На 1 м3 расход раствора: Расход цемента на 1 м3 раствора для разных работ (примеры)

Расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича, пример

Рассчитать расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича, требуется в том случае, когда нужно определить предстоящие расходы при строительстве планируемого объекта.

Планирование и расчёт помогут приобрести нужное количество материала, чтобы по окончанию не осталось много излишков.

Давайте мы сейчас рассчитаем сколько нужно раствора на 1м3 кладки кирпича?

Для получения более менее точного результата, необходимо заранее знать несколько обязательных факторов:

1. Какой раствор буден использован при кладке.
2. Какой кирпич заложен в смету строительства.
3. Ширину возводимой стены.
4. Предполагаемую толщину кладочного шва.
5. В каких условиях производится сама кладка.

Это не праздные вопросы. От данных факторов зависит степень верности ответа на решение нашего вопроса.

У нас же нет желания делать неверные расчёты, которые дадут неточные результаты.

А теперь рассмотрим каждый пункт более детально, чтобы понять какое значение он оказывает на расчёты.

• 1 Раствор
  • 1.1 Виды кирпича
  • 1.2 Ширина стены
  • 1.3 Толщина шва
  • 1.4 Пример расчёта расхода смеси
  • 1.5 Нормы
  • 1.6 Считаем расход сами
  • 1.7 Расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича, итог

При возведении кирпичных объектов могут применяться различные виды растворов.

К наиболее популярным можно отнести:

• Песчано-цементную смесь;
• Глина с песком;
• Известковую смесь;
• Готовая смесь для кирпичной кладки.

Помимо этого, даже раствор одного вида может отличаться по своим свойствам, исходя из его состава, количества добавок и так далее.

Проще говоря, расход раствора на 1 м3 может различаться, в зависимости от его состава.

Это обусловлено тем фактом, что вышеперечисленные составы имеют разную плотность, усадку, эластичность и другие показатели.

Виды кирпича

Как вы понимаете, от того, какой кирпич будет использоваться при строительстве, во многом зависит расход раствора.

Если мы возьмём для сравнения цельный и пустотелый кирпич, то, естественно, при кладке пустотелого уйдёт больше раствора, так как он будет заполнять полости.

А если вы укладываете цельный кирпич, то излишки раствора попросту вытесняются наружу.

И думаю ни у кого не возникнет сомнения, что на большой по размерам кирпич или блок потребуется меньше раствора. Так укладывая двойной кирпич вы экономите почти 50% смеси.

Это происходит за счёт того, что двойной кирпич выше, следовательно соединительных швов с раствором будет вдвое меньше.

Ширина стены

Расход раствора зависит, и довольно существенно, от ширины стен.

Рассмотрим следующий пример. Вот перед нами стандартный, цельный кирпич.

• Возьмём колонну размером 1 м3. Для того, чтобы уложить кирпичи нам потребуется рассчитать расход раствора не только между рядами, но и между кирпичами. Так как почти с каждой стороны кирпичей будет находится соединительный шов. То есть постель, ложок и тычок будут находиться в растворе.
• При расчёте стены, к примеру в пол кирпича, раствор расходуется только между рядами и с боковой части под названием — тычок.

Толщина шва

От толщины шва, в основном, зависит расход раствора. Так как есть огромная разница от применения шва в один сантиметр, или полтора, два сантиметра.

Как вы понимаете, очень трудно, особенно начинающему каменщику выдерживать одинаковый размер швов по всей кладке.

Как бы вы ни старались, где-то шов получится пошире, а где-то поуже.

Небольшая разница в расходе смеси будет ощущаться и при различной ширине шва. В настоящее время модно делать соединительные швы, которые не доходят до края кладки. То есть, имеют заглубления.

Пример расчёта расхода смеси

Сейчас, благодаря Интернету, расчёты делать очень легко. Для наших услуг существует онлайн сервис — калькулятор расчёта количества строительного материала.

Благодаря которому можно рассчитать сколько кирпича и раствора вам понадобится.

Этот метод до того прост, что не стоит его описывать. Заходите на сайт с калькулятором, в меню слева выбираете что нужно просчитать.

Это может быть фундамент, крыша, блоки, кирпич или раствор.

После этого заполняйте предоставленную форму и нажмите — посчитать.

Такие калькуляторы помогают рассчитать необходимое количество кирпича, раствора и другого материала для постройки любого объекта. Главное внимательно заполнить таблицу и не перепутать единицы измерения.

Нормы

Хорош, также, вариант — не прибегая к калькулятору, обратиться к строительным ГОСТам.

В строительстве есть специально установленные стандартные нормы расходов того или иного материала.

В этих нормативах указан и расход строительной смеси на 1 м3. Конечно, как говорилось выше, ваш фактический расход может быть немного больше или меньше стандартов.
Существуют стандартные нормы, где на 1 м3 расходуется 0,221 м3 раствора.

Считаем расход сами

Возьмём упрощённый вариант:

• Кирпич одинарный, цельный.
• Толщина шва один сантиметр.

Остаётся выяснить, сколько нужно раствора на 1 м3 кирпичной кладки из одинарного кирпича.

Высчитаем объём одного кирпича без смеси
(250:1000)(120:1000)(65:1000)=0,250,120,065=0,00195 кубических метра.

Высчитываем объём кирпича с смесью в 1 см
(260:1000)(130:1000)(75:1000)=0,260,130,075=0,002535 кубических метра.

Объём одного куба равен единице. Как вы помните объём высчитывается путём умножения ширины, высоты и длины, то есть 1*1*1=1 кубический метр.

Теперь разделим единицу на объём одного кирпича с раствором и получаем 1:0,002535=394,47 кирпичей в кладке.
Затем 394 кирпича умножим на объём одного кирпича — 0,00195 и получим 0,7683 — это объём кирпичей в кубическом метре. Отнимем это значение от единицы и получим 0,2317 м3 — это объём занимаемый раствором в 1 м3.

Стоит понимать, что расход раствора на кирпичную кладку м3 будет больше, чем расход на кирпичную стену.

И чем тоньше будет стена, тем будет меньше расход смеси.

Расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича, итог

Мы сегодня выяснили как правильно рассчитать расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича.

Можно сделать определённый вывод, что в каждом конкретном случае может получиться свой результат, отличный от стандартного.

Приступая к расчётам следует учитывать все параметры имеющиеся в вашем случае. К примеру, если у вас кирпич — конструктор, сцепляющийся боковой стороной, то при расчёте прибавляют только толщину шва между рядами.

Если эта статья была полезна для вас и помогла вам рассчитать сколько нужно раствора на 1 м3 кладки кирпича, то поделитесь ею с друзьями, нажав на кнопки социальных сетей.

Рекомендуем к прочтению статьи по теме:

  Как рассчитать расход различных марок кирпича.

  Расчёт фундамента под кирпичный дом на примерах.

  Сколько кирпича нужно для мангала, как рассчитать.

  Сколько кирпичей в одном кубе, примеры расчётов.

  Сколько нужно кирпича на гараж, пример расчёта.

  Сколько нужно кирпича на камин, примеры расчётов.

Норма расхода цемента на 1м3 раствора для стяжки, кладки и штукатурки

Знание и соблюдение точной нормы вяжущего при приготовлении цементно-песочных и бетонных смесей позволяет избежать ошибок при подборе пропорций и расчете количества материалов. Отклонения от рекомендуемых СНиП значений в меньшую сторону приводит к снижению прочности раствора, в большую – к росту нецелевых затрат и ухудшению пластичности и трещиноустойчивости. Оптимальные результаты достигаются при одновременном учете строительных нормативов и сопутствующих факторов: требований к чистоте и сухости компонентов, активности вяжущего, размеров зерен наполнителя, составу воды, последовательности ввода ингредиентов, длительности и равномерности замеса.

Общие нормы

Взаимосвязь между требуемой маркой цементного раствора, видом используемого вяжущего и его массовым расходом на 1 кубометр отражена в таблице ниже:

Нормы вяжущего для приготовления бетонных смесей для сборных и монолитных ЖБИ и конструкций регламентированы СНиП 82-02-95, требования к общестроительным растворам – ГОСТ 28013. Расход инертного наполнителя зависит от объемов замеса, в большинстве случаев количество песка в кубометрах с ним совпадает. Касательно бетона это относится к щебню или гравию. На практике это означает, что расход песка на 1м3 раствора общестроительного назначения также равняется 1 кубу. Вода и вяжущее просто заполняют пространство между более плотными частицами, увеличение доли порошка на объеме не сказывается.

1. Нормы для кладочного раствора.

Марка прочности должна быть близкой, но не превышающей класс самих строительных блоков, игнорирование этого момента приводит к неправильному распределению нагрузки и ускоренной деформации кладки. Пропорции для цемента М400 и песка равняются 1:4, соответственно на 1 м3 кладочного раствора его понадобится около 350 кг (1/4 от общего объема умножают на насыпную плотность, измеряемую в кг/м3). Рекомендуемое соотношение В/Ц – 0,5, правильно приготовленная смесь должна быть пластичной и соскальзывающей с мастерка при наклоне свыше 40°, но ни в коем случае не стекающей.

2. Пропорции раствора для стяжек.

Минимальная марка прочности для заливки пола и нагружаемых участков лестницы – М150, готовить ее советуется на основе ПЦ не ниже М400. Оптимальными пропорциями признаны 1:3 при норме расхода цемента М400 в 490 кг, М500 – 410. П перерасчете на объемные доли это равняется 0,330 м3 или чуть меньше 7 мешков весом в 50 кг. Требования к подвижности высокие, допустимое В/Ц соотношение – 0,55, в идеале в состав вводится незначительная добавка пластификаторов. Эффективность функционирования стяжек зависит от тщательности выгонки воздуха и своевременного снятия верхнего слоя с выступившим молочком.

3. Нюансы замеса штукатурных растворов.

Для этих целей лучше всего подходят составы с комбинированным вяжущим (добавками гипса или извести), исключение делается лишь для наружного применения. Классические пропорции – 1:3, диапазон варьируется от 1:2 до 1:6, в зависимости от марки цемента и области эксплуатации штукатурки. Норма расхода на кубометр раствора в данном случае стандартная (см. таблицу выше). С целью улучшения теплоизоляционных характеристик или облегчения допускается замена 1 части пористой минеральной крошкой и пеностеклом.

Советы по приготовлению

Работы начинаются с расчета ориентировочного расхода и основных ингредиентов. Для нахождения количества кубов штукатурки делается измерения в нескольких точках (от 5 и выше на 1 плоскость), полученное значение усредняется и умножается в большую сторону. Аналогичные действия проводятся в отношении стяжки пола, но в ее случае помимо отклонений учитывается нормативная высота бетонного слоя – от 5-7 см.

Количество кладочного раствора в кубах находится с учетом размеров кирпича или блоков, потребности в армировании, толщины швов и площади возводимых стен, проще всего для этих целей использовать специальные таблицы.

Вне зависимости от назначения проводится подготовка компонентов и инструментов: промывка и сушка песка, проверка свежести вяжущего, обеспечение должного объема чистой и холодной воды. Ручной замес допустим только при приготовлении небольших порций: песок отмеряется с учетом ожидаемого расхода цемента и пропорций, ингредиенты смешиваются шпателем в сухом виде или просеиваются вместе через сито и затворяются в чистой и широкой емкости.

При использовании бетономешалки все компоненты вводятся наоборот – в воду, начиная с цемента и заканчивая засыпкой наполнителя с самым крупным размером зерен. Нормативные пропорции на 1 куб стоит перевести в ведра или емкости с известным объемом, заполнять чашу смесителя до верха не рекомендуется. Упрочнители стяжек, противоморозные добавки, пигменты или пластификаторы вводятся на последних минутах, как правило – растворенном виде (если иное не прописано в инструкции).

Порция воды для этих целей отмеряется от допустимого литража заранее, после заливки модификаторов состав перемешивается еще 1-2 минуты. Исключение делается лишь для фибры для стяжки, для ее равномерного распределения требуется не менее 5 минут вращения чаши.

сколько нужно на 1 м3, норма расхода на 1 м2 для заливки керамзитобетона цементным молоком, сколько получится из 50 кг

Цемент – строительный материал, с которым мало что может сравниться по важности. Его используют при изготовлении сухих смесей, строительных материалов, заливке фундамента. Но когда мы его принимаем, знаем ли мы его потребление? Но это очень важно.

Особенности

Для начала рассмотрим тонкости и необычные особенности решения и его компонентов. Начнем с основного компонента – цемента. В своей первичной форме этот строительный материал представлен вяжущим минеральным порошком. При смешивании с водой становится вязким и приобретает темно-серый цвет. Еще одной очевидной особенностью цемента является то, что он быстро затвердевает на воздухе. Приготовление самого порошка происходит путем измельчения клинкера и добавления к нему гипса и различных видов минералов.

Для получения качественного раствора необходимо соблюдать пропорции не только цемента, но и всех остальных материалов. в противном случае будущее той или иной конструкции ставится под вопрос.

Прежде чем перейти к анализу расхода цемента на 1 куб раствора, следует разобраться с видами и марками смесей, с которыми может столкнуться каждый из нас.

Types and brands of mixtures

Information on the brands of concrete and their scope is presented in the following table:

Но если необходимо придать раствору большую пластичность и эластичность, то в него следует добавить клей ПВА. Он представляет собой водную эмульсию полимера винилацетата со специальными добавками, которые будут способствовать таким необычным качествам микстура.

ПГС

Среди огромного количества материалов на строительном рынке одно из самых высоких мест занимает гравийно-песчаная смесь (ПГС). Ведь она превосходит все остальные породы по объемам добычи и размаху. Из этого материала можно приготовить бетон высокого качества.

Состав ПГС

Если вы спросите любого человека о его составе, он вам без долгих раздумий ответит, что он состоит из песка и гравия. И он будет абсолютно прав. Помимо основных вышеперечисленных компонентов, в состав смеси входят также глинистые комки (не более 1 %) и пылевые включения (не более 5 %).

Типы ПГС

1. Вид на море. Состав однородный и практически не имеет посторонних включений. Отличается округлой формой. Почти не содержит глинистых частиц.
2. Вид на горы и ущелья. Характеризуется остроугольной формой частиц. Содержит остатки родительской породы.
3. Вид на озеро-реку. Имеет довольно много сходства с морским видом, но если выделить особенности, то в озере-реке гораздо больше постороннего мусора и органических веществ, таких как ил и тому подобное.

Область применения ПГС

Область применения этой смеси достаточно велика. Ее можно использовать для выравнивания строительной площадки, при обратной засыпке траншей и траншей или даже при прокладке коммуникаций.

Если вы хотите получить достаточно высокую прочность и которая со временем не даст усадку даже при большой нагрузке, то вам следует обратить внимание на соотношение основных компонентов: 30% щебня и 70% песка.

Норма расхода

В первую очередь необходимо знать, как и для чего будет использоваться бетон. Если необходимо получить раствор высокого качества и прочности, то следует соблюдать четкую технологию. Также расход на 1 м3 во многом зависит от самой марки бетона. Именно по этой причине следует знать, для каких целей он будет использоваться.

Процесс приготовления раствора можно значительно облегчить, купив цемент в мешках по 50 кг. Так вам будет проще считать. Наиболее важным является возведение кирпичных конструкций, поэтому рассмотрим некоторые тонкости, связанные с этой кладкой.

Способы замеса

За качество кладки отвечает не только то, какие показатели имеет кирпич, который используется, но и непосредственно способ приготовления самой смеси. Рассмотрим самые популярные и эффективные способы приготовления цементного раствора:

1. Самый популярный рецепт — раствор, в который он добавлен. песок и цемент. Достаточно прочный, но при его приготовлении нужно четко соблюдать пропорции: даже малейшее отклонение от нормы может обернуться образованием большого количества трещин.
2. Раствор на основе извести (известь). Его преимущество заключается в высокой пластичности. К недостаткам можно отнести то, что он не является водонепроницаемым, поэтому если вы собираетесь использовать его снаружи конструкции, будьте готовы к тому, что его просто смоет дождь.
3. Следующий вид называется смешанный . И это как раз тот случай, когда взяли все самое лучшее и соединили. Обладает отличной прочностью в сочетании с хорошей пластичностью.
4. Раствор на основе цемента и добавок в виде пластификаторов . Этот состав отличается улучшенными качествами предыдущего типа, то есть смешанного раствора. А благодаря наличию пластификаторов работать с ним гораздо проще и быстрее.

А от каких факторов зависит расход цемента на 1 м2 кладки из кирпича? Ниже приведены наиболее важные из них:

1. Выбор рабочего. Этот фактор играет одну из важнейших ролей. Ведь от уровня его мастерства зависит, сколько раствора будет израсходовано по назначению, а сколько пойдет в лом, а насколько гладко ляжет кирпич.
2. Кирпич. Он играет важную роль. Например, для пустотелого кирпича материала пойдет гораздо больше, чем для полнотелого.
3. И, конечно же, это толщина шва. Это значение должно быть между 10 и 12 мм.

Рассмотрим подробнее расход цементного состава в зависимости от вида используемого кирпича. Так, при нанесении смеси на полнотелое кирпичное основание этот параметр будет иметь следующие значения:

• если кладку вести в полкирпича (ширина -12 см), то расход будет 0,19 м3;
• при монтаже в один кирпич требуется 0,22 м3 раствора;
• при ширине стены 38 см для качественного нанесения потребуется примерно 0,234 м3 состава.

В случае полнотелого кирпича параметры расхода будут другими:

• 0,160 м3 цементной смеси расходуется при кладке в полкирпича;
• если нанесение осуществляется на фундамент из одного камня, требуется раствор 0,200 м3;
• при кладке полутора кирпичей расход увеличится до 0,216 м3.

Теперь перейдем непосредственно к стандартам приготовления. И для этого ниже таблица с указанием марки и соотношения всех входящих компонентов.

Когда начнутся сами работы, необходимо сначала справиться с сухими материалами, а уже потом приступать к добавлению жидких (воды и других наполнителей ). Это делается для того, чтобы раствор был однородным и не содержал комочков. Также, чтобы избежать неблагоприятных результатов, нужно все тщательно перемешать.

Не делайте слишком много цементного раствора. Ведь не забывайте, что смесь очень быстро застывает на воздухе. Конечно, если вы хотите сэкономить свое время и силы, вы можете пойти в магазин и все приготовить, но все зависит от того, можете ли вы себе это позволить.

А теперь небольшое отступление для тех, кто работает с растворами в холодное время года. Многие сталкиваются с тем, что при соблюдении всех норм и проведении подготовительных работ структура состава все же была нарушена. Дело в том, что вода, используемая для замеса, замерзла и нарушила всю структуру. Поэтому, чтобы избежать таких побочных эффектов, в раствор добавляют соль или другие антифризные добавки.

Мы разобрали все аспекты, связанные с работой, но есть еще масса полезных советов, которые смогут сделать вашу работу не только проще, но и качественнее, а может быть, даже финансово не слишком затратной.

Советы и подсказки

Самое главное – выяснить, хорошо ли приготовлен раствор. Для этого можно прибегнуть к незамысловатому методу: на разлинованной поверхности необходимо написать несколько букв или цифр. Если они не плавают или, наоборот, не крошятся внутри, то это значит, что раствор приготовлен правильно и его можно наносить на поверхность.

Еще один важный совет: если ваш пол неправильной формы, вам поможет стяжка. Это смесь для покрытия пола. В случае стяжек увеличить параметры пола и сделать его более теплоемким можно с помощью керамзитобетона, в состав которого входит керамзит. Преимущество этого типа раствора в том, что этот тип бетона можно легко приготовить в домашних условиях.

Знаете ли вы, что цемент можно использовать не только как строительный материал, но и как средство против ржавчины? Если в пол-литра молока добавить 2-3 столовые ложки цемента и тщательно перемешать, останется только нанести его на поверхность металла, и все готово. Даже при добавлении молока оно будет проливаться, что позволит заклеить все мелкие трещинки.

Тот факт, что жидкое стекло добавляется в бетон, может быть весьма интересным и не менее полезным. Добавление этого необычного компонента повышает влагостойкость, теплостойкость, эластичность, приобретает некоторую стойкость к истиранию.

Важно будет упомянуть, сколько вообще сохнет цементный раствор и можно ли ускорить этот процесс. На показатели влияет довольно много факторов: влажность воздуха, температура среды, в которой все находится, виды и марки самого цемента и тому подобное. В среднем конструкция считается полностью готовой через 28–35 дней после начала заливки. Но есть способы и ускорить процесс готовности. Для этого используются нагревательные провода, специальные маты и прочее.

При точном соблюдении всех пропорций разведения получается качественный и прочный фундамент, конструкция на котором простоит не один десяток лет.

Как рассчитать количество цемента смотрите в следующем видео.

Методы оценки расхода пара

Дом / Узнать о паре /

Методы оценки расхода пара

Содержимое

• Инженерные единицы
• Что такое пар?
• Перегретый пар
• Качество пара
• Теплопередача
• Методы оценки расхода пара
• Измерение потребления пара
• Тепловой рейтинг
• Энергопотребление резервуаров и чанов
• Отопление с помощью змеевиков и кожухов
• Обогрев чанов и резервуаров с помощью впрыска пара
• Потребление пара трубами и воздухонагревателями
• Потребление пара теплообменниками
• Потребление пара растительными предметами
• Энтропия — основное понимание
• Энтропия — ее практическое применение

Назад, чтобы узнать о Steam

Методы оценки потребления пара

Как рассчитать потребности в паре для проточных и непроточных приложений. Включая прогрев, потери тепла и рабочие нагрузки.

Оптимальная конструкция паровой системы во многом зависит от того, точно ли установлен расход пара. Это позволит рассчитать размеры труб, а вспомогательные устройства, такие как регулирующие клапаны и конденсатоотводчики, могут быть рассчитаны для получения наилучших возможных результатов. Потребность установки в паре может быть определена несколькими различными методами:

Расчет
Путем анализа тепловыделения элемента установки с использованием уравнений теплопередачи можно получить оценку расхода пара. Хотя теплопередача не является точной наукой и может быть много неизвестных переменных, можно использовать предыдущие экспериментальные данные из аналогичных приложений. Результаты, полученные с помощью этого метода, обычно достаточно точны для большинства целей.

Измерение
Потребление пара может быть определено прямым измерением с использованием расходомера. Это позволит получить относительно точные данные о потреблении пара для существующей установки. Однако для завода, находящегося еще на стадии проектирования или еще не запущенного в эксплуатацию, этот метод малопригоден.

Тепловой класс
Тепловой класс (или расчетный класс) часто указывается на паспортной табличке отдельного элемента установки, как указано производителем. Эти характеристики обычно выражают ожидаемую тепловую мощность в кВт, но требуемый расход пара в кг/ч будет зависеть от рекомендуемого давления пара.

Изменение любого параметра, которое может изменить ожидаемую тепловую мощность, означает, что тепловая (расчетная) мощность и подключенная нагрузка (фактический расход пара) не будут совпадать. Рейтинг производителя указывает на идеальную мощность изделия и не обязательно соответствует подключенной нагрузке.

Расчет

В большинстве случаев тепло в паре требуется для двух целей:

1) Для изменения температуры продукта, т. е. для обеспечения «нагрева» компонента

2) Для поддержания продукта температура, так как тепло теряется по естественным причинам или по проекту, что обеспечивает компонент «теплопотери».

В любом процессе нагрева компонент «нагрев» будет уменьшаться по мере повышения температуры продукта, а перепад температур между нагревательным змеевиком и продуктом уменьшается. Однако составляющая потерь тепла будет увеличиваться по мере повышения температуры продукта и увеличения потерь тепла в окружающую среду из резервуара или трубопровода.

Общая потребность в тепле в любое время представляет собой сумму этих двух компонентов.

Уравнение, используемое для определения количества тепла, необходимого для повышения температуры вещества (уравнение 2.1.4, из модуля 2), может быть разработано для применения к целому ряду процессов теплопередачи.

В своей первоначальной форме это уравнение может быть использовано для определения общего количества тепловой энергии в течение всего процесса. Однако в нынешнем виде он не учитывает скорость теплопередачи. Чтобы установить скорость теплопередачи, различные типы применения теплообмена можно разделить на две широкие категории:

Применения непроточного типа
, когда нагреваемый продукт представляет собой фиксированную массу и единую партию в пределах сосуда.

Применения проточного типа
, где нагретая жидкость постоянно течет по поверхности теплопередачи.

Применения непроточного типа

При применении непроточного типа технологическая жидкость хранится в виде единой порции в пределах сосуда. Паровой змеевик, расположенный в сосуде, или паровая рубашка вокруг сосуда могут представлять собой поверхность нагрева. Типичными примерами являются калориферы для хранения горячей воды, как показано на рис. 2.6.1, и резервуары для хранения нефти, где большой круглый стальной резервуар заполнен вязкой нефтью, требующей тепла, прежде чем ее можно будет перекачать. Некоторые процессы связаны с нагревом твердых тел; типичными примерами являются прессы для шин, гладильные машины для стирки, вулканизаторы и автоклавы.

В некоторых непроточных приложениях время нагрева процесса не имеет значения и игнорируется. Однако в других, таких как резервуары и вулканизаторы, это может быть не только важно, но и иметь решающее значение для всего процесса.

Рассмотрим два непроточных процесса нагрева, требующих одинакового количества тепловой энергии, но разного времени нагрева. Скорости теплопередачи будут разными, в то время как общее количество переданного тепла будет одинаковым.

Средняя скорость теплопередачи для таких применений может быть получена путем изменения уравнения 2.1.4 в уравнение 2.6.1:

Пример 2.6.1

Расчет средней скорости теплопередачи в непроточной системе.

Некоторое количество масла нагревают от температуры 35 °C до 120 °C в течение 10 минут (600 секунд). Объем масла составляет 35 литров, его удельный вес составляет 0,9, а его удельная теплоемкость составляет 1,9 кДж/кг °C в этом диапазоне температур.

Определите необходимую скорость теплопередачи:

Поскольку плотность воды при стандартной температуре и давлении (СТД) составляет 1 000 кг/м³

Уравнение 2.6.1 можно применять независимо от того, является ли нагреваемое вещество твердым, жидким или газообразным.

Однако он не принимает во внимание перенос тепла при изменении фазы.

Количество тепла, полученного при конденсации пара, можно определить по уравнению 2.6.2:

Отсюда следует, что расход пара можно определить по коэффициенту теплопередачи и наоборот, по уравнению 2.6.3.

Если на данном этапе предполагается, что теплопередача эффективна на 100 %, то теплота, выделяемая паром, должна быть равна потребности в тепле нагреваемой жидкости. Затем это можно использовать для построения теплового баланса, в котором подаваемая и требуемая тепловая энергия приравниваются:

Пример 2.6.2

A Резервуар, содержащий 400 кг керосина, необходимо нагреть с 10 °C до 40 °C за 20 минут (1200 секунд) с использованием пара под давлением 4 бар изб. Керосин имеет удельную теплоемкость 2,0 кДж / кг ° C в этом диапазоне температур. hfg при 4,0 бар изб. составляет 2 108,1 кДж/кг. Бак хорошо изолирован, а потери тепла незначительны.

В некоторых приложениях непоточного типа продолжительность периодического процесса может не иметь решающего значения, и более длительное время нагрева может быть приемлемым. Это уменьшит мгновенное потребление пара и размер необходимого оборудования установки.

Применения проточного типа

Типичные примеры включают кожухотрубные теплообменники, см. рис. 2.6.2 (также называемые неаккумулирующими калориферами) и пластинчатые теплообменники, обеспечивающие горячей водой системы отопления или промышленные процессы. Другим примером может служить батарея воздухонагревателя, в которой пар отдает свое тепло постоянно проходящему воздуху.

На рис. 2.6.3 представлен типичный профиль температуры в теплообменнике с постоянным расходом вторичной жидкости. Температура конденсации (T _S ) остается постоянной во всем теплообменнике.

Жидкость нагревается от Т ₁ на входном клапане до Т _S на выходе из теплообменника.

При фиксированном вторичном расходе требуемая тепловая нагрузка (Q̇) пропорциональна повышению температуры продукта (ΔT). Используя уравнение 2.6.1:

Среднее потребление пара

Среднее потребление пара в устройствах проточного типа, таких как технологический теплообменник или нагревательный калорифер, можно определить по уравнению 2.6.6, как показано в уравнении 2.6.7.

Но поскольку средняя теплопередача сама по себе рассчитывается на основе массового расхода, удельной теплоемкости и повышения температуры, проще использовать уравнение 2.6.7.

Пример 2.6.3

Сухой насыщенный пар под давлением 3 бари используется для нагрева воды, текущей с постоянным расходом 1,5 л/с, с 10°C до 60°C.

hfg при 3 бар изб. составляет 2 133,4 кДж/кг, а удельная теплоемкость воды составляет 4,19 кДж/кг °C

Определите расход пара из уравнения 2.6.7:

Так как 1 литр воды имеет массу 1 кг, массовый расход = 1,5 кг/с

При запуске температура на входе, T ₁ , может быть ниже температуры на входе, ожидаемой при полной рабочей нагрузке, что приводит к более высокой потребности в тепле. Если время прогрева важно для технологического процесса, размер теплообменника должен соответствовать повышенному потреблению тепла. Однако прогревочные нагрузки обычно не учитываются при проектировании проточного типа, поскольку пуски обычно нечасты, а время, необходимое для достижения проектных условий, не имеет большого значения. Поэтому поверхность нагрева теплообменника обычно рассчитывается в зависимости от условий рабочей нагрузки.

В системах проточного типа потери тепла из системы, как правило, значительно меньше потребности в нагреве и обычно игнорируются. Однако, если потери тепла велики, средние потери тепла (в основном из распределительных трубопроводов) следует учитывать при расчете площади поверхности нагрева.

Компоненты нагрева и потери тепла

В любом процессе нагрева компонент нагрева будет уменьшаться по мере повышения температуры продукта, а перепад температур на нагревательном змеевике уменьшается. Однако компонент тепловых потерь будет увеличиваться по мере повышения температуры продукта и резервуара, и больше тепла будет теряться в окружающую среду из резервуара или трубопровода. Общая потребность в тепле в любое время представляет собой сумму этих двух составляющих.

Если размер поверхности нагрева определяется только с учетом компонента нагрева, возможно, что будет недостаточно тепла для достижения ожидаемой температуры процесса. Нагревательный элемент, размер которого основан на сумме средних значений обоих этих компонентов, обычно должен удовлетворять общую потребность в тепле в приложении.

Иногда, например, при наличии очень больших резервуаров для хранения нефти, может иметь смысл поддерживать температуру выдержки ниже требуемой температуры перекачки, так как это уменьшит потери тепла с поверхности резервуара. Можно использовать другой метод нагрева, например, нагреватель с оттоком, как показано на рис. 2.6.4.

Нагревательные элементы заключены в металлический кожух, выступающий внутрь бака, и сконструированы таким образом, что только масло в непосредственной близости всасывается и нагревается до температуры перекачки.