Порядок учета тепловыделения цемента в бетоне в процессе тепловой обработки. Влияние тепловыделения на тепловой баланс и температурное поле бетона.

Тепловыделение бетона зависит от тепловыделения цемента,которое определяется факторами: химический и минералогический состав цемента, тонкость его помола, В/Ц, температура бетона и продолжительность его тепловой обработки.

Тепловыделение цемента –непрерывно развивающийся во времени сложный процесс.
Для данного цемента при постоянном В/Ц тепловыделение можно представить как функцию произведения температуры бетона (цемента) на время, т.е. как фуункцию градусо-часов.

Ѵ=t_бτ, где t_б-постоянная температура цемента(бетона), τ-продолжительность нагрева

В курсовом рассчитывали так:

Расчет количества теплоты гидратации выделенной 1 кг цемента(недогрели бетон):

М - марка цемента

количество градусо – часов от начала процесса, град/час

В/Ц – водоцементное отношение

а – эмпирический коэффициент, равный

, при Q<290 град·ч

, при Q>290 град·ч

Расчет теплоты гидратации осуществляется в следующем порядке:

-определяем количество градусо-часов за период подъема температуры:

где - средняя температура бетона в конце периода прогрева,°С

-рассчитываем количество градусо-часов за весь период тепловой обработки

Определим удельную теплоту гидратации за цикл тепловой обработки:

кДж/кг,

а в период изотермической выдержки по формуле:

 

Определяем количество теплоты гидратации, выделяемое цементом находящимся в камере:

 

Определение часовых и удельных расходов теплоты и теплоносителя в различных установках

Дляустановок непрерывного действия: часовой расход теплоносителя определяется непосредственно из уравнения теплового баланса для каждой из зон по формулам: ,кг/ч; ,кг/ч

где SQ₁, SQ₁₁ – суммарные часовые расходы теплоты с учетом коэффициента неучтенных потерь для зоны подъема температуры и зоны изотермической выдержки

.i_к – энтальпия,кДж/кг;

i_к – энтальпия конденсата (4,19 ∙ 68 = 284,92), кДж/кг.

Удельный расход теплоносителя g_уд = +

N_r часовая производительность

N_п недельная производительность

Удельный расход теплоты q_уд=g_уд * i_п

Для установок периодического действия: часовой расход теплоносителя для периодов подъема температуры и изотермической выдержки определяется по формулам:

, кг/ч;

, кг/ч,

где t^I, t^II- продолжительность каждого периода, ч.

и Gⁱⁱ– количество требуемого теплоносителя.

Удельный расход теплоносителя

g_уд =

Удельный расход теплоты

q_уд=g_уд * i_п

 

Определение расходов теплоты на нагрев ограждающих конструкций,учет этой статьи при расчете УНД

Теплота на разогрев ограждающих (стен, днища) конструкций установки для тепловой обработки рассчитывается по формуле

где - массоваятеплоемкость соответствующего слоя конструкции рассматриваемого ограждения, кДж/(кг ·◦С);

- масса рассматриваемого материала, кг;

- средняя конечная температура материала рассматриваемого слоя конструкции, ◦С;

-начальная температура материала рассматриваемого слоя конструкции, ◦С.

где температура окружающего воздуха, ◦С;

температура среды в камере в процессе термообработки, ◦С; в период подъема температуры

-температура изотермической выдержки, ◦С;

R₀ – общее сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций, (м² ·◦С)/Вт;

- термическое сопротивление слоев от внутренней поверхности до рассматриваемого сечения конструкции ограждения, (м² ·◦С)/Вт;

- толщина i – го слоя, м;

- коэффициент теплопроводности i – го слоя материала, (Вт/ м² ·◦С),

где К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м² ·◦С);

- коэффициент теплоотдачи у внутренней поверхности камеры,

= 60….100 (Вт/ м² ·◦С);

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, (Вт/ м² ·◦С).

При работе установки непрерывного действия ограждения находятся в стационарных тепловых условиях, следовательно, статью расхода теплоты на нагрев ограждений из уравнения теплового баланса исключают. Однако при остановке конвейера в выходные дни происходит понижение температуры ограждений на Dt°C, требующее определенного количества теплоты на разогрев вхолостую до начала работы смены:

,кДж,

где c_огр- теплоемкость материала установки, кДж/кг; G_огр- масса ограждающих конструкций, кг.