Температурны режими роботи авто гудронатора.

Автогудронаторы предназначены для перевозки и распределе­ния битумных материалов при постройке и ремонте гравийных и щебеночных слоев дорожной одежды методом пропитки, полу­пропитки, перемешивании на дороге, при устройстве поверхно­стной обработки и укреплении грунтов. Нормы розлива битума при различных видах работ следующие.

Виды работ Норма роз­тлива, л/м²

Гудронаторы классифицируют по назначению, способу пере­движения и приводу битумного насоса.

По назначению автогудронаторы делят на ремонтные и стро­ительные. При использовании автогудронаторов на дорожно- ремонтных работах вместимость цистерны не превышает 400 л, а на дорожно-строительных работах 3000...20 000 л.

По способу передвижения гудронаторы классифицируют на самоходные (автогудронаторы), прицепные и полуприцепные. Самоходные монтируют на шасси автомобиля. Для прицепных и полуприцепных гудронаторов используют автомобильные при­цепы, полуприцепы или специальные одноосные тележки.

Для обеспечения высокопроизводительной работы автогудро­натора необходимо в течение нескольких часов поддерживать рабочую температуру битума в цистерне, а при необходимости и подогревать битум до рабочей температуры. В связи с этим тепловой расчет автогудронатора состоит из расчета толщины теплоизоляции цистерны и расчета отопительной системы, обеспе­чивающей нагрев битума в цистерне до заданной температуры за определенное время.

Расчет теплоизоляции цистерны. При расчете теплоизоляции цистерны автогудронатора определяют количество тепла, теряе­мое битумом при его остывании за час не более чем на 5... 10 °С; количество тепла, которое может пройти от битума через наруж­ную поверхность цистерны при заданных условиях. Затем, при­равнивая количество тепла, теряемое битумом и проходящее че­рез стенку цистерны, определяют неизвестную величину —тол­щину слоя изоляции.

Количество тепла (кДж), выделяемое при остывании битума за час, битума, кг;

Сб — удельная теплоемкость битума, кДж/(кг-°С); t₁—начальная температура битума, t₁=180°С; t₂.— температура битума через час транспортирования, t₂ =170... 175°С.

Количество тепла, теряемое битумом через внешнюю поверх­ность цистерны в окружающеепространство,

где h ~ коэффициент теплопередачи, кВт/(м²-°С); S_Ц — площадь поверхности цистерны, м² (рис. 9.6); t_б — средняя температура битума, °С; t_б = (t₁ + t₂)/2; t _в— температура наружного воздуха; t _в =10°С,

 

Площадь поверхности эллип­тической цистерны (рис. 9.6)

где S_Т — площадь эллиптических тор­цов цистерны, м²,

Sб — боковая площадь цистерны, м²;

 

(здесь а и Ь — полуоси эллипса торцовых днищ, м; L_ц — длина цистерны, м).

Коэффициент теплопередачи через трехслойную стенку от го­рячего битума

 

к воздуху

 

 

где α₁ — коэффициент теплоотдачи от битума к металлической стенке цистерны; α₁ = 0,097 кВт/(м²-°С); 1₁ — толщина стенки цистерны; 1₁= 0,004 м; λ1— коэф­фициент теплопроводности стали; λ₁= 0,046... 0,058 кВт/(м-°С); l₂ — толщина слоя теплоизоляции, м (неизвестная величина); λ₂ — коэффициент теплопро­водности теплоизоляции; λ₂ = 0,00019... 0,0002 кВт/(м-°С) для асбеста; λ₂ = = 0,000044 кВт/(м-°С) для стекловаты; l₃ — толщина стенки кожуха; l₃ = = 0,001 м; λ₃ — теплопроводность стали; α₂ — коэффициент теплоотдачи от ко­жуха цистерны наружному воздуху, кВт/(м²-°С); α₂ = 0,0042; v_Г — скорость движения гудронатора, м/с; D_СР — средний диаметр цистерны.

Для условий стоянки автогудронатора принимают скорость ветра(м/с), в безветренную погоду вместо скорости v_г принимают скорость конвективного движения воздуха вокруг цистерны v_к = = 0,5 м/с. Приравняв правые части уравнений (9.43) и (9.44) и решая их относительно /₂, получим толщину теплоизоляции (м)

Расчет отопительной системы. Отопительная система авто­гудронаторов и битумовозов состоит из двух жаровых труб, го­релок, топливного бака, топливопроводов и системы подачи топ­лива (рис. 9.7). Отопительная система предназначена в основном для поддержания рабочей темпер'атуры битума (температура на­грева от 120 до 160 °С). При расчете отопительной системы опреде­ляют количество тепла, необходимое для подогрева битума за определенное время; теплоту сгоракия и часовой расход выбран­ного топлива; количество тепла, передаваемое от горячих газов к битуму через жаровые трубы. Затем, приравнивая количество тепла, необходимое для нагрева битума, и количество тепла,

1 — фильтр; 2 — форсунки; 3 — жаровые трубы; 4 — воздухо­провод;, 5 — ресивер; 6 — пере­носная "форсунка; 7 — топлив­ный бак; 8 — заливная горло­вина; 9 — топливопровод

проходящее через стен­ку жаровой трубы, определяют площадь жаровых труб. По из­вестной длине жаровых.труб, их форме и пло­щади определяют диа­метр жаровых труб.

При расчете отопительной системы принимают, что битум, находящийся в цистерне гудронатора, должен нагреться от t₁= 120 до t₂ = 180 °С за 0,5 ч при вместимости цистерны до 10 ООО л или за 1 ч при вместимости цистерны более 10 000 л. Количество тепла (Э_п (кДж), необходимое для нагрева битума массойт_б (кг) за 0,5 ч,

Часовое количество тепла, вырабатываемое отопительной си­стемой:

при га_б < 10 000 кг

Расход топлива отопительной системой автогудронатора (кг/ч)

где Qпол — полезно используемое тепло от сжигания 1 кг топлива, кДж/кг,

Количество полезно используемого тепла зависит от теплоты сгорания топлива и суммы потерь тепла. Теплота сгорания _н (кДж) легкого жидкого топлива принимается по таблицам. По­тери тепла при работе форсунок (%) составляют: от химической неполноты сгорания q_х = 2... 3 %; от механической неполноты сгорания q_м = 5 %; потери форсункой в открытое пространство

qл = 6... 8 %; потери с дымовыми газами q_дг = 15... 20 %.

Общие потери тепла (%)

Полезно используемое тепло(кДж) от сжигания 1 кг топлива.

(9.50)

Аналогичным образом определяют расход топлива при огне­вом нагреве битума в битумохранилище и битумонагревательном котле |Площадь жаровых труб автогудронатора S_Ж. _т (м²) определяют по ранее приведенной формуле (9.38). Жаровые трубы автогудро­наторов имеют 11-образную форму. Длину каждой ветви жаровых труб принимают равной 0,8 длины цистерны тогда общая длина жаровых труб (м)

 

где г — число жаровых труб; z = 2.

Диаметр жаровых труб автогудронатора D_ж._т (м) = 0,12...... 0,15 м.