Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Аксенчик Константин Васильевич

Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий
<
Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Аксенчик Константин Васильевич. Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий: диссертация ... кандидата технических наук: 05.14.04 / Аксенчик Константин Васильевич;[Место защиты: Ивановский государственный энергетический университет им.В.И.Ленина].- Иваново, 2014.- 188 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Состояние вопроса по тепловлажностной обработке бетонных и железобетонных изделий 11

1.1 Способы тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий 11

1.2 Тепловые установки для тепловлажностной обработки 16

1.3 Факторы, влияющие на параметры режимов тепловлажностной обработки 20

1.4 Теоретические основы тепловлажностной обработки

1.4.1 Моделирование и расчет тепло- и массообменных процессов при тепло-влажностной обработке 26

1.4.2 Теплофизические и массообменные свойства бетонов 33

1.4.3 Тепловыделение при твердении цемента и динамика прочности при тепловлажностной обработке бетона

1.5 Методологические подходы к моделированию и расчету режимов тепловлажностной обработки 43

1.6 Выводы по главе и постановка задач исследования 48

ГЛАВА 2 Математическая модель процессов тепло- и массообмена в пропарочной камере

2.1 Системный анализ процесса тепловлажностной обработки в пропарочной камере 51

2.2 Математическое описание процессов тепло- и массообмена

2.2.1 Математическое описание процессов внутреннего тепло- и массообмена 53

2.2.2 Математическое описание процессов внешнего тепло- и массообмена...

2.3 Математическое описание динамики тепловыделения при твердении цемента в процессе тепловлажностной обработки бетона 64

2.4 Математическое описание динамики прочности бетона при сжатии в процессе тепловлажностной обработки бетона 68

2.5 Математическое описание теплофизических свойств теплоносителей и сред 71

2.6 Разработка алгоритма расчета процессов тепло- и массообмена 74

2.7 Тестирование алгоритма 78

2.8 Выводы по главе 83

ГЛАВА 3 Экспериментальные исследования процессов тепло- и массообмена при тепловлажностной обработке

3.1 Исследование свойств сырья для получения исследуемого бетона 85

3.2 Исследование теплофизических и массообменных свойств бетона 86

3.3 Методика проведения промышленного эксперимента 89

3.4 Промышленные экспериментальные данные и их анализ 92

3.5 Исследование динамики среднего влагосодержания в процессе тепловлажностной обработки 95

3.6 Проверка адекватности и адаптация модели 99

3.7 Выводы по главе 101

ГЛАВА 4 Расчетные исследования тепло- и массообмена в изделии в процессе тепловлажностной обработки

4.1 Исследование температурных полей и перепадов температуры по сечению изделия 103

4.2 Исследование полей влагосодержания и перепадов влагосодержания по сечению изделия 111

4.3 Инженерная методика расчета температуры, влагосодержания и их средних по сечению изделия значений 119

4.4 Выводы по главе 123

ГЛАВА 5 Методика расчета режимов тепловлажностной обработки железобетонных изделий

5.1 Постановка задачи и описание методики 124

5.2 Пример практического использования методики 130

5.3 Экономический анализ предлагаемых разработок 139

5.4 Выводы по главе 147

Основные результаты и выводы 149

Список литературы

Факторы, влияющие на параметры режимов тепловлажностной обработки

ТВО является одним из распространенных методов ускоренного твердения бетона, наряду с использованием химических добавок и быстротвердеющих цементов. Тепловые способы основаны на увеличении скорости реакций взаимодействия вяжущих веществ с водой при повышении температуры.

Большинство предприятий по производству строительных материалов требуют качественного технического и технологического переустройства для соответствия современным требованиям по энергосбережению и энергоэффективности. Проблема заключается в том, что для осуществления такого переустройства необходимы большие инвестиции, на которые в России наблюдается острый дефицит [10]. По оценкам специалистов ТВО составляет 70-80 % времени в общем цикле производства и на нее ежегодно расходуется более 12 млн. т у.т. [82, 166].

На основании анализа литературы [26, 29, 32, 40, 41, 52-55, 57, 61, 62, 75, 78-80, 82, 96-98, 106, 108, 109, 119, 125, 137, 152, 155, 157, 159] удалось установить, что в области ТВО бетонов на различных заполнителях проведены большие научно-исследовательские работы. Исследованием ТВО бетонов в разное время занимались А.Б. Виткуп, О.А. Гершберг, В.Д. Глуховский, И.Б. Заседателев, А.Д. Корнеев, Н.Н. Куприянов, Л.А. Малинина, Н.Б. Марьямов, С.А. Миронов, А.В. Нехорошев, Г.А. Объещенко, Н.И. Подуровский, В.Н. Пунагин, А.В. Саталкин, Л.А. Семенов и др.

ТВО может проводиться следующими способами: пропариванием в камерах (обработкой паром или паровоздушной средой (ПВС) при атмосферном давлении), обработкой в автоклавах (обработкой паром при повышенном давлении до 0,8-1,6 МПа), прогревом в среде увлажненных продуктов сгорания природного и других газов (ПСПГ). Наиболее распространенным способом ТВО бетонных и железобетонных изделий является пропаривание: с его применением производится свыше 90 % продукции заводского производства [57]. Причина столь широкого распространения заключается в создании благоприятных температуры и влажности среды для ускоренного твердения бетонов [40].

Для ТВО тяжелого бетона применяют влажный воздух (смесь сухого воздуха и водяного пара) или сухой насыщенный пар, который подают в пропарочные камеры, где он конденсируется на поверхности изделия, интенсивно нагревая его, и создает в камере ПВС с относительной влажностью 100 %, при этом практически не происходит испарение влаги из бетона [97].

Пропаривание может проводиться в неподвижной, малоподвижной или подвижной насыщенной ПВС, в среде чистого насыщенного водяного пара, а также в ПВС с избыточным давлением в начальный период подъема температуры.

Если ПВС не подвижна, то появляются температурные перепады, отсутствует четкое зонирование камеры по основным стадиям твердения, увеличивается продолжительность тепловой обработки (до 20 ч и более), наблюдаются значительные тепловые потери через загрузочно-съемные торцы, происходит переувлажнение изделий и снижение их качества при подаче открытого пара при давлении менее 0,1 МПа. ТВО в подвижной среде обеспечивает улучшение прочностных характеристик и однородности по прочности, позволяет существенно сократить длительность обработки [25].

При ТВО бетона в среде чистого насыщенного пара, вследствие более высокого коэффициента теплоотдачи насыщенного пара изделиям, ускоряется их прогрев и обеспечивается более интенсивное твердение бетона при температуре, близкой к 100 С; при прогреве в среде с относительной влажностью 100 % исключается испарение влаги из бетона и его высушивание; одинаковая температура по всему объему камеры обеспечивает получение изделий равного качества [82].

Режимы с избыточным давлением ПВС в начальный период подъема температуры весьма эффективны при пропаривании при температурах до 100 С. Они позволяют отказаться от предварительного выдерживания до пропаривания, бы 13

стро поднимать температуру в камере и сокращать общий цикл обработки без возникновения дефектов структуры и снижения прочности бетона по сравнению с бетонами нормального твердения, однако требуют создания специальных тепловых установок, способных воспринимать избыточное давление ПВС [98].

Процесс пропаривания складывается из периодов предварительного выдерживания (от конца формования до начала подъема температуры в камере); подъема температуры среды в камере до принятого наивысшего уровня; выдерживания при наивысшей принятой температуре (изотермический период); понижения температуры среды и изделий в камере. Последние два периода могут быть заменены термосным выдерживанием (остыванием изделий вместе с камерой без подачи в нее пара или воздуха). Цикл пропаривания принято выражать суммой отдельных его периодов [97]: Ц =ПР.В +ПОД +ИЗ +ОХЛ или Ц =ПР.В +ПОД +ТЕРМ , (1.1) где ПР.В, ИЗ, ТЕРМ, ПОД, ОХЛ – длительности периодов предварительной, изотермической и термосной выдержки, подогрева и охлаждения, соответственно.

Эффективность пропаривания определяется выбором рационального режима обработки в полном соответствии с принятым составом бетона, характеристиками цемента, заполнителей и добавок, конфигурацией и размерами изделия, начальной прочностью бетона к моменту обработки и другими факторами [40].

Пропаривание малоэффективно для легких бетонов, так как не обеспечивает требуемой прочности и влажности изделий после ТВО. Хотя пропаривание и допускает применение термосных режимов, все же обладает рядом недостатков: большой длительностью, перерасходом энергоресурсов по сравнению с нормами (в 2-3 раза), перепадами температур по объему камеры и др., между тем для тяжелых бетонов этот способ широко используется.

Автоклавная обработка используется для бетонов на смешанных вяжущих и ячеистых бетонов, исключает применение добавок, сохраняет недостатки пропа-ривания в части длительности обработки и необходимости в котельных, а в производстве сборного железобетона практически не применяется. Избыточное давление окружающей среды положительно сказывается на свойствах цементного камня и бетона, поскольку создает благоприятные условия самоуплотняющимся цементным частицам, обеспечивает получение качественных контактных зон микробетона [98, 120].

Характерной особенностью автоклавной обработки является то, что периоды подогрева и охлаждения делятся на два этапа, границей которых является температура 100 С. Это обусловлено возникновением больших термических напряжений при температурах до 100 С, которые приводят к снижению качества изделий [82].

Воздействие избыточного давления в конце начального периода подъема температуры (при 100 С) практически не оказывает значительного влияния на формирование структуры, так как в основном уже завершились деструктивные процессы, а дефекты структуры, образовавшиеся на начальной стадии, оказываются необратимыми [98].

Математическое описание процессов внутреннего тепло- и массообмена

Математическое описание процессов тепло- и массообмена в бетонном изделии представлено в работах, выполненных совместно с Н.И. Шестаковым [2, 3, 5, 9, 12] и М.Ю. Белозор [2], и в работах [4, 6, 7, 11, 13, 14]. При составлении математического описания процессов тепло- и массообмена приняты следующие допущения: 1) внутренний тепло- и массообмен протекает в сплошном плоском бетонном (железобетонном) изделии, которое представляет собой неограниченную пластину (рис. 1.5); 2) если температура в пропарочной камере меньше 100 С, то изделия под 54 вергаются ТВО в ПВС, если температура равна 100 С, то - в среде насыщенного водяного пара; 3) изделия располагаются в камерах пропаривания горизонтально открытой поверхностью вверх; 4) бетон рассматривается как однородный изотропный материал; 5) арматура не влияет на процессы распространения теплоты и влаги в бетоне; 6) теплоемкость, плотность и коэффициент диффузии бетона являются постоянными, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности бетона являются функциями средней температуры и влагосодержания бетона; 7) сток теплоты за счет испарения влаги в объеме бетона отсутствует, так как изделия находятся большую часть цикла ТВО в условиях 100 % относительной влажности ПВС; 8) так как избыточное давление в камере не превышает 78,5-98,1 Па [97], то принято, что в камере давление равно атмосферному; 9) значения коэффициентов тепло- и влагоотдачи переменные во времени; 10) коэффициенты теплоотдачи при конденсации пара из ПВС на открытой поверхности и днище формы одинаковы; 11) коэффициенты влагоотдачи при конденсации водяного пара из ПВС близки к коэффициентам влагоотдачи при испарении с поверхности жидкой пленки [97]; испарение влаги происходит только на открытой поверхности бетона; 12) изделия сразу после формования направляются в пропарочные камеры, поэтому температуру и влагосодержание бетона в начальный момент времени можно принять постоянными по всему объему изделия.

Математическое описание процессов внутреннего теплообмена в изделии представлено дифференциальным уравнением теплопроводности в одномерной постановке: где Т – температура, К; х – координата, м; – время, с; а – коэффициент температуропроводности, м2/с; T ( ) , TСР ( ) – средняя по сечению изделия температура и температура среды в камере в момент времени , соответственно, К; U – среднее по сечению изделия влагосодержание бетона, кг/кг; Ц – удельный расход цемента в бетоне, кг/м3; с – удельная теплоемкость бетона, Дж/(кгК); – плотность бетона, кг/м3; Q(x, ) – тепловыделение цемента в момент времени , Дж/кг; T0 – начальная температура бетона, К; Н – толщина изделия, м; – коэффициент теплопроводности бетона, Вт/(мК); ( ) – коэффициент теплоотдачи в момент времени , Вт/(м2К); х = 0 – открытая поверхность изделия; х = Н – закрытая поверхность изделия. влагосодержание, кг/кг; аm – коэффициент диффузии влаги в бетоне, м2/с; К – коэффициент пропорциональности, (кг/кг)/(Дж/кг); U0 – начальное влагосо-держание бетона, кг/кг; П, Щ, В – удельные расходы мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды в бетоне, соответственно, кг/м3; () – коэффициент влагоотдачи в зависимости от времени, м/с; р(т) - относительная влажность среды в камере в момент времени г, доли ед.; рв,„ - плотность водяного пара, кг/м .

Коэффициент пропорциональности К представляет собой количество химически связанной воды единицей массы цемента при его частичной гидратации в бетоне, во время которой выделяется 1 Дж теплоты, (кг/кг)/(Дж/кг). Для обычных нормальных портландцементов среднее значение этого коэффициента равно 2,98-10"7 (кг/кг)/(Дж/кг) [19].

На значение влагосодержания бетона как капиллярно-пористого тела, обладающего минимальной и максимальной степенью насыщения влагой, введено ограничение

Umin = Up U Umax. (2.9) В качестве минимального влагосодержания Umia использована равновесная влажность бетона Up, определяемая по уравнению десорбции бетона (1.12). Максимальное влагосодержание Umax определялось экспериментально по стандартной методике ГОСТ 12730.3-78 [49] (см. п. 3.2). Теплоемкость и плотность бетона определяются по формулам (1.5) и (1.6). Коэффициент температуропроводности, входящий в уравнение (2.1), находится по формуле (1.7). Согласно допущению 6 принято, что

Математическое описание процессов внешнего тепло- и массообмена Математическое описание процессов внутреннего тепло- и массообмена дополнено известными критериальными уравнениями для расчета коэффициентов тепло- и влагоотдачи в разные периоды ТВО.

Процессы тепло- и массообмена при ТВО бетонного изделия протекают не только внутри изделия, но и на границах среды в камере с открытой поверхностью изделия и формы. Коэффициент теплопроводности материала формы ЛФ = 56 Вт/(м-К) [82] значительно больше, чем у бетона ЛБ = 1,7-4,5 Вт/(м-К) [97], а толщина стенки формы не превышает 15 мм, следовательно, термическим сопротивлением формы можно пренебречь и тогда вместо границы среды в камере с формой следует рассматривать границу среды с закрытой поверхностью изделия.

Период предварительной выдержки. В данный период происходит естественная конвекция от ПВС к открытой поверхности изделия при испарении с постоянной скоростью и естественная конвекция от ПВС к закрытой поверхности, так как массообмен отсутствует (рис. 2.5 а).

Исследование теплофизических и массообменных свойств бетона

Исследование ТВО проводилось в обычной ямной пропарочной камере цеха № 13 ОАО «Завод железобетонных изделий и конструкций» г. Череповца. Размеры камеры: 14,55,03,0 м, высота наземная части – 1,8 м. Данная камера используется на предприятии для ТВО фундаментных блоков и плит перекрытий в ПВС.

Исследование температурных полей выполнено на образце-блоке с размерами 593926 см, который формовался в отсеке формы с размерами 593928 см и рассматривался как часть фундаментного блока.

Исследование проведено в следующей последовательности: приготовление бетонной смеси; укладка бетонной смеси в форму; отбор бетонной смеси для определения прочности по контрольным образцам и укладка смеси в лабораторные формы; уплотнение бетонной смеси; установка форм в пропарочной камере; монтаж термопар в бетоне; замер температуры в характерных точках внутри и на поверхности образца в течение ТВО; распалубка образцов; определение массы, размеров и плотности контрольных образцов после обработки.

Бетонную смесь (состав № 2 из табл. 3.3) готовили механическим способом в бетоносмесителе гравитационного действия типа «Калибр БСЭ-162/160, объемом 160 дм3, с частотой вращения 28-30 об/мин.

Для определения прочности бетона при сжатии по контрольным образцам проводили отбор бетонной смеси и ее укладку в 4 лабораторные формы типа 2ФК-100 по 2 образца в каждой. 4 образца оставляли твердеть в нормальных условиях 28 сут, 4 образца отправляли вместе с основным образцом на пропарива-ние в промышленную камеру. Виброуплотнение бетона производилось на виброплощадке типа СМЖ 539М.

Через 45 мин после уплотнения (время схватывания цемента), когда форма с изделием уже была помещена в пропарочную камеру, в изделии монтировались термопары. В промышленном эксперименте использовались хромель-копелевые термопары [39] типа ТХК-4-1 с диаметром монтажной части 6 мм. Измерение температуры среды в камере производили с помощью жидкостного стеклянного термометра в металлическом чехле с ценой деления 2 С и диапазоном показаний 0-200 С. Термометр устанавливали в отверстие на крышке пропарочной камеры в непосредственной близости к исследуемому образцу.

Сложность установки термопар в образце заключалась в том, что необходимо было поставить термопары так, чтобы они находились в одинаковых условиях. Для обеспечения этого требования была выбрана срединная плоскость вдоль наибольшей стороны образца.

Для измерения температуры использовали принципиальную измерительную схему, показанную на рис. 3.4. Рисунок 3.4 – Измерительная схема для замера температуры в бетонном образце: 1, 2, 3 – горячие спаи термопар № 1, 2, 3 соответственно; 4 – бетонный блок; 5-10 – удлиняющие провода; 11 – многоканальный измеритель температуры

Горячие спаи термопар 1-3 монтировались в бетоне на глубине, показанной на рис. 3.3. Удлиняющие провода выводились через отверстие в стене пропарочной камеры наружу. Положительная и отрицательная клеммы всех термопар через устройство компенсации подключались к многоканальному измерителю температуры 11 типа МИТ-12 ТП, который обеспечивал измерение температуры (С) с разрешающей способностью индикации 0,1 С и основной погрешностью ±1 С. Показания с термометра и термопар 1-3 последовательно снимали с интервалом 15 мин в период подогрева и 0,5-1 ч – в период термосного охлаждения.

В эксперименте использован термосный режим пропаривания фундаментных блоков и плит перекрытий, принятый на предприятии: 3 + 5 + 8 = 16 ч, где 3 ч – предварительная выдержка, 5 ч – подъем температуры среды в камере, 8 ч – термосное охлаждение, при скорости нагрева и охлаждения 14 и 6,5 С/ч, соответственно.

После распалубки определялись масса, размеры и плотность контрольных образцов. Далее образцы подвергались испытанию на прочность при сжатии по стандартной методике ГОСТ 10180-2012 [48].

Результаты исследования температурного поля в бетонном блоке, подвергаемом ТВО в ямной пропарочной камере, представлены в п. 3.4 данной работы. 3.4 Промышленные экспериментальные данные и их анализ

Экспериментальные данные по динамике температуры в характерных точках образца в процессе его ТВО, полученные в промышленном эксперименте, представлены на рис. 3.5. Можно отметить, что в период подогрева и в начале термосной выдержки температура в центре образца tЦ меньше, чем температура поверхности образца tS, затем tЦ начинает превышать tS. На протяжении всего цикла обработки температура в центре образца не достигает температуры поверхности, а перепад температур между средой и поверхностью (tСРS) незначителен. Максимальный перепад температур между поверхностью и центром куба (tSЦ) в период подогрева составляет 26 С, что в 1,4 раза больше, чем в период термосной выдержки.

Скорость подъема температуры среды в первой половине периода подогрева больше, чем во втором в 2,3 раза, что не позволяет отнести данный нагрев ни к линейному, ни к нагреву с прогрессивно возрастающей скоростью, при котором учитывается нарастание прочности бетона в процессе подъема температуры. Ско 93 рость нагрева бетона на поверхности изделия неравномерная и в начале периода подогрева превышает нормативное значение (20 С/ч) в 1,4 раза.

Поверхностные слои образца в конце периода подогрева нагреваются до 100 С, что создает опасность вскипания воды, резкого увеличения ее объема в порах бетона и, как следствие, разрыхления поверхностных слоев.

Перепад температуры между поверхностью изделия и окружающей средой при выгрузке изделий из камеры составляет 26 С, что находится в пределах допустимых значений (40 оС).

В результате обработки и анализа экспериментальных данных установлено, что при ТВО по термосному режиму с температурой термосного разогрева 100 С и длительностью стадий, равной 3+5+8 ч, бетон не набирает требуемой прочности: прочность образцов после ТВО меньше проектной на 13 % (проектная прочность после ТВО – 24,4 МПа), а прочность бетона при сжатии в возрасте 28 сут меньше проектной на 4 % (проектная прочность – 34,9 МПа). Это можно объяснить недостатками применяемого режима обработки: превышением допустимой температуры и скорости нагрева, развитием больших перепадов температуры по сечению образца и, как следствие, недобором бетоном центральных слоев образца проектной прочности.

По разработанной в гл. 2 данной работы математической модели выполнено моделирование исследованного (базового) режима ТВО бетонных блоков (с размерами 593926 см), которые производятся на ОАО «Завод железобетонных изделий и конструкций» г. Череповца, и предлагаемого режима. Результаты моделирования базового режима представлены линиями 5-7 на рис. 3.5, из которого можно отметить хорошее совпадение экспериментальных и расчетных данных. Результаты моделирования предлагаемого режима – на рис. 3.6.

Исследование полей влагосодержания и перепадов влагосодержания по сечению изделия

Сравниваем влагосодержание на открытой поверхности бетона в конце ТВО с критическим влагосодержанием. Us = 0,0401 кг /кг, а UKp = 0,0180кг/кг, т. е. Us UKp, следовательно усадка не прогнозируется, поэтому особые меры по защите изделий от испарения влаги не требуются, а происходящее увлажнение приведет изделия к равновесному влагосодержанию U = 0,0573 кг /кг.

Расчет показал, что принятый режим ТВО 2+1,5+18,5 = 22 ч со скоростью подъема температуры среды - 30 С/ч, температурой термосного разогрева 70 С и скоростью термосного снижения температуры среды 2,16 С/ч, будет безопасным, но бетон не наберет проектной прочности в центральных слоях изделия, поэтому можно рекомендовать увеличение температуры термосного разогрева или набор прочности после пропаривания в цехе.

Оценка экономической эффективности предлагаемых в диссертации энергосберегающих технологических разработок, реализуемых на ОАО «Завод железобетонных изделий и конструкций» г. Череповца и заключающихся в изменении параметров технологического режима (п. 3.4 данной работы) и внедрении в производственную практику расчетно-экспериментальной методики назначения режимов ТВО бетонных и железобетонных изделий (п. 5.1 данной работы), выполнена с учетом дисконтирования текущих затрат и поступлений от реализации проекта в ценах 2013 г.

Расчеты выполнены на примере изделия в форме плиты с размерами 2,41,20,15 м при следующих исходных данных: расход портландцемента марки М400-Д20 – 350 кг/м3; песка – 685 кг/м3; шлакового щебня из доменного шлака фр. 5-20 – 1145 кг/м3; воды – 170 дм3/м3; добавки Реламикс Т–2 – 2,03 кг/м3, арматуры – 40 кг/м3. Класс прочности бетона при сжатии В27,5, марочная прочность в возрасте 28 сут – 34,9 МПа, проектная прочность через 0,5 ч после ТВО – 70 % от нормативной.

Для ТВО на предприятии плит принят термосный режим с длительностью периодов 3+5+8 (ч) и следующими параметрами: начальной температурой бетона t0 = 25 оС и окружающей среды tСР = 32 оС; температурой термосного разогрева tР = 100 оС; скоростью подъема и снижения температуры среды в камере w1T = 13,6 оС/ч и w2T = 6,25 оС/ч соответственно. Моделирование данного режима по разработанной программе в Mathcad показало, что режим является не безопасным с точки зрения появления усадки материала на поверхности изделия в конце ТВО.

Предлагаемые изменения технологического режима ТВО способствуют сокращению удельного расхода тепловой энергии на ТВО с 0,657 ГДж/м3 пропариваемого бетона до 0,517 ГДж/м3, т.е. на 27 %, о чем свидетельствуют результаты расчетов тепловых балансов пропарочной камеры для базового и предлагаемого режимов (прил. Д). В денежном эквиваленте снижение расхода тепловой энергии на ТВО при тарифе 230 руб/ГДж составляет 32,20 руб/м3. Таким образом, себестоимость продукции также снизится на 32,20 руб/м3 (0,7 %) и составит 4366 руб/м3. Калькуляция себестоимости продукции представлена в прил. Е.

Капиталовложения приняты единовременными, поэтому взяты без учета дисконтирования (табл. 5.5).

Расчет интегральных критериев экономической эффективности капитальных вложений выполнен по формулам (5.3)-(5.7). Чистый дисконтированный доход NPV (ЧДД), представляющий разницу между общей суммой дисконтированных потоков будущих поступлений денежных средств, обусловленных реализацией проекта, и общей суммой капиталовложений, рассчитан по формуле:

Индекс доходности инвестиций PI, представляющий отношение общей суммы дисконтированных потоков будущих поступлений денежных средств, обусловленных реализацией проекта, к общей суммой капиталовложений, рассчитан по формуле: CFt К Внутренняя норма прибыли IRR, представляющая норму дисконта, при которой величина ЧДД = 0, определена по формуле: NPV R -NPV Rm где R , Rmax - значения нормы дисконта, при которых ЧДД принимает соответственно любое положительное и отрицательное значения, близкие к нулю, доли ед.; NPVRmia, NPVRmax - ЧДД при i?min и i?max соответственно, руб. Дисконтированный срок окупаемости инвестиций DPP, т.е. момент времени, после которого ЧДД 0, определен из соотношения

Сравнение методик по расходу тепловой энергии, электроэнергии и затратам времени, которые необходимы для назначения параметров режима в лабораторных условиях, выполнено в работе [17] на примере изделия в форме плиты с размерами 2,41,20,15 м при следующих исходных данных: расход портландцемента марки М400-Д20 – 320 кг/м3; песка – 700 кг/м3; шлакового щебня из доменного шлака фр. 5-20 – 1100 кг/м3; воды – 149 дм3/м3; арматуры – 40 кг/м3. Марка бетона М 350, класс прочности на сжатие В25, марочная прочность в возрасте 28 сут – 32,1 МПа, проектная прочность через 0,5 ч после ТВО – 70 % от нормативной. Согласно рекомендациям [116, 123] назначены режимы ТВО: 1) изотермический 1+3+4+2 (ч) со следующими параметрами: начальной температурой бетона t0 = 20 оС и окружающей среды tСР = 25 оС; температурой изотермической выдержки tИЗ = 85 оС; скоростью подъема и снижения температуры среды в камере w1T = 20 оС/ч и w2T = 22,5 оС/ч соответственно; 2) термосный 1+4+15 (ч), со следующими параметрами: начальной температурой бетона t0 = 20 оС и окружающей среды tСР = 25 оС; температурой термосного разогрева tР = 85 оС; скоростью подъема и снижения температуры среды в камере w1T = 15 оС/ч и w2T = 3 оС/ч соответственно. Остальные данные представлены в прил. Д.

Похожие диссертации на Совершенствование тепловой работы пропарочных камер для тепловлажностной обработки железобетонных изделий