Прогрев бетона электродами и греющими проводами

Исходные данные:

– бетонируемая конструкция – стена толщиной b _ст = 150 мм, длиной l _ст = 6, 0 м, высотой h _ст = 3, 0 м;

– температура наружного воздуха Т _н.в = -20°С;

– температура уложенного бетона к моменту начала электропрогрева Т_б.н. = +15°С;

– бетон класса В25 на портландцементе М500;

– опалубка деревянная, толщина досок обшивки d_оп = 2, 5 см (плотность древесины 700 кг/м³, объемная влажность 15%);

– скорость ветра – 3 м/с;

– температура изотермического прогрева бетона Т _max = 30°С;

– греющий провод со стальной жилой d _ст.ж = 1, 1 мм в полиэтиленовой изоляции d _из=3, 0 мм; температура плавления изоляции Т_пл.из = 105°С; теплопроводность изоляции a_из = 0, 28 Вт/(м× °С);

– для электропрогрева бетона используется переменный трехфазный ток напряжением U _II = 49 В;

– в качестве электродов служит арматура А-I Æ 6, 0 мм.

Требуемая величина электрической мощности для прогрева бетона в стене на стадии изотермического прогрева составляет

 

= =_____ кВт,

 

где	k т.п	– расчетный коэффициент теплопередачи опалубки, рассчитываемый по формуле ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = _____ Вт/(м2× °С);
	S ст	– площадь прогреваемой стены, м2, S ст = l ст h ст = ________________ =_______м2;
	Т max	– температура изотермического прогрева бетона, °С;
	Т н.в	– температура наружного воздуха, °С;
	0, 8	– усредненная удельная мощность тепловыделения твердеющего бетона за счет экзотермии цемента, кВт/м3;
	V б	– объем бетона в стене, м3, V б = l ст h ст b ст = ______________ = _____ м3.

 

Вариант 1. Расчет параметров электропрогрева бетона в стене греющими проводами.

1. Определяем расчетную погонную мощность греющего провода:

¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = _____ Вт/м.

2. Вычисляем расчетную длину петли греющего провода

¾ ¾ ¾ ¾ = _______ м,

где – допустимое падение напряжения на 1 м греющего провода, В/м,

= ________ В/м,

где 0, 48/ d _ст.ж – коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления токоведущей жилы от температуры, мм× .

 

3. Исходя из необходимости устройства коммутационных выводов вверху или внизу стены, длину петли назначают кратной высоте стены, но не менее расчетной, т.е. L _п.факт = nh _ст ³ L _п . Принимаем L _п.факт = ______ м.

4. Увеличение длины петли приводит к снижению погонной мощности греющего провода. Фактическую погонную мощность греющего провода определяем по формуле

q _{пр.факт} = q _пр(L _п)²/(L _п.факт)² = _______________ = _____ Вт/м.

5. Определяем фактическую мощность петли греющего провода:

Р _п = q _{пр.факт} L _п.факт = ____________ = _____ Вт.

6. Находим количество петель греющего провода, закладываемых в стену:

¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = ______ шт.

7. Рассчитываем шаг укладки греющих проводов:

b _пр = (l _ст h _ст)/(L _п.факт N) = ______________ = ______ м.

8. Определяем расход греющих проводов для прогрева стены:

L = L _п.факт N = ___________ = ______ м.

 

Схема укладки в конструкцию и подключения греющих проводов

Вариант 2. Расчет параметров электропрогрева бетона в стене при помощи электродов.

1. Мощность электропрогрева, приведенная к 1 м³ бетона прогреваемой конструкции, составляет

 

Q = Р ^и.п/(l _ст h _ст b _ст) = ________________ = ______ кВт/м³ .

2. Удельную электрическую мощность для прогрева бетона при использовании плоских групп стержневых электродов определяем по формуле [11]

, кВт/м³,

где	rрасч	– расчетная величина удельного электрического сопротивления бетона, rрасч=3...23 Ом× м. К концу изотермического прогрева бетона rрасч = 10...15 Ом× м. Принимаем rрасч = _____ Ом× м;
	b	– расстояние между группами электродов (разноименными электродами), м;
	h	– расстояние между электродами в плоской группе, м. В рассматриваемом случае следует принять h = b ст ;
	a	– коэффициент, при трехфазном токе равный 1, 5, при однофазном – 2, 0;
	d	– диаметр стержневого электрода, м.

 

3. Подбираем расстояние b между электродами в пределах от 0, 15 до 0, 25 м, с тем чтобы P = Q.

Пусть b = _________ м. Тогда

Р = –––––––––¾ ¾ –––––––––––––––––––– = _______ кВт/м³.

Сравниваем P и Q; уточняем b.

Окончательно при b = ­­­­__________ м

Р = ––––––––––––––––––––––––– = ________» Q = ______ кВт/м³.

4. Определяем количество электродов, устанавливаемых вдоль стены

n = l _ст / b = ____________ = _____ шт.

5. Находим расход арматуры А-I Æ 6 мм:

L _эл= h _ст n = ________ = _____м.

 

Схема размещения в конструкции и подключения электродов

Вывод: Обеспечить температуру изотермического прогрева бетона в стене Т _max = _____°С при температуре наружного воздуха Т _н.в = ____°С можно при помощи греющих проводов или стержневых электродов. Для этого в тело бетона необходимо установить: для варианта 1 – N =____ шт. петель греющего провода длиной по L _п.факт = ____ м, для варианта 2 – n = ____ шт. электродов из арматуры А-I Æ 6мм длиной h _ст =____м, а затем подключить их к источнику трехфазного переменного тока напряжением U _II = ____ В.

 

 

Задание выполнил __________________________________

Задание с оценкой _________ принял __________________

" ____" ____________ 20___г.