4.1. Сквозной прогрев бетона слабоармированных конструкций пластинчатыми электродами.
Электрическое сопротивление в этом случае определяется зависимостью:
.
При подключении электродов к сети напряжением U, выделяемая мощность составит:
(4.5)
где U – напряжение, В;
R– сопротивление, Ом;
а и с – соответственно ширина и высота пластины электродов, м;
b – расстояние между электродами, м;
– расчетное удельное электрическое сопротивление бетона, Омм
Для того, чтобы получить величину расчетной мощности, приведенную к единице объема, т.е. удельную мощность Руд , разделим Р из (4.5) на геометрический объем прогреваемого объема Vбет = а b с
(4.6)
Для реализации этой схемы практически возможны лишь два варианта (имея в виду, что величина “b” является неизменяемой, т.к. представляет собой размер конструкции): при заданной величине Руд определяется требующееся напряжение U, или при заданном напряжении U определяется выделяемая при этом удельная мощность Руд .
Задача
№2.
Требуется рассчитать напряжение U,
которое необходимо подать на пластинчатые
электроды (боковая деревянная опалубка,
обитая со стороны бетона листовым
железом) для электропрогрева бетона в
висящем ростверке шириной b
=0,6 м,
высотой a
=0,7м и длиной c=5м,
обеспечивающее подъем температуры со
скоростью
15
в
час и изотермический прогрев при
температуре
70
.
Начальная температура бетона Т
=10
температура окружающего воздуха Т
=
,
коэффициент теплопередачи опалубки
, величина удельного электросопротивления
бетона принята
.
Затратами тепла на нагрев опалубки
пренебречь. Рассчитать удельный расход
электроэнергии на прогрев бетона до
приобретения им 70% марочной прочности.
Решение.
1. Объем прогреваемого бетона
V=0,6∙0,7∙5,0=2,1
м
.
2.
Поверхность охлаждения конструкции
F=(2∙0,6+2∙0,7)∙5,0=13м
.
3. Модуль поверхности конструкции по (3.3):
.
4.
Средняя за период подъема температура
Т
=
0,5(70+10)=40
.
5.
Мощность Р
,
требующаяся в период подъема температуры,
определяется по (4.3):
.
6.
Мощность Р
,
требующаяся в период изотермического
прогрева, определяется по (4.4):
.
7. Найдем напряжение, требующееся для выделения мощности Р в период подъема температуры, решив (4.5) относительно U:
8. Найдем напряжение, требующееся для выделения мощности в период изотермического выдерживания:
U=
.
9. Согласно табл.2 для приобретения 70% марочной прочности при температуре 70 бетон потребуется выдерживать около 18 часов.
В период подъема температуры будет затрачено 10,43кВт∙4часа=41,72кВт.ч, в период изотермического выдерживания 1,13кВт.18часов=20,34квт.ч. Удельные затраты электроэнергии на прогрев бетона до набора им 70% марочной прочности составят 41,72+20,34=62,06 кВт.ч на м .
Рис. 2 Схемы электропрогрева
А – пластинчатыми электродами; Б – полосовыми электродами; В – периферийный
эпектропрогрев; Г и Д – плоскими электродными группами; Е – по клеточной схеме