Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2390

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

7.04 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 276 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Рис. 2.5. Кривые С1 = f1(F0;Bi) для шара
1,5

1
0,5
Рис. 2.6. Кривые C2	f2 (F0, Bi )
для неограниченной пластины

1,5

0,5

	Рис. 2.7. Кривые C2	f2 (F0, Bi )
	для неограниченного цилиндра
С2
31,5
			10	В
			5	i
			5
			2
			1
21
1
0,5
			F0
0	1	2	3

Рис. 2.8. Кривые C2 f2 (F0, Bi ) для шара

При изотермическом прогреве температура среды камеры постоянна и железобетонные или бетонные изделия прогреваются при постоянной температуре. В этом случае количество градусочасов, которое набирает изделие, определяем по формуле

		из tиз из					C3
		из tиз из					3
		tиз tк R2					1,5
		tиз tк R2		C3 ,	(2.14)					1
			a				2
где	C3 f3(F0,Bi)		вычисляем			из	2
где	C3 f3(F0,Bi)		вычисляем			из	1			2	Bi
графиков на рис. 9…11; tиз темпе-										2	Bi
графиков на рис. 9…11; tиз темпе-
ратура		изотермического		прогрева			1			5
изделия, °С; tк средняя температу-							0,5			10
										10
										∞
ра изделия в конце периода подъёма										∞
ра изделия в конце периода подъёма
температур, °С.							0	1	2	F0
							0	1	2	3

						Рис. 2.9. Кривые	C3 f3(F0,Bi )
						для неограниченной пластины
С3					С3
					0,5
								1
			1
0,5				Bi	0,5			Bi
			2	Bi				2
			5					5
			10					10
			∞					∞
0	1	2	F0		0	1	2	F0
0	1	2	3		0	1	2	3

Рис. 2.10. Кривые C3 f3(F0,Bi )	Рис. 2.11. Кривые C3 f3(F0,Bi )
для неограниченного цилиндра	для шара

Пример 2.1. Определить удельную величину тепловыделения железобетонной панели R = 0,1 м на портландцементе марки 400, если известно:

количество цемента в 1 м3 бетона………………………….... Ц = 380 кг; водоцементное отношение…………………………………….. В/Ц = 0,5; начальная температура бетонной смеси…………………….... t0 = 15 С; скорость подъема температуры среды в камере.………….. b = 25 С/ч;

продолжительность подъёма температур…………………… под = 3 ч;

температура изотермической выдержки…………………..… tиз = 90 С; продолжительность изотермической выдержки…………….... из= 5 ч; средний за период нагрева коэффициент теплоотдачи…………………………………………… 1 58 Вт/(м2 С);

то же, за период изотермической выдержки……….. 1 81 Вт/(м2 С); коэффициент теплопроводности бетоннойсмеси….... 1,98 Вт/(м С);

плотность бетона свежеотформованной панели………. 2400 кг/м3;

удельная теплоёмкость бетона………………….… с = 1,05 кДж/(кг С).

Вычисляем коэффициент температуропроводности:

a	3,6	1,98 3,6	0,0028 м2/ч.
	c	1,05 2400

Находим критерий Вi и F0 для периода подъема температур:

Bi	R	58 0,1	2,94,	F0	a под	0,0028 3	0,84.
		1,98
					R2	0,12

По графикам (см. рис. 2.6) для полученных значений Вi и F0 находим величину С2 = 0,13, тогда количество градусочасов, которое наберёт панель, будет равно

		bR2					25 0,12 0,13
t			C
						15		3 80,5	.
	0			2		15		3 80,5	С ч.
	0	a		2	ïîä		0,0028		С ч.
		a					0,0028

Определяем критерий Вi для периода изотермического прогрева:

Bi из R 81 0,1 4,1.

1,98

Вычисляем среднюю температуру панели в конце периода подъема температур по формуле (2.10), в которой С1 определяем по кривым (см.

рис. 2.3):

tк	t0	bR2	С1	15	25 0,12	0,38 48,9	С.
		a
				0,0028
Вычисляем критерий F0			для изотермического режима:

F0	a	из		0,0028	5	1,39.
	R	2		2
			0,1

По кривым (см. рис. 2.9) находим для F0 = 1,39 и Вi = 4,1 С3 =0,482. По формуле (2.14) вычисляем количество градусочасов для изотермического режима:

из

90 5 90 48,9

0,12 0,482

379

0С ч

из из

0,0028

Общее количество градусочасов равно

под из 80,5 379 459,5 0С ч.

По номограмме (см. рис. 2.1) находим, что этому количеству градусочасов, марке цемента 400 и В/Ц = 0,5 соответствует тепловыделение

Qэ =238 кДж/кг.

Тепловыделение 1 м3 бетона будет равно

Qэбет QэЦ 238 380 90,44 103кДж.

2.3. Распределение температур и температурные перепады в бетонных и железобетонных изделиях в период подъёма температуры среды в тепловой установке

Цикл тепловлажностной обработки железобетонных изделий включает следующие этапы: подъём температуры паровоздушной среды (период подогрева), выдерживание изделий в камере при максимальной постоянной температуре (период изотермической выдержки), остывание изделий (период охлаждения).

Особое значение имеет расчёт температуры бетона в период подогрева, так как на этой стадии распределение температур по толщине бетона существенно влияет на его структурообразование, а также в процессе периода охлаждения, когда появляется опасность образования наружных трещин.

Температура в любой точке в любой момент времени с учётом тепловыделения определяется уравнениями:

– для неограниченной пластины

t x, t0		b m pi	R2		2 x2

	b					2
	b			1		2
		2a			Bi R

b m pi R2

n2F

cos n

0 (tn

t0 ) Ane

0 ;

n 1

– для неограниченного цилиндра

t r, t0 b

b m pi R

2 r2

b m p R2

I0 n

e nF0 (tn t0) Ane nF0 ;

n 1 n2

n 1

– для шара

b m pi R2

t r, t0 b

1 B

b m p

sin n

n2F

0 (tn

t0 ) Ane

0 ,

n 1

(2.15)

(2.16)

(2.17)

где x, r координаты точки рассматриваемого тела; An, n постоянные,

зависящие от формы тела и критерия Вi; I0 функция Бесселя первого рода нулевого порядка; m – удельное тепловыделение бетона, ºC/ч; Pi – интенсивность испарения влаги из бетона, кг/м2 ч.

В данном решении число членов ряда может быть для практических расчётов ограниченным. При значениях критерия F0>0,2 можно ограничиться только первым членом ряда и соответственно значениями A1 и 1. При F0<0,2 достаточно взять первые два члена ряда и соответственно постоянные A1, A2 и 1, 2 . Значения этих постоянных в зависимости от Вi для неограниченной пластины, неограниченного цилиндра и шара приве-

дены на рис. 2.12…2.14.

μ,A				μ2
				μ2
4,0
3,0
1,5				μ1
				А1
1,0				В1
				В1
0,5				А2
				А2
0	5	10	15	Вi
0	5	10	15
	Рис. 2.12. Значения постоянных 1 ,			2 ,
	A1, A2, В1 в зависимости от критерия Вi
	для неограниченной пластины

µ, А				2	µ, А
				2	6,0			2
5,0								2
5,0
4,5					5,0
4,0
3,5					4,0
					3,0			1
2,5				1				1
2,0				1
2,0					2,0			А1
					2,0			А1
1,5				А1				А2
1,0				А2	1,0
				В1	1,0
				В1
0,5								В1
				Вi	0	5	10	Вi
0	5		10	15	0	5	10	15
0	5		10	15
Рис. 2.13. Значения постоянных					Рис.	2.14.	Значения	постоян-
Рис. 2.13. Значения постоянных					ных µ1, µ2, А1, А2, B1			в зависи-
µ1, µ2, А1, А2, B1			в зависимости от		ных µ1, µ2, А1, А2, B1			в зависи-
µ1, µ2, А1, А2, B1			в зависимости от		мости от критерия Вi			для шара
критерия Вi		для неограниченного			мости от критерия Вi			для шара
цилиндра

В частном случае, если испарения влаги из бетона нет и начальная температура его равна температуре среды, т.е. ρi = 0; tн = t0, получаем:

– неограниченная пластина

t x, t0 b

b m

(2.18)

cos n

n 0

;

n 1 n2

– неограниченный цилиндр

t r, t0 b

b m

(2.19)

I0 n

nF0 ;

n 1 n2

– шар

t r, t0 b

b m

sin( n

)

(2.20)

e n2F0 .

n 1 n2

В частном случае, когда испарение происходит только с верхней поверхности панели (панель находится в форме) и tн = t0, получаем

t x, t0		b m R2		2 x2
	b		1
		2a				2
				B	R
				i

b m R2 A

cos n

n 1 n2

An cos n

2 n 1

2 1 Bi R

(2.21)

Ak1sin

k 1

где – скрытая теплота испарения, кДж/кг; Аk1, µk1 – величины, зависящие от критерия Bi, определяемые по графикам на рис. 2.15.

Пример 2.2. Требуется определить температуру на поверхности и в середине (центре) железобетонной панели в конце периода подогрева в ямной камере, если известны следующие данные:

продолжительность периода подогрева……..…......................... τ1= 3 ч; начальная температура панели, равная начальной температуре среды…………..…….…......................................................... tн =t0=15 °С;

средний за 3 ч коэффициент теплообмена................. α =58 Вт/(м2 оС); коэффициент теплопроводности железобетона.........λ = 1,98 Вт/(м оС); удельная теплоёмкость железобетона ....................с =1,05 кДж/(кг оС); характерный размер панели, равный половине её

толщины .…. .…………………........................…..................…. R=0,1 м;

количество цемента марки 400 в 1 м3 бетонной смеси ….. Ц = 380 кг;

водоцементное отношение…………………………………..... В/Ц=0,5;

скорость подъёма температуры среды в камере …….….. b = 25 С /ч; плотность железобетона свежеотформованной панели...ρ =2400 кг/м3.

Вычисляем коэффициент температуропроводности:

a	3,6	1,98 3,6	0,0028 м2/ч.
	c	1,05 2400

Находим критерий Bi и F0 для периода подъема температур:

B			R			58 0,1	2,94;

i				1,98
F0	а				0,00278 3			0,834.
	R	2			2
				0,1

По графикам (см. рис. 2.6) для полученных значений F0 и Bi находим величину С2 = 0,2. Подсчитываем величину т, характеризующую удельное тепловыделение цемента, по формуле

bR2

0,44

bR2

АЦ t0

0,0023Qэ28

Ц t0

0,0023 420 0,50,44 380 15

25 0,1

0,2

0,00278

(2.25)

0,84 2400

Так как F0 > 0,2, то при подсчёте температуры панели можно ограничиваться только первым членом бесконечного ряда, входящего в формулу (2.15) и коэффициентами A1 и µ1. По графикам (см. рис. 2.12) находим,

что для Bi = 2,94 µ1 = 1,19, А1=1,21.

Подставляем известные значения величин в формулу (2.15) и при условии x = R получаем температуру поверхности панели:

			b m R2					1			A1	cos 1			e	2F0
																1
t R, t0 b					a				2							1			;
t R, t0 b					a		Bi		2										;
										1
	25 3 0,12			1			1,21								2
t R,3 15 25 3									cos1,19				e	1,19		0,834		61,2 оС.
t R,3 15 25 3									cos1,19				e			0,834		61,2 оС.
0,00278				2,94		1,192
Температуру середины (центра) панели определяем по формуле
(2.15) при условии х = 0:
t 0, t0 b		b m R				2	1			1			A			2
								1					1	e	nF0		;
					a		2	1			Bi		2	e	nF0		;
					a		2				Bi		2
													1
				58

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 276 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.20216.9 Mб182385.pdf
#
07.01.20216.92 Mб482386.pdf
#
07.01.20216.96 Mб132387.pdf
#
07.01.20216.97 Mб562388.pdf
#
07.01.2021365.4 Кб9239.pdf
#
07.01.20217.04 Mб222390.pdf
#
07.01.20217.11 Mб92391.pdf
#
07.01.20217.26 Mб102392.pdf
#
07.01.20217.32 Mб412393.pdf
#
07.01.20217.32 Mб512394.pdf
#
07.01.20217.33 Mб432395.pdf