Расчет тепловыделения /экзотермии) бетона

Процесс твердения бетона сопровождается выделением тепла вследствие экзотермических реакций гидратации цемента.

Тепловыделение бетона зависит от тепловыделения цемента, которое в свою очередь определяется рядом факторов: химическим и минералогическим составом, маркой цемента, водоцементным отношением, расходом цемента, температурой бетона и продолжительностью тепловой обработки.

В приближенных расчетах количество тепла экзотермии, выделяемое 1 кг цемента, можно определить по формуле:

, кДж/кг

где: -удельное тепловыделение цемента, кДж/кг; М - марка цемента;

- количество градусов-часов от начала процесса, град-час; В/Ц – водо-цементное отношение; - эмпирический коэффициент, который опреде- ляется для каждой стадии этапа подъема температуры и этапаизотермичес-кой выдержки по значению :

= 0,32+0,002 при < 290 град-час;

= 0,84+0,0002 при > 290 град-час.

Расчет тепловыделения ведут в следующем порядке:

1) Определяют для всех рассматриваемых стадий (этапов):

град∙час;

где: - начальная температура бетона, град;

- средняя температура бетона стадии (этапа), град;

- время стадии (периода), час;

- количество стадий с начала тепловой обработки.

2) Определяют суммарное количество тепловыделения для всех стадий по формуле:

, кДж/кг

кДж/кг

3) Определяют тепло экзотермии, выделившейся в течение каждой стадии прогрева на 1 кг цемента

, кДж/кг

кДж/кг

4) Определяют общее тепло экзотермии, выделяемое цементом, находящимся в камере в течение каждой стадии:

, кДж,

где: Ц - расход цемента, кг/м³; -объем бетона в тепловой установке:

м³;

где: - объем одного изделия, м³ (определяется по габаритам изделия); -количество изделий, находящихся в тепловой установке (определяется в технологическом расчете по раскладке изделий)

5) Определяют повышение средней температуры изделий за счет тепла экзотермии:

град,

где: - теплоемкость заданного вида бетона, кДж/кг град. (Прил.КР-3)

;

-масса бетона в тепловой установке, кг. :

= =

где: - плотность бетона, кг,м³(Прил.КР-3); кг/м³.

6) Определяют фактические средние температуры изделий по стадиям (этапам):

где: - средняя температура изделия, на данном этапе (стадии).

Результаты расчета заносятся в таблицу 2.

Материальные и тепловые балансы

Материальный баланс

По закону сохранения масс вес материалов, поступивших в тепловую установку , должен быть равен весу материалов, выходящих из нее ,

(это балансовое уравнение, выражающее закон сохранения материи, называют материальным балансом).

Однако в процессе тепловой обработки наблюдается потеря материала за счет испарения влаги.

Следовательно, уравнение материального баланса имеет вид:

где: - потери материала.

Левая часть уравнения складывается из статей прихода материала, а правая - из статей расхода после тепловой обработки.

Материальные балансы для установок периодического действия составляют для всего материала, находящегося в установке, для установок непрерывного действия - по часовой производительности.

Статьи материального баланса(кг/цикл, кг/час) для легког о железобетона.

Приход материалов:

1. - сухая масса изделий; = + + , кг;

=1140,48+2592+4458,24=8190,72 кг

G_грав=Г*Vб=860*5,184=4458,24 кг

а) -масса цемента; , кг;

кг

б) - масса песка; , кг;

кг

2. -масса воды затворения; , кг;

кг

3. - масса арматуры; , кг;

кг;

4. - масса металла форм;

кг

где: Ц,П,Щ,В,А - соответственно масса цемента, заполнителей, воды,

арматуры в кг/м³ бетона;

- объем бетона, уложенного в камеру, м³;

n_то– количество форм, уложенных в камеру, шт.;

- металлоемкость однойформы, кг/м³.

Расход материалов:

1. - масса испаренной воды, кг (для плотных бетонов — 1 % от их массы для других бетонов - по технологическим расчетам).

кг.

2. - масса оставшейся воды в изделии:

Материалы по п.п. 1,3,4 приходных статей проходят тепловую обработку без изменения.

Тепловой баланс

Тепловым балансом называется уравнение, где в одной части находится сумма величин прихода тепла, а в другой - сумма величин статей расхода тепла в установке или в отдельных ее частях. В приходную часть теплового баланса для тепловой обработки бетона обычно входят: тепло теплоносителей, экзотермических реакций материала, в расходную - тепло, затраченное на полезные цели (нагрев обрабатываемого материала), на тепловые потери в окружающую среду, с уходящим теплоносителем, конденсатом и т.д.

Из теплового баланса определяют общие, часовые, удельные расходы тепла и пара на единицу объема изделий в плотном теле.

На основе теплового баланса подбирают диаметр труб для подвода пара или продуктов сгорания газа и устанавливают дроссельные диафрагмы регуляторов давления и температур, вентиляторы, основные элементы систем автоматики процесса тепловой обработки.

Уравнение теплового баланса составляется на всю тепловую установку или на ее часть либо на весь рассматриваемый период, или за единицу времени (1 час).

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 914; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!