CC BY
29
4uí£ — аq -4j)' (i j) = (i,2)n(3,4);
q т2 огр — (-F2nep q2 + FqJ + FH qj ) / F2 пер ;
q огР — (F шт q + F ст q e ) / F ст ■ qT4 — (F3 qs + f4 qs,4 ) / F4 ■
R np — (t 2 - tH) / q2ozp - 1/ан;
RСТ — ( т4 -1н) / q4 огр -1/ ан;
Qh = FH (qH + qH,is + q»,2S);
qt — qoM — cHM(tOMK - to;) /h;
Задаваясь значениями ряда параметров с учётом принятых ограничений, связанных со спецификой работы сооружения, можно решать с их помощью различные инженерные задачи по теплотехническому расчёту плодо-овощехранилищ, например:
1. Определение мощности системы отопления - QB0.
2. Определение требуемых термических сопротивлений ограждающих конструкций хранилища - Рст , Рпер. в этом случае задаются начальными параметрами, а также начальной и конечной температурой продукции, неизвестными в системе являются: Ri , T¡, ^.о, фоблкон.
3.Нахождение периода времени h между включениями системы активной вентиляции. Неизвестные в этом случае - h,. t¡, Q^, фобл™
4. Определение мощности конвективного и лучистого обогрева верхней и боковой зон хранилища.
5. Выявление параметров, предотвращающих выпадение конденсата на внутренних поверхностях ограждений, в верхнем слое клубней продукции и на боковой поверхности штабеля с разработкой инженерных решений для ликвидации этого явления.
6. Оценка возможных потерь продукции за время хранения.
Основные условные обозначения, принятые в статье: Ср - удельная массовая теплоемкость, кДж/(кг °С); d - влагосодержание воздуха, г/кг; - температура внутреннего, наружного воздуха, °С; h - время между включениями системы вентиляции, ч; q - удельный тепловой поток, Вт/м ; qv - удельная теплота дыхания продукции, Вт/т; Вт/м3; <в - масса влаги, ассимилированная воздухом, г, кг; at, ав - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К); I - коэффициент теплопроводности, Вт/(м К); r - удельная теплота фазового перехода, кДж/кг; W - содержание влаги, г/кг сух. воздуха; Qo - количество теплоты, Вт; F - площадь ограждающих конструкций, м2; М -общая масса, кг; Р - давление, Па; Ro - сопротивление теплопередаче ограждения, (м2 °С)/Вт; р - плотность
3 3 2 3 2
воздуха, кг/м ; V - объем, м ; и - скорость, м/с; F - площадь поверхности штабеля, м /м , м /т; G - массовый расход воздуха, кг/ч; т - температура внутренней поверхности, °С; ф - относительная влажность воздуха, доли %; в - коэффициент массообмена, кг/(м2 Па сек); А2 - коэффициент, зависящий от определяющей температуры; £пр -приведенный коэффициент излучения, Вт/( м2 К); m - коэффициент, зависящий от расположения поверхностей теплообмена.
Библиографический список
1. Позин Г.М. Основы расчета тепловоздушного режима промышленных и сельскохозяйственных зданий // Современные проблемы вентиляции и экологической безопасности промышленных и сельскохозяйственных зданий: материалы науч.-практ. конф. 7-9 июля 1992 г. СПб., 1992. С. 41- 51.
2. Антонов М.В., Горелик З.И. Хранение картофеля в контейнерах. М.: Госторгиздат, 1964. 52 с.
УДК 624.012.45
ИЗМЕНЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ БЕТОНОВ ПРИ ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Б.И. Пинус1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведены результаты экспериментально-аналитических исследований изменения энергетических параметров сопротивляемости бетона, подвергнутого циклическому замораживанию и оттаиванию. Доказана возможность оценки уровня морозной деструкции бетона по критерию изменения его коэффициента энергетического барьера разрушения.
1Пинус Борис Израилевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой строительных конструкций,
тел.: (3952)405467.
Pinus Boris, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the chair of Building Structures, tel.: (3952) 405467.
Ил. 2. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: морозостойкость; прочность; строительные конструкции; бетон.
CHANGES OF ENERGY PARAMETERS OF CONCRETE RESISTANCE UNDER THE TEMPERATURE AND MOISTURE EFFECTS B.I. Pinus
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article presents the results of the experimental and analytical studies of the change of energy parameters of resistance of the concrete subjected to cyclic freezing and defrosting. The author proves the possibility to estimate the level of frost concrete degradation by the criterion of change in its coefficient of energy destruction barrier. 2 figures. 3 sources.
Key words: frost resistance; strength; building structures; concrete.
Постановка вопроса. Наиболее распространённым, в том числе и стандартизированным, критерием интегральной оценки последствий неблагоприятных температурно-влажностных (Т-Щ) воздействий на обычные и армированные бетоны является показатель их прочности при осевом сжатии, определяемый по гостируемой методике. Априори предполагается сохраняемость проектной работоспособности железобетонных элементов, если снижение прочности находится в пределах установленных допусков.
Признавая объективную неизбежность использования косвенных методов контроля технических параметров железобетонных элементов в подобных условиях, считаем необходимым обратить внимание на их условность, объективную ограниченность и вполне вероятную неадекватность в оценке работоспособности конструкций.
Многочисленными экспериментальными исследованиями установлено, что морозная деструкция бетонов - кинетический нестационарный процесс развития и накопления микроразрушений из-за разрывов внут-риструктурных связей. В механических испытаниях образцов бетона, подвергаемых низкотемпературным воздействиям, это проявляется в нарастании доли их начального (структуроуплотняющего) и неупругого (остаточного) деформирования [1]. Имеются объективные предпосылки полагать наличие единого механизма неупругого силового деформирования и морозного разрушения, а значит и возможность анализировать (оценивать) его последствия с позиций кинетической теории прочности твёрдых тел. Фундаментальными положениями этой теории [2] являются представления о зависимости прочности твёрдых тел от времени и отсутствие детерминированных (в том числе и предельных!) характеристик их деформирования и разрушения. Потенциал сопротивляемости материала предопределён условиями деформирования и может быть оценён скоростью и долговечностью (время, циклы и т.п.).
В обобщённом виде долговечность представляется зависимостью
т = т0 - exp-
( Uo-у-а
к - Т
(1)
где числитель экспоненты ио -у -а характеризует
энергию активизации внешнего однопараметрического нагружения (осевого растяжения), необходимую для разрушения образца. При этом т0, и0 и у являются
параметрами прочностных свойств материала, причём, т0 и и0 - константы его физического состояния, а у - структурно-чувствительный параметр, зависящий от перенапряжённости внутриструктурных связей.
Известно, что замораживание и температурные перепады ведут к возникновению в бетоне внутренних напряжений, и, как следствие, к разрыву структурных связей. Это позволяет предполагать возможность использования изменения показателя у в качестве чувствительной и информативной характеристики морозной деструкции бетона.
Методика исследования
Экспериментальная проверка рабочей гипотезы проведена путём целевых температурно-влажностных и механических испытаний образцов бетона класса В20 и проектной морозостойкости Р300. Кубики бетона нормального твердения (возраст более 100 суток) после полного водонасыщения замораживали в течение 5 часов до температуры минус 40+42 °С (Т1 = 231°К) и после 2-х часового выдерживания оттаивали до температуры плюс 18+20 °С (Т2 = 293°К). Впоследствии образцы находились в воде в течение 4-х часов. Через каждые 5 циклов Т-Щ воздействий часть образцов (не менее 6 штук) испытывали на растяжение в замороженном и оттаявшем состоянии методом раскалывания. При этом нагружение осуществлялось в непрерывном режиме с измерением времени разрушения электронным секундомером.
Полная продолжительность низкотемпературных воздействий составила 45 циклов, что соответствовало 375 циклам обычных стандартных испытаний на морозостойкость по основному методу [3]. К моменту завершения испытаний снижение прочности бетона на осевое сжатие составляло 18,7%, а на растяжение -34,7%, т. е. нормируемый потенциал морозостойкости был существенно превышен.
Основные результаты испытаний
Оценка изменения при Т-Щ воздействиях значимых параметров сопротивляемости выполнена с использованием уравнения (1), преобразованного к виду:
с,
с
(т , )=
(Т2 )=
Л
U0 - кТj ln-
U0 - кТ2 ln-
Ш
т0 J
* (Т2 )
(2)
I
<и
э
Я О
—I
С -> « §
-I
^ ГО
го
к ф
I
О
60 50 40 30 20 10
___В-! з--В-Е
1-в-Е ^-В-Е ----
0,25 0,5 0,75 1
Относительное число циклов —В— Растяжение
1,25
Рис. 1. Изменение энергии активации разрушения при Ц30
0
0
го о. ш .0 о. го ю о
О .0 ш ц Z о
60
50
40
30
I I 20
ш
10
I
1-В--Е
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25
Относительное число циклов —В— Растяжение
Рис. 2. Изменение коэффициента энергетического барьера Y при Ц30
При этом учитывалось, что формула (1) предполагает постоянство температуры и напряжений в течение механических испытаний. Принятая методика испытаний практически соответствовала первому условию. Что касается напряжений, то они изменялись в зависимости от скорости нагружения, обеспечивающей постоянной скорость деформирования образцов. Это обстоятельство было косвенно изучено преобразованием зависимости (1):
г , и„ т г
рывного, вплоть до разрушения, нагружения образцов справедлив закон Гука. Следовательно,
а(() = аг. (4)
С учетом этих допущений система уравнений (2) может быть преобразована:
е
кТ,
&
т0 ехр
Г и0 - а(г)
1
=е
кТ
е
а(г)
кТ йг = 1, (3)
У кТ2
, (Т2
кТ
Л-
кТг
У
кТ2
а,
Т)
а,
Т* (Т1) Т) Т
и0
0 екТ1 = 1
0 екТ2 = 1
Т )
(5)
что является аналитическим выражением принципа линейного суммирования повреждений. Одновременно предполагается, что для кратковременного непре-
На рис. 1 и 2 приведена графическая аппроксимация средних результатов расчетов с использованием полученных экспериментальных данных. При этом с
0
и
целью реализации возможности их обобщения изменения параметров (к, и0) приведены в зависимости от уровня исчерпания нормируемой морозостойкости бетона (отношения фактического числа циклов к показателю проектной морозостойкости).
Опыты подтверждают теоретическую предпосылку о стабильности значений показателя энергии активации разрушения. На базе проведённых испытаний его средняя величина находилась на уровне 25 ккал/моль с колебаниями, соответствующими точности (ошибки) измерений и расчётов.
Что касается параметра у, то он сохраняет первоначальное значение (около 17 ккал-мм2/моль-кг) до момента, составляющего около 25% проектной морозостойкости. При дальнейших Т-Щ воздействиях наблюдается неуклонное, практически линейное, возрастание у. К моменту исчерпания стандартно определяемой морозостойкости бетона наблюдалось почти 3-х кратное его увеличение.
Таким образом, экспериментально доказано изменение энергетических параметров сопротивляемости бетонов силовым воздействиям по мере исчерпания его морозостойкости. Также установлено, что деструктивные процессы при низкотемпературных воздействиях существенно сказываются на изменении коэффициента энергетического барьера, причём на самых ранних стадиях морозной деструкции. Последнее обстоятельство позволяет предположить возможность (при накоплении экспериментальных данных) установления корреляционной связи между показателем стандартной морозостойкости и количеством циклов (ЦЗО), соответствующих началу возрастания у. Это позволит существенно (в разы) сократить сроки испытаний бетонов при оценке их морозостойкости со всеми вытекающими техническими и экономическими преимуществами.
Библиографический список
1. Пинус Б. И. Обеспечение долговечности железобетонных конструкций при низкотемпературных воздействиях. Дис. ... д-ра техн. наук. М., 1985. 367 с.
2. Регель В. Р., Слуцкер А. И., Томашевский Э. Е. Кинетическая теория прочности твёрдых тел. М.: Наука, 1974. 560 с.
3. ГОСТ 10060.1-95 Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости; утв. постановлением Минстроя РФ от 05 марта 1996 г. № 18-17.
УДК 614.844.2
АНАЛИЗ ПОДБОРА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СПРИНКЛЕРНОЙ ВОДЯНОЙ АУПТ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
В.Г. Судникович1, М.В. Габов2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены методы подбора спринклерных оросителей на основе реального объекта - лесопромышленного комплекса Иркутской области. Установлен минимальный возможный и оптимальный диаметры распределительного трубопровода для каждого участка системы автоматического водяного пожаротушения, при которых обеспечиваются все требования норм пожарной безопасности. Даны варианты использования трубопроводов постоянного диаметра для распределительных трубопроводов, приведен анализ рациональности использования водных ресурсов для каждого типа трубопровода. Ил. 2. Табл. 2. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: автоматические установки водяного пожаротушения; спринклер; противопожарные нормы.
ANALYSIS OF THE SELECTION OF DISTRIBUTION CONDUITS FOR THE AUTOMATED SPRINKLER INSTALLATION FOR WATER DISTINGUISHING OF THE FORESTRY COMPLEX V.G. Sudnikovich, M.V. Gabov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors consider sprinkler selection methods based on a real object - the forestry complex of the Irkutsk region. They determine the minimum possible and the optimal diameters of a distribution conduit for the each section of the automated system of water extinguishing, which provide all the requirements of fire safety standards. The authors present the options of using the conduits of the constant diameter for the distribution conduits, and provide the analysis of rational use of water resources for each type of conduits. 2 figures. 2 tables. 7 sources.
Key words: automatic water extinguishing installations; sprinkler; fire prevention standards.
1Судникович Вера Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Водоснабжение и водоотведение. Охрана и рациональное использование водных ресурсов» факультета строительства и городского хозяйства.
Sudnikovich Vera, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the chair of Water Supply and Drainage. Protection and Rational Use of Water Resources of the faculty of Civil Engineering and Municipal Economy.
2Габов Михаил Владимирович, аспирант. Gabov Mikhail, Postgraduate Student.
