СПОСОБЫ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Теплотехника

и

Теплотехническое оборудование

Технологии строительных

изделий
Министерство образования Российской Федерации

Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова

О.А.Долгова

Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии

Строительных материалов

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета

в качестве конспекта лекций

Магнитогорск

Рецензенты:

Зав. кафедрой «Строительные материалы»

кандидат технических наук, доцент

Г.А. Зимакова

(ТюмГАСА, г. Тюмень)

кандидат технических наук, доцент

М.П. Кончичев

(ТюмГАСА, г. Тюмень)

главный инженер завода ЖБИ

С.В. Макаров

(ЗАО «Строительный комплекс» ОАО ММК, г. Магнитогорск)

О.А. Долгова

Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных материалов: Конспект лекций. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 80 с.

© О.А. Долгова, 2004

© МГТУ им. Г.И. Носова, 2004

Введение

Одной из составных частей технологии строительных материалов и изделий является тепловая обработка, на которую затрачивается около 30% стоимости производства строительных материалов и изделий. Кроме того, тепловая обработка потребляет около 80% от расходуемых на весь производственный цикл топливно-энергетических ресурсов.

Таким образом, создание экономичных тепловых процессов, позволяющих получать изделия высокого качества с минимальными затратами топлива и энергии, даст возможность существенно уменьшить капиталовложения в сферу строительства. Для создания таких тепловых процессов необходимы глубокие знания в области тепловой обработки строительных материалов и изделий, устройства тепловых установок, их конструирования и эксплуатации.

Тепловую обработку строительных материалов необходимо рассматривать в двух аспектах. С одной стороны следует проанализировать пути превращения сырьевых материалов в готовую продукцию или полуфабрикат в процессе тепловой обработки. Это задача сугубо технологическая.

С другой стороны, необходимо рассматривать работу тепловой установки, которая определяется законами теплотехники (теплотехническая задача).

При тепловой обработке в материалах и изделиях происходят физико-химические превращения, формируется структура, идут процессы тепло- и массопереноса, возникает напряженное состояние. Рассматривая в целом процессы, проходящие в материалах и изделиях при тепловой обработке, необходимо помнить, что они являются следствием процессов, проходящих в тепловой установке.

Изучение этой достаточно сложной взаимосвязи, порой еще мало исследованной, является главной задачей, которую приходится решать технологам.

Приобретение таких знаний предусматривает дисциплина «Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных изделий», основными задачами которой являются:

– изучить основы физических процессов, происходящих при тепловой обработке строительных материалов и изделий;

– изучить основы тепло- и массообмена, происходящих в изделиях при их тепловой обработке;

– научить грамотно назначать режимы тепловой обработки, от которых зависит технико-экономическая эффективность производства и качество выпускаемой продукции;

– научить рассчитывать необходимое количество теплоты и теплоносителя на тепловую обработку материалов и изделий с целью проведения мероприятий, направленных на экономию топливно-энергетических ресурсов.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

При производстве строительных изделий, деталей и материалов почти во всех случаях для перевода сырья в готовую продукцию применяют тепловую обработку. В большинстве случаев тепловая обработка дает возможность придать сырью новые, качественно отличные свойства, необходимые в строительстве. Такой процесс происходит за счет физических и физико-химических превращений в обрабатываемом материале, течение которых зависит от воздействия тепла.

Для теплового воздействия материал помещают в установку, которую в общем случае называют тепловой установкой. Различные физические и физико-химические превращения в материале требуют различного теплового воздействия. Поэтому в каждой тепловой установке создают свой необходимый для обработки продукции тепловой режим.

Под тепловым режимом понимают совокупность условий теплового и массообменного воздействия на материал; изменение температуры среды, скорость течения газов или жидкостей, омывающих материал, концентрацию газов, их давление.

Следовательно, тепловые режимы представляют собой совокупность тепловых, массообменных и гидродинамических процессов, происходящих в тепловой установке.

Тепловым процессом называют закономерную совокупность стадий теплового воздействия на материал с целью придания ему определенных заранее заданных свойств.

Для организации теплового воздействия на материал необходимо знать условия прохождения физических и физико-химических процессов в материале и их взаимосвязь с организованным тепло- и массообменным процессом в установке. Эту взаимосвязь: тепловой процесс в установке- течение процессов в материале и называют технологией тепловой обработки материала.

По организационно-технической структуре тепловые процессы условно делят на непрерывные и периодические, хотя оба они осуществляется непрерывно.

В непрерывных процессах все стадии тепловой обработки происходят одновременно, но в разных точках установок.

В периодических процессах отдельные стадии тепловой обработки протекают во всей установке, но в разное время.

Тепловой установкойназывают устройство, в котором будет идти тепловой процесс.

Главный признак тепловой установки – использование поданной тепловой энергии для технологической переработки материала или для ускорения протекающих при переработке химических реакций.

Тепловая установка представляет собой теплообменный аппарат и эффективность ее работы оценивается количеством тепловой энергии, переданной в единицу времени.

Установки также делят на установки непрерывного и периодического действия.

Периодические работают по замкнутому циклу. Сначала загружают рабочую камеру материалом, затем проводят тепловую обработку, после чего материал выгружают. Тепловой режим таких установок не стационарный, ибо в каждой точке производства рабочей камеры температура изменяется во времени.

Установки непрерывного действия работают в режиме, близком к стационарному (на практике его таковым и считают). В этих установках каждой точке рабочего пространства должна соответствовать постоянная во времени температура.

В таких установках загружают и выгружают материал непрерывно или с небольшими интервалами.

СПОСОБЫ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Промышленность строительных материалов производит большое количество бетонных и железобетонных конструкций, керамических изделий, теплоизоляционных материалов, минеральных вяжущих веществ и других изделий.

В технологии строительных материалов используется целый ряд различных методов тепловой обработки, что обусловлено различием свойств перерабатываемых и получаемых материалов, а также химических превращений, происходящих в технологии. Поэтому, прежде чем изучать отдельные виды тепловой обработки, необходимо их представить, классифицировать.

Поиск по сайту: