Управление электротепловыми процессами при разогреве смеси Квашнин, Александр Георгиевич

Введение к работе

Актуальность ра 0 о т ы . Основным материалом современного строительства выступает бетон, объем производства которого возрастает ежегодно в мире на 5...6Ж. Этот рост сопровождается расширением конструктивах и временных (сезонных) облвстей применения бетона, увеличением темпов строительного производства и, в частности, бетонных работ.

Климатические условия большей части территории России, характеризующиеся низкими отрицательными температурами в точение продолжительного периода (4...6 месяцев), предопределяют необходимость производства бетонных работ с интенсификацией твердения бетона путем приложения к бетонной смеси и бетону термодинамических воздействий, из всего богатого арсенала которых широко применяют методы электротермообработки: электропрогрев, электрообогрев, электроразогрев и др. Среди перечисленных методов электроразогрев выделяют как один из наиболе) целесообразных на технологическом, технико-экономическом уровнях к с точки зрения структуроаоразования бетона.

Однако, широкое на первом этапе внедрение электрорэзогре-еа в зимнее бетонировзние практически прекратилось и метод перестал применяться в необходимых масштабах вследствие недостаточной устойчивости технологических параметров , получаемых в электроразогревашей технике с низким уровнем технологической надежности.

Цель раб о. ты. Разработка технологии рязогрера бетонной смеси с устойчивыми электрогешювыми параметрами, получаемыми в надежной электроразогревагащвй' технике за счет управления элекгротешгсшми процессами рззогрева..

Задачи исследования.

1. Исследовать кинетику изменения основного электрофизи-чс-суого параметра бетонной смеси - удельного электросопротивления; рзграйртэть ««тематическое описание удельного алект-

росопротивления бетонной смеси.

1. Разработать методику расчетного обоснования скорости и температуры разогрева смеси и ее отдельных компонентов (жидкой и твердой фаз) путем исследования теплофизики совместного разогрева системы "растворная часть - крупный заполнитель".

2. Разработать математическое описание целевых функций управления процессом электроразогрева и на этой основе:

1. Исследовать электротешювые поля в устройствах для разогрева смеси и разработать методику расчетного и экспериментального определения конструктивных параметров устройств.

2. Разработать способы управления электротепловыми процессами при электроразогреве смеси в виде соответствующих

ЗЛГОрІїТмїОБ її uJIOK^-Слбїїї

4. Разработать рекомендации по проектированию разогревающих и управляющих устройств.

5. Проверить результаты исследований путем экспериментальных работ с применением опытно-промышленных образцов электроразогреващих устройств и блоков управления.

Объект исследования.

Электротепловые процессы во время разогрева смеси. Научная новизна работы. *

1. Впервые построено адекватное математическое описание
температурно-временной функции удельного электросопротивления
бетонной смеси для всего технологически значимого временного и
температурного интервала, основанное на характерных параметрах

-температурно-временных кривых удельного электросопротивления.

2. Получено математическое описание температурного режима
разогрева растворной части смеси и системы "жидкая фаза -
твердая фаза", учитывающее основные технологические параметри
процесса, электро- и тешгофизические свойства и физическую
структуру бетонной смеси.

З* «Разработан способ управления (формированием злектро-тешювых полей в сечениях разогревающих устройств на основ» аксиально-симметричного секционирования электродных групп в круглых геометриях с разбиением смеси на отдельно разогреваемые слои.

4. Разработан технологический процесс разогрева с управлением температурным режимом по оптимальному закону, основанному на математическом описаний траектории управляющего воздействия.

Б. Разработан технологический процесс разогрева с адаптивным управлением электротепловыми процессами, базирующимся на адаптации энерго-силовых параметров управляющей системы к непрерывно идентифицируемым параметрам разогреваемой смеси. Практическое значение работы.

1. Разработана методика определения температурно-времен-. ной функции удельного электросопротивления бетонной смеси, позволяющая выполнять технологические расчеты для широкого диапазона практических задач.

2. Разработано расчетное обоснование температурного режима электроразогрева бетонной смеси в виде пакета программ для ПЭВМ и наборов графиков для определения электротепловых и энергосилоЕых параметров разогрева.

3. Созданы устройства, реализующие принцип аксиально-симметричного секционирования применительно к круглым геомэтриям Свтонораздаточного оборудования (круглые и цилиндрические бункеры ).

4. Дли реализации адаптивной системы управления разработано устройство управления электротепловыми процессами разогрева с применением мікроітроцв с сорной техники и тиристорних блоков регулирования.

5. Разработан технологический комплекс электроразогрева, о-"п единящий установки разогрева смеси с устройствами управления, обеспечивающими устройчивыв технологические уар/н.гериогшш процесса.

Апробация работы. Основные положения и. резугплаты-диосертационной работы докладывались на Всесоюзном совещании-семинаре "Форсированный разогрев бетонной смеси. Теория. Эксперимент. Практика" (Владимир, 198? г.), Все-росочйской научно-технической конференции "Технология монолитного домостроения" (Томск, 19В9 г.), на Всесоюзном семинаре "Интенсификация бетонных работ п строительном производстве"

(Челябинск, 1989 г.), на Региональной научно-практической конференции, посвящшюй бо-летию СибМИ (Новокузнецк. 1990 Г.}, на Всесоюзном совещании-семинаре "Непрерывный электроразогрйй в строите іьстве¹* (Ленинград, 1991 г.), на научно-технически:; конференциях профессорско-преподавательского состава НИСИ им.В.В.Куйбышева (Новосибирск, 1986-1993). В полном-объеме ро бота доложена на расширенном научном семинаре кафедры текнола гии строительного производства гШСИ им.В.В.Куйбышева (Новосй _бирск, 1993 г.).

Результаты исследований опубликованы в двадцати пап

puuGTaX.

Объем и структура работы. Дисс фтационная работа состоит из введении, 5 глав, заключения, списка основной использованной литературы, прилоиенн*: и содержит 194 'страницы машинописного текста, 'включая 3 таблицы, 29 рисунков, 9 приложений. Библиография включает 102, наименования на II страницах.