МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЯК МЕТОД ТЕОРЕТИЧНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПРОПАРЮВАННЯ БЕТОНУ В АВТОКЛАВНИХ УСТАНОВКАХ
DOI:
https://doi.org/10.31649/2311-1429-2025-1-51-55Ключові слова:
математичне моделювання, тепломасообмін, автоклавна установка, бетонні вироби, гідратація цементу, тепловіддача, масообмін.Анотація
У статті розглянуто математичне моделювання як ефективний інструмент теоретичного дослідження
процесів тепловологісної обробки бетонних виробів в автоклавних установках. Метою дослідження є побудова
математичної моделі, що описує закономірності тепломасообміну та гідратації цементу в умовах пропарювання, з
урахуванням особливостей конструкції автоклавної установки та властивостей бетонних виробів. Для досягнення
поставленої мети використано методи математичної фізики, зокрема диференціальні рівняння теплопровідності з
відповідними початковими та граничними умовами.
У межах дослідження сформульовано основні припущення, що спрощують аналіз процесу: розповсюдження тепла
відбувається в одному напрямку, вплив конденсатної плівки та арматури в бетоні є незначним, об'єм виробу
залишається сталим. Проаналізовано теплофізичну сутність процесів, що відбуваються в бетонних виробах під час
обробки, та встановлено залежності теплового потоку для верхньої і нижньої поверхонь виробу. Враховано вплив
тепловиділення, що виникає внаслідок екзотермічної реакції гідратації цементу, яка має значний вплив на формування
структури бетону та його міцнісні характеристики.
Особливу увагу приділено побудові математичної моделі гідратації цементу, де описано перехід води між активним
і пасивним станами в закритій системі. Розглянуто механізми перенесення речовин (дифузія, конвекція), а також їхній
зв’язок із кінетикою хімічної взаємодії на різних етапах процесу. У результаті встановлено, що коефіцієнти
тепловіддачі та масообміну є критично важливими для ефективного функціонування автоклавної установки, а
запропонована модель дозволяє здійснювати оптимізацію параметрів пропарювання на стадії проєктування.
Отримані результати можуть бути використані для побудови комплексної математичної моделі матеріального та
енергетичного балансу автоклава, що відкриває перспективи для впровадження автоматизованих систем керування
технологічним процесом з метою підвищення енергоефективності та якості кінцевої продукції.
Посилання
Kots, I. V. K 75 Teplovolohisna obrobka betonnykh vyrobiv z vykorystanniam aerodynamichnoho nahrivannia :
monohrafiia / I. V. Kots, O. P. Kolisnyk. – Vinnytsia : VNTU, 2013. – 114 s. ISBN 978-966-641-509
Budivelni materialy i tekhnolohii [Elektronnyi resurs]: – Rezhym dostupu: http://msd.com.ua/str/27.html. Nazva z
ekranu.
Chepurnyi M. M. Osnovy tekhnichnoi termodynamiky: Pidruchnyk / Chepurnyi M. M., Tkachenko S. Y.// - Vinnytsia:
Podillia – 2000, 2004. – 352s.
Budivelne materialoznavstvo / [Kryvenko P. V., Pushkarova K. K., Baranovskyi V. B. ta in.] – K.: TOV UVPK «EksOb»,
– 704 s. – ISBN 966-7769-35-6.
Kolisnyk O. P. Matematychna model teplovolohisnoi obrobky betonnykh vyrobiv z vykorystanniam aerodynamichnoho
nahrivu. / Kolisnyk O. P. // Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «Kharkivskyi politekhnichnyi instytut». –
- №45 – S. 16 – 20. ISBN 966-593-286-1 44
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
