Библиографическое описание:

Усманов Ф. Б., Ибодов Р. К., Хикматов Ф. С. Определение расхода дополнительной энергии при круглогодичной эксплуатации гелиополигонов по выпуску сборного железобетона // Молодой ученый. — 2016. — №2. — С. 247-250.



 

Нами ставилась задача определения эффективности дозированного расхода традиционной энергии, используемой для компенсации нехватки поступления тепла от солнечной радиации и обеспечивающей достижение бетоном 50 % R28,проектирование ее расхода на действующих и проектируемых гелиополигонах. В исследованиях использовали методику, разработанную в НИИЖБе /1/, согласно которой путем дозированного расхода традиционной энергии (для удобства и простаты замеров расхода энергии принята электрическая) были созданы условия прогрева, близкие летним, обеспечивающим достижение 50 %R28 за 22 часа и суточную оборачиваемости форм.

Эксперименты проводили в лабораторных гелиостендах, теплоизолирующих внутреннее пространство от окружающей среды четырьмя бортами и поддоном, снабженных индивидуальными светопрозрачными и теплоизолирующими покрытиями (Рис.1.). Один гелиостенд оборудовали электрическим теном мощностью, достаточной для прогрева бетона, присоединенным к переменному току напряжением 220 В через лабораторный трансформатор. Расход электрической энергии замеряли счетчиком типа СО-И 446.

В экспериментах применяли тяжелый бетон марки 200 со следующим соотношением компонентов: 1:2,3:3,77; В/Ц=0,59, О.К.=1–4 см. В каждый лабораторный гелиостенд помещали один образец-представител 40х40х15 см, имитирующий условия твердения в реальных изделиях, и две формы- тройчатки стандартных образцов 10х10х10 см. Прогрев бетона в гелиостендах изучали с помощью автоматического потенциометра КСП-4 и ХК-термопар. Прочность бетона стандартных образцов определяли по ГОСТу 10180–2012, образцов-представителей — с помощью градуировочных зависимостей. Интенсивность солнечной радиации замеряли альбедометром, присоединенным к портативному гальванометру.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторных гелиостендов: 1-представительные бетонные образцы; 2-светопозрачное и теплоизолирующее покрытие; 3-теплоизолирующий гелиостенд; 4-металлический столик; 5-электрические тены; 6-счетчик замера расхода электрической энергии; 7-трансформатор

 

Для оценки количественного изменение расхода электрический энергии в экспериментах, проводимых в различные месяцы зимнего сезона, комбинированную гелиотермообработку (КГТО) начинали в 10 ч утра. Температурный режим твердения при КГТО создавали при соответствие с эталонным, полученным экспериментально температурным режимом прогрева при использовании солнечной энергии, обеспечивающим достижение 50 % R 28. При проведении каждого эксперимента параллельно во втором гелиостенде выдерживали аналогичные образцы, подвергавшиеся тепловому воздействию только за счет солнечной энергии.

На рис.2 приведены кривые температур и замеров интенсивности солнечной радиации в один из дней экспериментов, свидетельствующие о том, что интенсивность солнечной радиации в ее максимум (400 Вт/м2•ч) без дополнительного теплоподвода, обусловливает кинетику прогрева бетона при максимальных температурах 25–300С, что не может обеспечить требуемый уровень теплосодержания бетона для достижения 50 % R28. Дозированный расход электрической энергии, компенсирующий нехватку тепла от солнечной энергии, способствовал прогреву бетона до максимальных температур (62–680С) с медленным остыванием к утру следующих суток до 28–310С. Результаты исследований расхода дополнительной энергии в зимний период года представлены в таблице. Достижение бетоном образцов-представителей прочности 50–60 % Rн.т28 при подводе дополнительной электрической энергии свидетельствует о создании в лабораторных условиях кинетики прогрева, близкой к эталону.

Рис. 2. Прогрев образцов бетона в лабораторном гелиостенде при комбинированной гелиотермообработке: 1, 3 — в 75 мм от поверхности представительного образца; 2, 4 — в 50 мм от поверхности стандартного образца; 1, 2 — при комбинированной гелиотермообработке; 3, 4 — без подвода дополнительной энергии; 5 — интенсивность солнечной радиации; 6 — температура окружающей среды

 

Поскольку эталонный режим создавали по температуре образцов-представителей, находившихся в форме с деревянными теплоизолированными бортами и металлическим поддонам из жести и прогревавшихся через верхнюю поверхность только от солнечной радиации и через нижнюю дополнительной энергией, а стандартные образцы, заформованные в металлической форме и через две боковые металлические поверхности бортов, то в ряде случаев Sсут стандартных образцов выше Sсут образцов-представителей.

Расход дополнительной энергии в таблице приведен в объем бетона и металлические элементы, находящиеся внутри лабораторного гелиостенда. Для анализа его 1 м3 бетона в различное время зимнего сезона полученные экспериментальным путем данные пересчитаны и соответственно построен график (рис 3).

Из рис. 3 видно, что энергия от солнечной радиации и в зимний период вносит довольно ощутимую долю в прогрев бетона (затененная область графика), что для Бухары в период с декабря до середины марта составило 29,6 % от энергии, необходимой для тепловой обработки 1 м3 бетона, при максимальном расходе электроэнергии 122 квт.ч/м3∙сут. Данный график, показывая эффективность использования солнечной радиации даже не высокой плотности, показывает конкретные пути экономии традиционных ТЭР, затрачиваемых на тепловую обработку бетона изделий и конструкций не только в зимний период в районах сухого жаркого климата. Полный переход в зимний период на традиционные способы тепловой обработки (при отказе от солнечной радиации невысокой плотности) потребовал бы дополнительного расхода энергии (40–45 % от расходуемой при КГТО).

 

Таблица

Расход дополнительной энергии при комбинированной гелиотермообработке бетона в различные месяцы зимнего периода

Время укладки

Суммарная интенисивность солн. рад. в теч.суток, Вт/м2

Расход дополнительной энергии, Q (кВт.ч) в теч. суток

S образца в возрасте 1 сут (град∙час)

Rсж, в возрасте 1 сут, (МПа)

Rнт28, МПа

40х40х15 см

10х10х10 см

40х40х15 см

10х10х10 см

Декабрь- 1 декада

1892

2,318

1020

990

13,25/59,9

12,6

22,1

Январь- 1 декада

928

3,945

969

1102,5

11,75/50,4

13,7

23,3

Январь- 3 декада

1271

3,8

945

1064

11,0/50,2

12,5

21,9

Февраль- 1 декада

2975

2,41

957

924

12,6/57,8

12,0

21,8

Февраль- 3 декада

3832

2,29

938

1005

11,4/51,1

12,6

22,3

Март- 1 декада

4013

1,31

970

1009

11,75/55,4

12,3

21,2

Примечание. В столбцах под чертой — % от Rнт28.

 

График расхода дополнительной энергии на 1 м3 бетона в течение суток при комбинированной гелиотермообработке, приведенный на рис.3, позволяет с учетом производительности полигона проектировать потребность в электрической энергии для предприятий Бухарского региона. Так, анализ графика показал, что в первой декаде декабря на 1 м3 бетона и железобетона требуется 79 квт.ч/сут, если судить по максимуму; во второй декаде-105 квт.ч/сут; в третьей-118 квт.ч/сут, и так далее. С помощью данного графика можно рассчитать расход дополнительной энергии еще с большей частотой (5 суток,3 суток и так далее).

Для установления расхода дополнительной энергии при комбинированной гелиотермообработке в зависимости от начала ее в течение суток были проведены специальные исследования. Графический зависимость его увеличение в зависимости от времени начала КГТО над расходом энергии при начале ее в 10 часов утра, построенная по экспериментальным точкам, приведена на рис.4.

Рис. 3.

 

Расход дополнительной энергии при комбинированной гелио- термообработке в зимний период в Бухаре: 1-расход дополнительной энергии в лабораторным гелиостенде; 2-то же на 1 м3 бетона; 3-суммарная интенсивность солнечной радиации в течении суток

Рис. 4.

 

Прирост расхода дополнительной энергии в зависимости от начала КГТО по сравнению с расходом дополнительной энергии при начале КГТО в 10 часов.

С учетом абсолютным величин расхода данной энергии при КГТО в различные месяцы зимнего периода (рис 3) и процента прироста расхода дополнительной энергии по графику (рис4) проектируется расход электроэнергии и при различном времени начало комбинированной гелио- термообработки.

Литература:

 

  1.              Малинский Е. Н., Оразбеков М. О. Комбинированная гелиотермообработка железобетонных изделий. Бетон и железобетон, 1988, № 5. C42–45.
Основные термины (генерируются автоматически): дополнительной энергии, расхода дополнительной энергии, солнечной радиации, электрической энергии, расхода традиционной энергии, интенсивность солнечной радиации, расхода энергии, солнечной энергии, Расход дополнительной энергии, Определение расхода, Определение расхода воздуха, замеров расхода энергии, дозированного расхода традиционной, комбинированной гелиотермообработке, расхода электрической энергии, Определение расхода дополнительной, расхода электрический энергии, прогрева бетона, дополнительного расхода энергии, дополнительной энергии в зимний.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle