Features of heating hardening reinforced concrete process design and control by the internal heat sources

Authors

  • Юлия Владимировна Шихирева Odessa National Polytechnical University Shevchenko 1, Odessa, Ukraine, 65044, Ukraine
  • Геннадий Александрович Оборский Odessa National Polytechnical University Shevchenko 1, Odessa, Ukraine, 65044, Ukraine
  • Оксана Степановна Савельева Odessa National Polytechnical University Shevchenko 1, Odessa, Ukraine, 65044, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23349

Keywords:

concrete, hardening in the cold, internal heat sources, temperature fields modeling

Abstract

Thermal processes, occurring during heating the concrete, hardening in the cold are analyzed. The features of hardening concrete heating process design and control are analyzed. The objective of the work, which lies in lowering energy consumption through optimal design and control of technological processes, which use intense heating of concrete products in construction, is formulated. Basic problems such as analyzing the causes of energy loss during electrical heating of concrete by internal heat sources, constructing a mathematical model of heat transfer processes at such heating method and experimental verification of the developed model are stated and solved.

The mathematical model, used in the design and control to optimize electricity expenditure for heating is built. Accuracy of the proposed model is confirmed experimentally by comparing the calculation results with the data, obtained by direct and indirect measurement of temperature fields. The problem of optimizing heat transfer in hardening concrete, based on the proposed heating model is considered. The objective optimization function – total electricity consumption in heaters is outlined. Optimizing arguments - the distance between heaters and their diameters, as well as current in heaters, are formulated. Limitations - the range of variation in average temperature on the concrete part surface and the maximum permissible value of the surface temperature spread are highlighted. The conditions and assumptions, made when stating and solving optimization problems are formulated.

Author Biographies

Юлия Владимировна Шихирева, Odessa National Polytechnical University Shevchenko 1, Odessa, Ukraine, 65044

Master

Department of Oilgas and chemical mechanical engineering

Геннадий Александрович Оборский, Odessa National Polytechnical University Shevchenko 1, Odessa, Ukraine, 65044

Professor

Department of Machine Tools, Metrology and Certification

Оксана Степановна Савельева, Odessa National Polytechnical University Shevchenko 1, Odessa, Ukraine, 65044

Docent

Department of Oilgas and chemical mechanical engineering

References

  1. Уход за твердеющим бетоном [Электронный ресурс] / Режим доступа: <http://woodroads.ru/tehnologiya-stroitelstvapokrytii/82-uhod.html>. – 06.05.12.
  2. Шоробура, Н. Н. Решение задач многокритериальной оптимизации сложных объектов и систем [Текст] / Н. Н. Шоробура // ДонНТУ. – Режим доступа: http://www.masters.donntu.edu.ua/publ2004/kita/kita_shorobura.pdf. – 14.09.2013.
  3. Petrov, N. New approach to the non-classical heat conduction [Text] / N. Petrov, A. Szekeres // Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Sofia, 2008, vol. 38, No. 3, pp. 61-70.
  4. Иванова, Л. А. Исследование теплового режима стержня с теплофизической защитой [Текст] / Л. А. Иванова, А. А. Бондарь // Металлургическая и горнорудная промышленность. – Днепропетровск. – 2007. – № 2. – С. 28 – 30.
  5. The experimental and numerical investigation of the solidification of a porous ceramic casting / F. Kavicka, J. Dobrovska, K. Stransky, B. Sekanina, J. Stetina / Frontiers in Heat and Mass Transfer (FHMT), 3, 023002 (2012) // ISSN: 2151-8629.
  6. Арбеньев, А. С. Возникновение и развитие технологии бетонирования с электроразогревом смеси [Текст] / А. С. Арбеньев // Промышленный вестник. – 1998. – № 6 – 7. – С. 8 – 12.
  7. Становський, О. Л. Использование четырехмерной симметрии пространства-времени при электрическом моделировании тепловых процессов [Текст] / О. Л. Становський, Т. В. Лисенко, А. С. Балан // Наукові праці Одеської національної академії зв’язку ім. О. С. Попова. – 2003. – № 3. – С. 48 – 51.
  8. Алмаметов, В. Б. Моделирование нестационарных тепловых полей электрорадиоэлементов [Текст] / В. Б. Алмаметов, А. В. Авдеев, А. В. Затылкин // Труды международного симпозиума ≪Надежность и качество≫. Том 2. – Пенза, 2010. – С. 16 – 22.
  9. Оборский, Г. А. Метод измерения тепловых параметров затвердевания бетона по инфракрасным видеопотокам от поверхности детали [Текст] / Г. А. Оборский, Л. В. Бовнегра, Ю. В. Шихирева // Інформаційні технології в освіті, науці та виробництві: зб. наук. праць. – 2013 – Вип. 1(2). – С. 33 – 40.
  10. Оборский, Г. А. Измерение параметров внутренних тепловых процессов по инфракрасным видеопотокам от поверхности детали [Текст] : зб. наук. праць / Г. А. Оборский, В. М. Рязанцев, Ю. В. Шихирева // Сучасні технології в машинобудуванні. – 2013. – Вип. 8. – С. 124 – 132.
  11. Uhod za tverdeyuchim betonom (06.05.12). Available at: <http://woodroads.ru/tehnologiya-stroitelstva-pokrytii/82-uhod.html>.
  12. Shorbura, N. N. (14.09.2013). Resheniya zadach mnogokriterialnoy оptimizetcii slozhnuh оbyectov i sistem. Available at: <http://www.masters.donntu.edu.ua/ publ2004/kita/kita_shorobura.pdf>.
  13. Petrov, N. (2008). New approach to the non-classical heat conduction. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Sofia, Vol. 38, No. 3, 61-70.
  14. Ivanova, L. A., Bondar, A. A. (2007). Issledovanie teplovogo rezhima sterzhnya s teplofizicheskoy zaschitoy. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyishlennost, Dnepropetrovsk, Vol. 2, 28 – 30.
  15. Kavicka, F., Dobrovska, J., Stransky, K., Sekanina, B., Stetina, J. (2012). The experimental and numerical investigation of the solidification of a porous ceramic casting. Frontiers in Heat and Mass Transfer (FHMT), 3, 023002.
  16. Arbenev, A. S. (1998). Vozniknovenie i razvitie tehnologii betonirovaniya s elektrorazogrevom smesi. Promyishlennyiy vestnik. Vol. 6–7, 8–12.
  17. Stanovskiy, O. L., Lisenko, T. V., Balan, A. S. (2003). Ispolzovanie chetyirehmernoy simmetrii prostranstva-vremeni pri elektricheskom modelirovanii teplovyih protsessov. Naukovi pratsi Odeskoyi natsionalnoyi akademiyi zvuyazku Im. O.S. Popova. Vol. 3, 48 – 51.
  18. Almametov, V. B., Avdeev, A. V., Zatyilkin, A. V. (2010). Modelirovanie nestatsionarnyih teplovyih poley elektroradioelementov. Trudyi mezhdunarodnogo simpoziuma «Nadezhnost I kachestvo». Penza, 2.
  19. Оborsky, G. А., Bovnegra, L. V., Shuchereva, U. V. (2013). Metod izmereniya teplovuch parametrov zatverdevaniya betona pо infracrasnum videopotocam оt poverchnosti detail. Іnformatziyni technologii v osviti, nautzi ta vurobnutztvi, Vol. 1(2), 33–40.
  20. Оborsky, G. А., Ryazantzev, V. M., Shuchereva, U. V. (2013). Izmereniye parametrov vnutrennich teplovuch protzesov po infracrasnum videopotocam ot poverchnosti detail. Cuchasni technologyi v mashinobuduvanni, Vol. 8, 124–132.

Published

2014-04-15

How to Cite

Шихирева, Ю. В., Оборский, Г. А., & Савельева, О. С. (2014). Features of heating hardening reinforced concrete process design and control by the internal heat sources. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(5(68), 20–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23349

Issue

Section

Applied physics