Научно-методические основы эксергетического анализа процессов тепловой обработки бетонных изделий в теплотехнологических установках. Ч. 2

Abstract

В статье представлена вторая часть исследования, посвященного эксергетическому анализу процессов тепловой обработки бетонных изделий в теплотехнологических установках ускоренной гидратации. В первой части на основании фактических данных о составе цементов и продуктов гидратации рассмотрены вопросы расчета эксергии бетонной смеси и твердеющего бетона с учетом всех составляющих эксергии: реакционной, концентрационной и термомеханической. В данной статье предложены количественные эксергетические критерии, позволяющие судить об энергоэффективности режимов работы теплотехнологического оборудования для тепловой обработки бетонных изделий. К ним отнесены: степень термодинамического совершенства теплоэнергетической системы, характеризующая полноту использования эксергетического входа; термодинамический КПДe системы тепловой обработки, представляющий собой степень термодинамического совершенства, рассчитаную без учета суммы транзитных эксергий; термодинамический КПДe системы тепловой обработки с учетом эксергетического КПДe системы производства и транспортировки тепловой энергии; степень технологического совершенства, указывающая, какая часть эксергии, подведенной в теплотехнологическую установку, предназначается для получения технологического результата. Для расчета перечисленных характеристик предложен математический аппарат, учитывающий массу бетонного изделия, удельную массовую эксергию цемента и твердеющего бетона, заданную степень гидратации цемента в бетоне на момент окончания тепловой обработки, эксергетические потоки, подводимые к изделию в тепло-технологической установке, и численные показатели, характеризующие неполноту процесса гидратации цемента. Приведено обсуждение полученных результатов с точки зрения их применимости при выборе режимов тепловой обработки. Полученные результаты могут использоваться при выборе энергосберегающих режимов теплотехнологического оборудования для промышленной тепловой обработки бетонных изделий.= This article is the second part of the research devoted to the exergetic analysis of heat treatment processes of concrete products in heat technology installations. In the first part, the is-sues of calculating the exergy of a concrete mixture and hardening concrete have been considered, taking into account all the components of the exergy, viz. reaction, concentration and thermome-chanical ones. In the present part of the study, exergetic criteria are proposed that make it possible to evaluate the energy efficiency of the operating modes of heat-technological equipment for the heat treatment of concrete products. These include the degree of thermodynamic perfection of a heat-power system, which is used to evaluate the completeness of the use of the exergetic input; thermodynamic efficiency of the system of heat treatment of concrete products in heat technology installations, representing the degree of thermodynamic perfection of the heat power system that is calculated without taking into account all the components of the sum of transit exergies; thermodynamic efficiency of the heat treatment system, taking into account the exergetic efficien-cy of the system of heat energy production and transportation; the degree of technological perfec-tion that indicates at the portion of the exergy supplied to the heat technology installation for the heat treatment of concrete products is intended to obtain a technological result. To calculate the listed indicators and characteristics, a mathematical apparatus is proposed that takes into account the mass of the concrete product, the specific mass exergy of cement and hardening concrete, the specified degree of hydration of cement in concrete at the end of heat treatment, the exergetic flows supplied to the product in a heat technology installation during its heat treat-ment, and numerical indicators characterizing the incompleteness of the cement hydration process. The results obtained in this paper are discussed from the viewpoint of their applicability in the selection of heat treatment modes. They can be used in the selection of energy-saving modes of heat-technological equipment for industrial heat treatment of concrete products.