Метод критериальных уравнений
Эффективность нагрева изделий в условиях протекания процесса конвекционного теплообмена прямо пропорциональна интенсивности теплообмена, толщине прогреваемого слоя изделия и обратно пропорциональна теплопроводности материала тела. При расчетах нестационарных процессов нагрева эта связь (зависимость распространения тепла в изделии от интенсивности внешнего теплообмена) учитывается критериальным комплексом Био :
где: 
- коэффициент теплопередачи, Вт/м2 • град.; 
- определяющий размер по соответствующей оси, м. ; 
- коэффициент теплопроводности бетона.
Скорость изменения температуры при неустановившемся режиме учитывают критериальным комплексом Фурье:
где: - коэффициент температуропроводности, м2/час; 
- продолжительность процесса нагрева, час.
При расчете температур материала в любой точке по оси X используют зависимости типа:
где: 
- безразмерная температура; 
, 
- температура среды и начальная температура тела.
Аналогично определяют безразмерные температуры 
и 
по осям Y,Z.
Для определения температуры на поверхности и в центре всесторонне прогреваемого изделия используются графики, приведенные в прил. КП-7. По определенным критериям Фурье и Био на соответствующем графике находят безразмерную температуру, по которой определяют искомую темпе-ратуру в центре или на поверхности изделия.
Порядок расчета по методу критериальных уравнений
|
|
|
Определение критериев 
- и 
для центра и поверхности изделия для всех этапов.
Этап подъема температуры (стадия 1-1);
Критерий Bi:
; 
; 
где: 
- коэффициент теплопередачи для первой стадии; 1, b, h - соответственно длина, ширина и толщина изделия (по заданию); 
- коэффициент теплопроводности данного вида бетона (Прил.КР-3).
Расчет коэффициента теплопередачи а для всех стадий этапа подъема температуры, этапа изотермической выдержки и этапа охлаждения изделий определяется по Прилож.КП-5, где:
Пункт А: для паровоздушной среды при естественной конвекции (ямные камеры конструкции «Гипростройиндустрии», проф. Л.А.Семенова и др.);
Пункт Б: для установок с интенсивной циркуляцией среды (ямные камеры конструкции ПДК КИСИ и др.);
Пункт В: для чистого (без примеси воздуха) насыщенного пара (автоклавы и вертикальные камеры проф. Л.А. Семенова и др.);
Пункт Г: для кассетных установок.
Этап подъема температуры ( 
):
Стадия I-1: t I-1 =32,57.
0С, 
, 
;
;
;
Стадия 1-2: t I-2 =57,7С0.
0С, 
, 
;
;
;
Стадия 1-3: t I-3 =82,83.
0С, 
, 
;
;
;
Этап изотермической выдержки 
0С; 
, 
;
;
;
Критерий 
:
; 
; 
.
где: а - коэффициент температуропроводности, определяемый по Прил.КР-3 для заданного вида бетона; г/.у - длительность первой стадии.
|
|
|
Этап подъема температуры ( ):
;
;
.
Этап изотермической выдержки 
;
;
.
По графикам в зависимости от значений критериев Bi и Fo находят без- размерные температуры по каждой оси для поверхности и центра изделия (Прил.КП-6):
- для поверхности изделия: 
; 
; 
;
Этап подъема температуры ( ):
Стадия I-1: 
Стадия 1-2: 
Стадия 1-3: 
;
- для центра изделия: 
; 
; 
.
Этап подъема температуры ( 
):
Стадия I-1: 
;
Стадия 1-2: 
;
Стадия 1-3: 
;
Общая безразмерная температура для поверхности и центра изделия:
= 
= 
.
Этап подъема температуры ( ):
Стадия I-1: 
;
Стадия 1-2: 
Стадия 1-3: 
;
Этап изотермической выдержки
;
По формулам определяют истинные температуры поверхности и центра изделия:
где: 
, 
- искомая температура поверхности или центра в данной стадии; 
- конечная температура данной стадии; 
, 
- безразмерные температуры поверхности и центра данной стадии; 
, 
- температура центра или поверхности в предыдущей стадии (для стадии 1-1 - = = 
; для стадии I-2 - 
= ; 
= и т.д.)
Этап подъема температуры ( 
):
Стадия I-1:
Стадия 1-2:
Стадия 1-3:
|
|
|
Этап изотермической выдержки 
Подсчитывают среднюю температуру изделия:
0,67 
+0,33 
Далее аналогично стадии 1-1 производится расчет для следующих стадий этана подъема температуры и для этапа изотермической выдержки и охлаждения. Результаты записываются в таблицу 2. Последняя колонка таблицы заполняется после расчета экзотермии цемента.
Этап подъема температуры ( ):
Стадия I-1:
0,67 
+0,33 
= 
;
Стадия 1-2:
0,67 
+0,33 
= 
;
Стадия 1-3:
0,67 
+0,33 
= 
;
Этап изотермической выдержки
.
Таблица 2.
Температуры изделия
| Стадии и периоды ТВО | Средняя температу-
ра
| Температу-
ра поверх-
ности
| Температура
центра
| Фактическая температура с учетом тепла эк-
зот. выдержки цемента
|
| 28,99 | 42,14 | 22,51 | 33,59 |
| 44,90 | 61,27 | 36,84 | 52,10 |
| 72,96 | 94,01 | 62,60 | 97,26 |
| 81,32 | 94,99 | 74,59 | 145,72 |
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 202; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!