 26,12 26,06 12 4,29 48,65 40,72 36,75 36,47 30,96 27,96 26,63 26,54 13 4,68 50,8 42,7 38,6 38,29 32,21 28,8 27,25 27,12 14 5,07 52,95 44,7 40,5 40,16 33,55 29,73 27,96 27,78 15 5,46 55,1 46,72 42,43 42,08 34,95 30,75 28,76 28,54 16 5,85 57,25 48,77 44,4 44,02 36,41 31,85 29,64 29,37 17 6,4 59,4 50,82 46,39 45,99 37,94 33,03 30,61 30,28 18 6,63 61,55 52,9 48,41 47,98 39,51 34,27 31,65 31,26 19 7,02 63,7 54,98 50,44 50 41,13 35,58 32,77 32,31 20 7,41 65,85 57,07 52,49 52,03 42,79 36,95 33,95 33,42 21 7,8 68 59,17 54,55 54,07 44,49 38,37 35,18 34,59 22 8,19 70,15 61,27 56,62 56,12 46,22 39,84 36,48 35,8 23 8,58 72,3 63,38 58,7 58,19 47,98 41,35 37,82 37,06 24 8,97 74,45 65,5 60,79 60,26 49,77 42,9 39,21 38,37

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 77 25 9,36 76,6 67,62 62,88 62,34 51,58 44,49 40,63 39,72 26 9,75 78,75 69,74 64,98 64,43 53,41 46,11 42,1 41,1 Từ đó ta xác định được nhiệt độ trung bình của kết cấu hầm như sau:

ttbbt 45,15; ttbbk 68,77

Khi đó nhiệt lượng để đốt nóng nắp hầm là Q4. Q4=Qbk+Qbt.

Qbk=3x14x0,05x300x0,078x(68,77- 25)=2151Kcal.

Qbt=3x14x0,05x2400x0,227x(45,15-25)= 23052 kcal Q4=2151+23052 = 25203 kcal.

Nhiệt đốt nóng thành hầm:

Theo phương phấp Smith.

Ta chia hầm thành 4 lớp, chiều dầy mỗi lớp là:

S= 4

340 4 

 =0,085 m.

Các giá trị trung bình:

 =0,8kcal/m.oC.h

 Cbt= 0,21 kcal/kg.oC.

 bt = 2400kg/m3. Hệ số dẫn nhiệt độ.

a=  

2400 . 21 , 0

8 , 0 .C



 0,0016.

Khoảng thời gian xét đến sự biến thiên nhiệt độ.

= a

S

2

 2=

0016 , 0 . 2

085 ,

0 2

=2,26 h.

Độ chênh lệch nhiệt độ trong khoảng 8 giờ dưỡng hộ là:

t= 





 ).

(tc td = 

10 26 , 2 . 25 80

=12,43oC.

Giả thiết nhiệt độ bề mặt vỏ là 30 oC.

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 78 - Tính chiều dầy lớp áo: SB=





2

1 . Trong đó: 1=BT=0,8 kcal/m.oC..h.

2 là hệ số trao đổi bức xạ nhiệt.

- Tính 2 .

2=A.





















 



 



 



 



 





100 100

.

4 4

4

.

. t t

t t t c

t n mt

t n o mt n

 .

Trong đó:

 A là hệ số phụ thuộc vào phương truyền nhiệt.

 Theo phương ngang A=2,2

 Theo phương đứng A= 2,8

 Theo phương xuống A= 1,6.

 Co là hệ số bức xạ trung bình của vỏ ngoàI bể. Ta lấy Co=4,4kcal/m2.oC.h

 tn là nhiệt độ mặt ngoài tn=30oC.

 tmt là nhiệt độ mổi trường tmt=25 oC.

  độ đen của tường. Lấy = 0,8 Thay vào ta có: 2=6,21kcal/m2.oC.

SB=  21 , 6

8 ,

0 0,128 m

Số đoạn thời gian ta xét đến sự biến thiên nhiệt độ(K).

K= 



 =2,26

10 = 4,42 chọn 5 đoạn.

Ta chỉ tiến hành xét sự biến đổi trong 5 đoạn.

Nhiệt độ lớp chung:

tc =

' . '.

r r

t r t

r kk bt





Tính

r= s =

21 , 0

085 ,

0 =0,4;

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 79 r’= '

'

 s =

02 , 0

128 ,

0 =6,4.

Từ đó ta lập được bảng biến thiên nhiệt độ như sau:

Bảng 3.7 – Bảng biến thiên nhiệt độ K  (h)

Bêtông

tc

0S 1S 2S 3S 4S

0 0 25 25 25 25 25 25

1 2,26 37,43 25 25 25 25 25

2 4,52 49,86 31,22 25 25 25 25

3 6,78 62,29 37,43 28,11 25 25 25

4 9,04 74,72 45,2 31,22 26,55 25 25

5 11,3 27,12 52,97 35,88 28,11 25,78 25,73

Xác định nhiệt độ trung bình của vỏ hầm:

ttb =33,83oC.

Xác định nhiệt đốt nóng tường.

Q5=Gt.Ct(ttb-tmt).

Trong đó: Gt là lượng bêtông làm tường.

Gt=V.= 2.(14+3).1,6.0,34.2400=44390kg.

Ct=Cbt+0,0006.ttb=0,21+0,0006.33,83=0,23kcal/kg.oC.

Thay vào ta được nhiệt lượng đốt nóng tường Q5=44390.0,23.(33,83-25)=90152kcal.

Nhiệt rò rỉ mất mát khác không tính được Nhiệt rò rỉ lấy bằng 10% nhiệt tiêu thụ.

Qtt6

= 0,1.

4 1

Qtt

Qtt6 = 0,1.( 372488 + 7274 + 22138 + 25203+90152 )

= 51725 ( kCal/chu kỳ ) Phương trình cân bằng nhiệt

SVTH:HỒ VĂN NHÃ- HOÀNG NGỌC HƯNG Trang 80

Qcc = Qtt

Qcc = 84,93.Gn +2362,5 + 862,5 + 702

= 84,93.Gn + 3927 ( kCal/chu kỳ )

Qtt = 51725 ( kCal/chu kỳ )

Vậy ta có lượng hơi nước cung cấp trong một quá trình gia công nhiệt.

Gn= 563

93 , 84

3927 51725

 

kg hơi nước cho một hầm gia công nhiệt trong một chu kỳ gia công

Lượng hơi nước cần cung cấp cho quá trình gia công nhiệt trong một chu trình gia công nhiệt (với 10 hầm gia công nhiệt) G = 5630 kg hơi.