Развитие научных основ совершенствования процесса электроразогрева бетонной смеси в технологии зимнего бетонирования

• Автор: Титов, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 314 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Проблемы практики и анализ теории технологии электроразогрева бетонной смеси

1.1. Опыт становления и развития технологии бетонирования с предварительным электроразогревом бетонной смеси ПЭРБС

1.2. Проблемы практики использования технологии ПЭРБС.

1.3. Анализ теоретических положений, применяемых в технологии ПЭРБС.

1.4. Пути и возможности дальнейшего совершенствования технологии ПЭРБС.

1.5. Особенности применения технологии бетонирования с ПЭРБС и оценка е эффективности в современных рыночных
условиях

1.6. Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2 Электрофизические закономерности процесса электроразогрева бетонной смеси.

2.1 Экспериментальное определение источника локального ускоренного нафева бетонной смеси.
2.2 Научные основы явления неравномерности электротепловых полей в устройствах для ПЭРБС.
2.3 Краевой эффект, краевые задачи математической физики и их численное решение с использованием ПК ЕЬСиТ 5.7.
2.4 Экспериментальная проверка соотношения результатов физического эксперимента и визуализированных расчетов в ПК ЕЬС1ЛГ 5.7.
2.5 Исследование электротепловых полей в процессе электроразогрева в устройствах различного конструктивного исполнения с помощью ПК ЕЬСиТ 5.
2.6 Выводы
ГЛАВА 3 Способы совершенствования технологии циклического электроразогрева
3.1 Использование результатов численного моделирования электротепловых полей для совершенствования электроразогревающих
устройств.
3.2 Влияние толщины фазных электродов на качественные параметры процесса ПЭРБС
3.3 Способы качественного улучшения параметров ПЭРБС и работоспособности электроразогревающих устройств
3.4 Выводы
ГЛАВА 4 Способы совершенствования технологии непрерывного электроразогрева
4.1 Анализ известных электроразогревающих устройств непрерывного действия с использованием ПК ЕЬСЦТ5.7.
4.2 Разработка устройств непрерывного действия с исключением зон локального перегрева бетонной смеси у фазного электрода.
4.3 Исследование электротепловых полей в электроразогревающем устройстве непрерывного действия с коаксиальной электродной камерой.
4.4 Выводы
ГЛАВА 5 Разработка методов электротехнического расчета, конструктивного н технологического проектирования электроразогревающнх устройств
5.1 Теоретические положения, используемые в существующих методах электротехнического расчета и их точность.
5.2 Использование схем замещения нагрузок и закона Киргофа для разработки точной методики расчета электроразогревающих устройств.
5.3 Критериальный метод электротехнического, конструктивного и технологического расчета электроразогревающих устройств
5.4 Выводы
ГЛАВА 6 Повышение энергетической эффективности технологии предварительного электроразогрева
6.1 Кинетика величины скорости электроразогрева и к.п.д. в процессе электроразогрева.
6.2 Научное обоснование способа стабилизации и управления величиной к.п.д. процесса электроразогрева.
6.3 Экспериментальное исследование способов стабилизации и управления величиной к.п.д. в процессе электроразогрева
6.4 Выводы
ГЛАВА 7 Производственная проверка результатов исследований и критерии их коммерциализации.
7.1. Обобщение опыта зимнего бетонирования с использованием разработанных элктроразогревающих устройств.
7.2. Анализ ресурса работоспособности разработанных элктроразогревающих устройств.
7.3. Рекомендации но конструированию и эксплуатации электроразогревающих устройств с высокой работоспособностью
7.4. Критерии коммерциализации результатов исследований.
7.5. Выводы
Основные выводы по работе
Библиографический список.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Среди причин вызывающих контактное сопротивление, автор на первый план выдвигает приэлектродное кипение, а как средство его снижения устройство горизонтальных щелевых вырезов в электроде и тем самым ликвидации плночного кипения вдоль всего электрода. В доказательство необходимости устройства вырезов автор приводит теплотехнический расчт образования пузырькового кипения на электроде, беря в основу расчта тезис о том, что если к электроду подведена электрическая мощность Р, то на его поверхности будет выделена эквивалентная тепловая нагрузка 7. Но Рб. Рэл примерно па 8 порядков. Как же тогда объяснить, что вся подведнная мощность идт на нагрев поверхности электрода. Следовательно, если исходить из существующих предположений, греть металл электрический ток не будет, а будет греть бетон или, в лучшем случае, контактную зону. В формочке, где определяем удельное сопротивление бетонной смеси Ро. В бункере, где в 0 раз больше, температурные поля уже далеко не равномерные. Вместе с тем, из теории поверхностного эффекта 6,5,6 следует, что степень увеличения сопротивления электрода переменному току не зависит от силы тока, а зависит от увеличения площади проводника или отношения размеров поперечного сечения. Возможно этим и можно объяснить тог факт, что с увеличением площади электрода степень увеличения сопротивления переменному току увеличивается, причем неравномерно, зависит от геометрии проводника, а не от силы проходящего тока 5. Ыо раз электрод обладает повышенным сопротивлением а ведь до настоящего времени его сопротивление не учитывалось ни одной методикой расчета, то в нм должно выделяться при прохождении тока Джоулево тепло, т. В процессе электроразогрева, когда смесь уже кипит вдоль всего электрода, пары воды экранируют часть его площади и сила проходящего тока снижается 6,8. Но ни сопротивление смеси, ни электрода, ни даже контактной зоны при этом не увеличивается, а просто снижается площадь контакта. Поэтому говорить об увеличении контактного сопротивления при кипении логически не совсем обоснованно. Снижается площадь контакта, но сопротивление оставшейся площади не увеличивается. Исходя из практического опыт и теории поверхностного эффекта, можно предположить, что уменьшение Я т. Вместе с тем производственные наблюдения за процессом электроразогрева позволяют также выдвинуть следующее предположение о причинах кипения воды затворения бетонной смеси у краев электродов. Если с плоскости фазного электрода, параллельного нулевому в среднем стекает ток с плотностью 1 в одну сторону, то с плоскости торца этого же электрода стекает ток в две стороны и его плотность соответственно в два раза должна быть больше 2 т. ЭРУ. Поскольку I2 Я, то тепла на краю электрода должно локально выделиться в четыре раза больше, чем с плоскости электрода. Эта существенная разница в тепловыделениях может привести к локальному перефеву смеси у края электрода. Условно назовем это торцевым эффектом 6. С другой стороны, поскольку законы электродинамики безотносительны, то представляется логичным и конструктивным применить их и для технологии электроразогрева. Электроконтактный нафев любого проводника второго рода именно таково традиционное техническое название того, что в строительстве именуется электроразогревом происходит в электромагнитном поле в результате поглощения веществом электромагнитной энергии 0,3,6. Механизм нагрева можно представить следующим образом. Под воздействием электромагнитного поля элементарные заряды вещества свободные или связанные совершают различного рода движения перемещения. Характер этих движений определяется электрофизическими свойствами вещества видом зарядов и характеристиками поля. При своем перемещении заряды встречают сопротивление других частиц вещества нейтральных атомов и молекул или элементарных зарядов противоположного знака. Сталкиваясь с ними, движущиеся заряды отдают приобретенный в электромагнитном поле запас кинетической энергии, который расходуется на увеличение теплового движения частиц, что проявляется в повышении температуры вещества.