Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии»
Оценка характеристик температурного поля при тепловой обработке массивных железобетонных изделий с помощью поверхностного электропрогрева
Опубликована: 2019-09-06
  • С. В. Федосов Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)
  • А. М. Соколов Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)
  • Ю. А. Минаков Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • С. Н. Анисимов Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • В. А. Поляков Холдинг КСК (г. Иваново)

Аннотация

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в последние годы, показали высокую эффективность электротепловой обработки железобетонных изделий электродным методом токами повышенной частоты (10-20 кГц) с помощью источ- ников питания нового поколения, выполненных на основе транзисторных преобразователей большой мощности. Однако такой технологический процесс достаточно трудно применить при изготовлении массивных густоармированных изделий. В этом случае возможным вариантом реализации тепловой обработки может стать поверхностный электропрогрев стальной опалубки изделия индукционным методом. Предварительную оценку основных характеристик такого способа тепловой обработки удобно производить на примере объекта про- стой формы в виде параллепипеда. Важнейшими показателями тепловой обработки явля- ются характеристики температурного поля (распределение температуры и градиента температуры) в объеме материала. При этом необходимо учитывать пределы изменения толщины изделий на практике, которые соответствуют диапазону 0,3÷1,2 м при изменении модуля поверхности от 20 до 5 м-1. Изучение характеристик температурного поля удобно выполнять посредством решения дифференциального уравнения одномерного теплопереноса вычислительными средствами среды Mathcad (вычислительный блок Given-Pdesolve).
В статье сформулированы и обоснованы краевые и начальные условия решения дифференциального уравнения теплопереноса. Также представлены результаты расчета в виде зависимостей изменения температуры по толщине изделия в различные моменты времени процесса электротепловой обработки изделия с помощью поверхностного электропрогрева. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что поверхностный электропрогрев токами повышенной частоты индукционным методом вполне пригоден и удобен для тепловой обработки практически любых железобетонных изделий, и необходимо продолжение научно-технических разработок по этой тематике в целях создания и пробной эксплуатации опытно-промышленных установок такого типа.