Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Научно-методические основы эксергетического анализа процессов тепловой обработки бетонных изделий в теплотехнологических установках. Часть 1

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-3-259-274

Полный текст:

Аннотация

Эксергетический метод термодинамического анализа сложных теплоэнергетических систем в последние годы получил широкое признание, доказав свою эффективность при поиске оптимальных вариантов энергоснабжения и энергопотребления. Вместе с тем его применение сдерживается отсутствием соответствующих научно обоснованных методических подходов к теплотехнологиям, в ходе которых имеют место не только энергетические, но и материальные превращения. Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий относится именно к таким технологиям. В данной статье представлены новые научные результаты, связанные с разработкой эксергетических балансов процессов приготовления бетонной смеси в смесителе и тепловой обработки бетонного изделия в теплотехнологической установке. Для каждого из этих случаев осуществлен анализ эксергетических потоков, определена структура эксергии бетонной смеси и твердеющего бетона. На основе анализа научных работ о химическом составе цементных клинкеров, цементов и продуктов гидратации предложены новые зависимости для расчета эксергии потока бетонной смеси и бетона при его тепловой обработке, включая термомеханическую, реакционную и концентрационную составляющие. Разработаны абсолютные эксергетические показатели. На конкретном примере с использованием разработанного научно-методического обеспечения выполнен расчет указанных величин. Во второй части будут опубликованы результаты исследования по определению относительных эксергетических показателей, позволяющих выполнять оценку энергетической эффективности процессов тепловой обработки бетонных изделий в теплотехнологических установках. Полученные результаты могут использоваться при выборе энергосберегающих режимов теплотехнологического оборудования для промышленной тепловой обработки бетонных изделий.

Об авторах

В. Н. Романюк
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Адрес для переписки: Романюк Владимир Никанорович - Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 293-92-16
pte@bntu.by



А. М. Нияковский
Полоцкий государственный университет
Беларусь

Новополоцк



Список литературы

1. Коц, I. В. Ексергетичний аналіз теплових процесів технології виготовлення будівельних виробів / I. В. Коц, О. П. Колісник // Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2011. Т. 10, № 1. С. 46–48.

2. Атоян, В. Р. Анализ эффективности теплотехнологических схем производства бетонных изделий на основе эксергетического метода / В. Р. Атоян, И. Н. Малый, А. В. Полин // Комплексное использование тепла и топлива в промышленности: межвуз. науч. сб. Саратов, 1995. С. 78–81.

3. Способ управления процессом приготовления бетонной смеси: пат. RU 2334713, МПК B 28B 11/00 / Т. М. Вердиян, Р. Т. Лукманов. Опубл. 27.09.2008.

4. Вердиян, М. А. Эксергетический анализ процессов химической технологии (на примере технологии цемента) / М. А. Вердиян, Д. А. Бобров, А. М. Вердиян. М.: РХТУ имени Д. И. Менделеева, 2004. 68 с.

5. Koroneos, C. Exergy Analysis of Cement Production / C. Koroneos, G. Roumbas, N. Moussiopoulos // International Journal of Exergy. 2005. Vol. 2, No 1. P. 55–68. https://doi.org/10.1504/ijex.2005.006433.

6. Ахвердов, И. Н. Основы физики бетона / И. Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

7. Kermeli, K. Energy Efficiency Improvement and Cost Saving Opportunities for the Concrete Industry: Guide for Energy and Plant Managers / K. Kermeli, E. Worrell, E. Masanet. Berkeley: Berkeley National Laboratory University of California, 2011. 112 p. https://doi.org/10.2172/1062106.

8. Химия строительных материалов / Й. Планк [и др.]. Шымкент: Южно-Казахстанский гос. ун-т имени М. Ауэзова, 2016. 221 с.

9. Райхель, В. Бетон: в 2 ч. / В. Райхель; пер. с нем.; под ред. В. Б. Ратинова. М.: Стройиздат, 1979. Ч. 1: Свойства. Проектирование. Испытания. 111 с.

10. Баженов, Ю. М. Технология бетона / Ю. М. Баженов. М.: Изд-во АСВ, 2002. 500 с.

11. Фридрихсберг, Д. А. Курс коллоидной химии / Д. А. Фридрихсберг. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1984. 368 с.

12. Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М.: Энергия, 1973. 296 с.

13. Бродянский, В. М. Принципы определения КПД технических систем преобразования энергии и вещества / В. М. Бродянский, М. В. Сорин // Изв. высш. учеб. заведений СССР. Энергетика. 1985. № 1. С. 60–65.

14. Бродянский, В. М. Эксергетический метод и его приложения / В. М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек; под ред. В. М. Бродянского. М.: Энергоатомиздат, 1998. 288 с.

15. Романюк, В. Н. Интенсивное энергосбережение в теплотехнологических системах промышленного производства строительных материалов / В. Н. Романюк. Минск, 2010. 365 с.

16. Зимон, А. Д. Адгезия жидкости и смачивания / А. Д. Зимон. М.: Химия, 1974. 416 с.

17. Степанов, В. С. Химическая энергия и эксергия веществ / В. С. Степанов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. 163 с.

18. Гидравлические вяжущие вещества / И. Н. Кузнецова [и др.]. Омск: СибАДИ, 2012. 74 с.

19. Брыков, А. С. Гидратация портландцемента / А. С. Брыков. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2008. 30 с.

20. Садрашева, А. О. Гидросиликаты кальция (C–S–H) как основная фаза твердения портландцемента / А. О. Садрашева // Ползуновский альманах. 2016. № 3. С. 193–196.

21. Адгезия, клеи, цементы, припои / под ред. Н. Дебройна, Р. Гувинка; пер. с англ. А. Л. Коз-ловского. М.: Изд-во иностр. лит., 1954. 584 с.

22. Усов, Б. А. Химизация бетона / Б. А. Усов. М.: ИНФРА-М, 2016. 379 с.

23. Повышение энергетической эффективности теплотехнологического оборудования на основе численного моделирования нестационарных процессов / А. М. Нияковский [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 2. С. 177–191. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-2-177-191.

24. Верификация нестационарной математической модели твердения бетона в теплотехнологических установках / А. М. Нияковский [и др.] // Наука и техника. 2019. Т. 18, № 2. С. 137–145. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-2-137-145.

25. Дискретная оптимизация программно управляемых режимов тепловой обработки бетонных изделий в теплотехнологических установках / А. М. Нияковский [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 3. С. 280–292. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-3-280-292.

26. Метод расчета эволюции теплоэнергетических характеристик процесса ускоренной гидратации бетонных изделий / А. М. Нияковский [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 4. С. 307–324. https://doi.org/10. 21122/1029-7448-2019-62-4-307-324.

27. Нестационарная модель процесса гидратации железобетонного изделия, находящегося в программно-нагреваемой среде / А. М. Нияковский [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. 2019. Т. 63, № 4. С. 496–505. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2019-63-4496-505.


Для цитирования:


Романюк В.Н., Нияковский А.М. Научно-методические основы эксергетического анализа процессов тепловой обработки бетонных изделий в теплотехнологических установках. Часть 1. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2021;64(3):259-274. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-3-259-274

For citation:


Romaniuk V.N., Niyakovskii A.M. Scientific and Methodological Bases of Exergetic Analysis of the Processes of Heat Treatment of Concrete Products in Heat Technology Installations. Part 1. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2021;64(3):259-274. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-3-259-274

Просмотров: 55


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)