混凝土的熱工計(jì)算

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混凝土熱工計(jì)算

（1）混凝土拌合物的溫度按下式計(jì)算：《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（gb50204-92）

式中：T0——混凝土拌合溫度ws、wg——砂、石的含水率(%)

ms、mg、mc、mw——砂、石、水泥、水的質(zhì)量(kg)Ts、Tg、Tc、Tw——砂、石、水泥、水的溫度(℃)a——水泥及骨料的比熱，取值為0.92

c1、c2——水的比熱容[kJ/(kg*k)]及熔解熱(kJ/kg)當(dāng)骨料溫度＞0℃時(shí)，c1=4.2,c2=0當(dāng)骨料溫度≤0℃時(shí)，c1=2.1,c2=335（2）混凝土拌合物的出機(jī)溫度按下式計(jì)算：

T1=T0-0.16(T0-Tp)

式中：T1——混凝土拌合物的出機(jī)溫度（℃）；Tp——攪拌機(jī)棚內(nèi)溫度（℃）。

（3）混凝土拌合物經(jīng)運(yùn)輸至澆筑成型完成時(shí)的溫度按下式計(jì)算：

T2=T1-(at+0.032n)*(T1-Tm)

式中:T2——混凝土拌合物經(jīng)運(yùn)輸至成型完成時(shí)的溫度（℃）；t——混凝土自動(dòng)運(yùn)輸至澆筑成型完成的時(shí)間（h）；n——混凝土運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)；

Tm——運(yùn)輸時(shí)的環(huán)境氣溫（℃）；外界溫度取值-10℃a——溫度損失系數(shù)當(dāng)用混凝土攪拌輸送車(chē)時(shí)，a=0.25；

計(jì)算例如：（環(huán)境溫度為零下10℃時(shí)各種數(shù)據(jù)取值）

mc——500kgTc——-10℃c1——取2.1mw——161.5kgTw——60℃c2——335ms——693kgTs——6℃ws——3%mg——1040kgTg——6℃wg——0.2%Tp——10℃Tm——-10℃t——0.5h混凝土拌合物溫度：

T0=[0.92*(500*（-10）

+693*6+1040*6)+4.2*60*(161.5-693*0.03-1040*0.002)

+2.1*(0.03*693*6+0.002*1040*6)-335*（0.03*693+0.002*1040）]÷[4.2*161.5+0.92*(500+693+1040)]=11.9℃出機(jī)溫度：

T1=11.9-0.16*(11.9-10)=11.6℃

入模溫度：

T2=11.6-(0.5*0.25+0.032*1)*(11.6+10)=8.2℃

從上面的驗(yàn)證可以看出混凝土的入模溫度在采取了上述措施后時(shí)可以達(dá)到冬期施工要求的。隨著環(huán)境溫度的變化，膠凝材料，攪拌機(jī)棚溫度會(huì)改變（膠凝材料溫度與環(huán)境溫度一致，攪拌機(jī)棚溫度比環(huán)境溫度高20℃），砂、石、水的溫度是可控的（砂、石溫度始終為6℃），外加劑量很小，計(jì)算時(shí)忽略不計(jì)。

混凝土組成材料水、砂子、石子單獨(dú)加熱的耗熱量，可按下式計(jì)算：

Q=сρV（T2-T1）K1/K2

式中：Q—（耗熱量KJ/h）；

с—材料的比熱（KJ/Kg*K），對(duì)水為4.2；對(duì)砂為0.84；對(duì)石子為0.92；ρ—材料的密度（Kg/m3），對(duì)水取1000；對(duì)砂取1500-1600；對(duì)石子取2200；

V—每小時(shí)用料量（m3/h）；T1—加熱前材料溫度（℃）；T2—加熱后材料溫度（℃）；K1—不均衡系數(shù)，一般取K1=1.2-1.5；

K2—時(shí)間利用系數(shù)，一般取K2=0.6-0.9；

室外溫度依照最低-10℃計(jì)算，為滿(mǎn)足要求，根據(jù)算例，砂石料加熱后溫度需為6℃、水60℃。

因此Q砂=сρV（T2-T1）K1/K2=0.84*1600*8（6+10）1.4/0.7=344064kJ/h；Q石=сρV（T2-T1）K1/K2=0.92*2200*10（6+10）1.4/0.7=647680kJ/h；Q水=сρV（T2-T1）K1/K2=4.2*1000*3（60+10）1.4/0.7=1764000kJ/h；Q=Q砂+Q石+Q水=2755924kJ/h（4）采暖耗熱量計(jì)算

建筑物內(nèi)部采暖耗熱量按下式計(jì)算：

Q=3.6ΣF*K(Tn-Ta)w

式中Q—建筑物內(nèi)部采暖所需熱量（kJ/h）；F—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面積（㎡）；

K—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（W/㎡*K），可按下式計(jì)算：

K=1/(Rn+R2+ΣR)

Rn、R2—分別為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（㎡*K/W）;ΣR—圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的熱阻（㎡K/W）；R=d/λ;d—圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的厚度（m）；λ—圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)W/m*K；Tn—室內(nèi)計(jì)算溫度（℃）；

Ta—室外計(jì)算溫度，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料定。w—根據(jù)縫隙和門(mén)窗等透風(fēng)而采取的系數(shù)。

因此Q=3.6ΣF*K(Tn-Ta)w=3.6ΣF*(Tn-Ta)w/(Rn+R2+ΣR)=3.6*3000*（10+10）*3/（0.144+0.15+0.05/0.06）=574808KJ/h

（5）蒸汽用量和鍋爐選擇計(jì)算蒸汽用量可依照下式計(jì)算

W=Q/(I*H)

式中W—蒸汽用量（kg/h）；

Q—計(jì)算所需總熱量（kJ/h）；

I—在一定壓力下的蒸汽的熱含量（kJ/kg）；H—有效利用系數(shù)，一般為0.4～0.5。

輸送距離小于300m，因此蒸汽壓力選用0.3N/mm2，所以根據(jù)飽和蒸汽的參數(shù)表可以查得。

W=Q/(I*H)=574808/（2724*0.45）=469kg/h

因此選用蒸發(fā)量為1t/h的立式水管鍋爐，工作壓力為0.7N/mm2，效率為70％。

（6）加熱燃料用量計(jì)算

暖棚內(nèi)加熱燃料用量可按下式計(jì)算：

Gp=Q0