Выполнил:
|
Студент гр. СПО – 992 Бородина О.С.
|
Руководитель:
|
Пшонкин Н.Г.
|
Новокузнецк 2003
Исходные
данные для расчета:
1.
Бетон стены;
2.
Металлическая опалубка;
3.
Трубчатые электрообогреватели;
4.
Эффективный утеплитель;
5.
Ограждение (фанера).
Вариант №3
Ø Толщина стены: 0,4 м;
Ø Температура воздуха: -20 0С;
Ø Скорость ветра: 5 м/с;
Ø Толщина металлической опалубки: =5 мм;
Ø Теплопроводность: =52 Вт/м . 0С;
Ø Толщина теплоизоляции: =60 мм;
Ø Теплопроводность: =0,056 Вт/м . 0С;
Ø Теплопроводность: =0,17 Вт/м . 0С;
Ø Бетон на портландцементе М 400;
Ø Толщина нагруженной стенки: =0,4 м;
Ø Теплопроводность: =1,2 Вт/м . 0С;
Ø Удельная теплоемкость: Сбет=1,5 кДж/кг . 0С;
Ø Средняя плотность: =1450 кг/м3.
Требуется:
Рассчитать режим прогревного выдерживания конструкции типа
нагружения - несущая стенка монолитного дома.
Решение:
1.
Определение массивности (модуля поверхности):
;
где Fопал – площадь опалубливаемой поверхности;
V – объем монолита бетона;
b - 0,5 толщины стены.
2.
Определяем коэффициент теплопередачи опалубки:
Кпр=1,5 . Кбезпр=1,5
. 0,86=1,29,
где Кпр – коэффициент прогрева;
Кбезпр – коэффициент безпрогрева:
,
где -
начальный коэффициент теплопередачи от поверхности опалубки во внешнюю среду (при
скорости ветра vв=5 м/с; =26,56 Вт/м2 . 0С);
3.
По монограмме определяем предельно допустимую удельную
мощность опалубки:
W=590 Вт/м2, при Мп=5 м-1;
tв=-200С; Кпр=1,29, т.к W=f (Мп; Кпр).
4.
Определяем теплообменный обобщенный параметр:
,
5.
Определяем временной обобщенный параметр:
,
где -
время прогрева, час;
.
6.
По графикам функций определяем значения :
Для расчета температуры в центре и на поверхности бетона
при Вi=0,215 и F0=0,75:
; ;
;
.
7.
Определяем температуру бетона в центре стенки:
tбц=to-(1-)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,89)(8+20-590/1,29)=55,2
0С.
8.
Определим температуру бетона на поверхности стенки:
tбп=to-(1-)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,8)(8+20-590/1,29)-93,9
0С.
9.
Определим среднюю температуру за период прогрева в
центре стенки:
=to-(1-)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,95)(8+20-590/1,29)=29,5
0С.
10.
Определим среднюю температуру за период прогрева на
поверхности стенки:
=to-(1-)(
to-tc-W/Kпр)=8-(1-0,89)(8+20-590/1,29)=55,2
0С.
=> 25%.
12.
Определим количество градусов и прочность бетона
стенки за период прогрева на поверхности:
=> 48%.
13.
Определяем начальную температуру бетона для
охлаждения после отключения термоопалубки:
.
14.
Определяем температурную функцию бетона на период
остывания:
.
15.
Определяем число Фурье F0 при Bi=0,215 и =0,21=>F0=9,2.
16.
Определяем функцию : при F0=9,2 и Bi=0,215=> =0,7.
17. Определяем продолжительность остывания бетона до 00С:
.
18.
Определяем среднюю температуру за период остывания
до 00С:
.
19.
Определяем количество градусов за период остывания
в бетоне:
.
20.
Определяем общее количество градусов:
Nобщ = N1+N2=828+8500,8=9328,8 0С . ч => 97%.
Вывод:
Необходимо изменить удельную мощность, а также уменьшить
время прогрева, которое соответствует температуре наружного воздуха для
выполнения оптимизации энергозатрат, соответственно расчетом достичь
обеспечения условия по прочности бетона: R=70%R28.