Краткое содержание лекции

Внешний тепло- и массообмен в период изотер­мической выдержки. Изотермическая выдержка начи­нается с момента достижения поверхностью материала температуры паровоздушной среды в установке. В это время центральные слои материала продолжают еще какое-то время нагреваться за счет тепловой энергии конденсирующегося на изделии пара. Сама установка тоже за счет потерь в окружающую среду требует под­вода тепла, равного потерянному количеству тепловой энергии. Однако вследствие экзотермии цемента внут­ренние слои изделия приобретают температуру, не­сколько превышающую температуру паровоздушной среды установки (на 2—5°С), Р"_п становится Р'_п, и с поверхности материала начинает испаряться влага. За счет расхода тепловой энергии на поверхности удержи­вается температура, равная температуре паровоздушной среды установки. К концу изотермической выдержки пленка конденсата с поверхности материала полностью испаряется, а сам материал теряет значительное коли­чество влаги.

По данным Л. А. Малининой, В. М. Семенова, Н. Б. Марьямова, количество влаги, набранной матери­алом в период подогрева, оценивается в 2—3 % от во­ды затворения бетона, а количество потерянной в период изотермической выдержки — в 1,0—1,5%, считая от воды затворения. Следовательно, в начале изотермичес­кой выдержки происходит еще конденсация подводимо­го пара и на изделии, и на поверхностях установки. В остальное, значительно большее время изотермической выдержки, испаряется влага с поверхности изделия, на что расходуется кроме теплоты экзотермии цемента и теплота пара. Кроме того, тепловая энергия пара вос­полняет потери тепла в окружающую установку среду. Удельный поток теплоты, отдаваемый материалу паром при конденсации и от паровоздушной смеси, может быть подсчитан по формулам (11.4) и (11.5).

Удельный поток массы-влаги q_WB, испаряемой с по­верхности в период изотермической выдержки, находят по формуле

(11.6)

где α_m — коэффициент массообмена при испарении; Р_п^"—парци­альное давление пара у поверхности изделия при температуре мок­рого термометра; Р_п^' —парциальное давление водяного пара в ус­тановке; Во — барометрическое давление при нормальных физиче­ских условиях; В' — барометрическое давление, существующее в ус­тановке.

Коэффициент массообмена при испарении а_т опре­деляют по формуле (12.6). Удельная теплота q_m, затрачиваемая на испарение, может быть подсчитана с неко­торым приближением, как произведение теплоты паро­образования г на удельную массу испаряемой влаги q_m (здесь не учтен расход энергии на преодоление сил, удерживающих влагу на поверхности материала):

q=rq =r<x (11.7)

Приведенные формулы позволяют определить удель­ные потоки массы и теплоты и описывают таким обра­зом условия внешнего тепло- и массообмена в период изотермической выдержки.

Внутренний тепло- и массобмен при тепловлажностной обработке.

Как было показано при рассмотрении внешнего теп­ло- и массообмена по периодам подогрева, изотермичес­кой выдержки и охлаждения изменяется температура t_ПM и влагосодержание U_пм поверхности материала. Эти изменения влекут за собой обязательную передачу теп­лоты и массы внутри изделия, поэтому дальнейшей зада­чей курса является изучение условий распространения теплоты и массы внутри материала, а также их влияния на структурообразование, происходящее в материале в различные периоды тепловлажностной обработки.

Внутренний тепло- и массообмен в период на­грева материала. Рассматривается образец материала в виде модельного параллелепипеда, не заключенный в форму (открытый со всех сторон) (см. рис. 11.2). Как бы­ло установлено при рассмотрении внешнего тепло- и мас­сообмена, вследствие конденсации пара поверхность ма­териала получает теплоту и влагу, за счет которых на­гревается с увеличением влагосодержания. По сечению образца создается перепад температур и влагосодержаний