CC BY
4
УДК 620.22
Алиназаров А.Х.
профессор Абдулахаев А. С. старший преподаватель Хайдаров Ш.Э. старший преподаватель Наманганский инженерно - строительный институт
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ГЕЛИОТЕПЛОВОЙ
ОБРАБОТКЕ
Аннотация. В статье рассмотрено теплофизические свойства строительных материалов и изделий на их основе при гелиотепловой обработки.
Ключевые слова: Солнечная радиация, солнечная установка, регулирование, теплоноситель, тепловой процесс, теплофизические свойства.
Alinazarov A.Kh.
professor Abdulakhaev A.S. senior lecturer Khaidarov Sh.E. senior lecturer
Namangan Engineering and Construction Institute
THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF MULTICOMPONENT BUILDING MATERIALS DURING SOLAR THERMAL TREATMENT
Annotation. The article considers the thermophysical properties of building materials and products based on them during solar thermal treatment.
Keywords: Solar radiation, solar installation, regulation, heat carrier, thermal process, thermophysical properties.
Актуальность. Теплофизические свойства многокомпонентных материалов зависят от многих факторов и в первую очередь от объёмной массы, поровой структуры, влажности и режима гелиотеплохимической обработки. Поэтому, управляя строением и структурными характеристиками, можно создавать эффективные материалы с улучшенными теплофизическими характеристиками [1].
Ограждающие конструкции, в частности материалы из золоцементных смесей на основе золошлаковых отходов ТЭС представляю собой мелкопористый материал, в котором сцепление зерен между собой осуществляется только в местах точечных контактов. В мелкозернистых многокомпонентных изделиях, благодаря малому размеру межзерновых пор, конвективный теплообмен сводится к минимуму, поэтому в таком материале логично ожидать оптимальное сочетание прочностных и теплофизических свойств.
Так как повышение температуры структурообразующей среды при гелиотеплохимическом воздействии ускоряет процесс твердения золоцементного изделия, то коэффициенты тепломассопереноса будут зависеть и от температурного режима [2].
Теплопроводность структурообразующего золоцементного материала зависит от физико-химической структуры, плотности твёрдой фазы, влагосодержания и внутреннего давления парогазовой среды и составляет -0,28... 0,32 Вт/м. ос.
При этом теплопроводность твердых фаз, в связи с фазовыми и структурными преобразованиями, происходящими в золоцементном изделии, при гидратации цемента, со временем увеличивается [3].
Перенос тепла внутри пор осуществляется конвекцией и теплопроводностью среды, заполняющие поры путём излучения. Влияние лучистого переноса тепла с развитием реакции гидратации и появлением контракционных пор, диаметр которых значительно меньше 2 мм, резко снижается, и им можно пренебречь. Теплопроводность заполняющей среды с течением времени из-за стока воды на гидратацию и преобразования в порах будет уменьшаться. Следовательно, на формирование величины коэффициента теплопроводности основополагающее влияние будут иметь теплопроводность твердеющего скелета и заполняющей среды и конвективная составляющая, а также перенос тепла за счёт перемещения масс.
Во время структурообразования при гелиотеплохимической обработке изменяется коэффициент теплопроводности,
температуропроводности и теплоёмкости. В частности он будет зависеть от размера фракции ^уд) заполнителя, марки цемента (м), водоцементного отношения (В/Ц), модифицированно пластифицирующих добавок (МПД), влияющего на состав и количество заполняющей среды в порах и от температуры воды затворения и воздух нагретых в гелиотеплогенерирующих агрегатах [4, 5, 6].
Удельная теплоёмкость структурообразующего З.Ц.К (золоцементная композиция) находятся в пределах 830 -870 ВТ/(кг.0К), т.е. удельная теплоёмкость является величиной слабочувствительной к структурным изменениям материала, наибольшие её изменения определяются в основном стоком влаги на реакцию гидратации, а ввиду
того, что на свободную воду приходится не более 7...8 % от объемной массы композиционного изделия, то и эти изменения можно считать незначительным. Результаты исследований за динамикой коэффициента теплопроводности X приведён на рис. 1.
Обсуждение. В качестве исходных данных для получения значений коэффициента теплопроводности X выбраны основные факторы эксперимента и их граничные значения осуществлёны на основе априорной экспериментальной информации.
Установлено, что тенденция изменения X при рассматриваемых режимах имеет одинаковый характер: незначительный рост значений X сменяется значительным его падением, а затем увеличением и стабилизацией. Диапазон изменения теплопроводности при различных режимах гелиотеплохимической обработки почти тот же, что указывает в основном на влияния состава и марки мелкозернистого композиционного изделия полиструктурного строения.
Температура твердения композиционного изделия оказывает влияние на периоды наступления минимума X и выход коэффициента на постоянное значение: при- 1тах минимум и стадия стабилизация X наступает быстрее. При низких температурах - тест стадия стабилизации X наступает позднее и кривая изменение теплопроводности имеет более пологий характер и медленнее выходить на стадию стабилизации. А при структурообразовании золоцементных композиционных изделий в естественных условиях понижение и рост значений X растянуто во времени.
Если сравнить ход кривых интенсивности тепловыделения qэ и коэффициентов теплопроводности определяется интересная закономерность что периоды поступления минимума X и максимума qэ совпадают, что является следствием структурообразования полиструктурного мелкозернистого композиционного материалов при гелиотеплохимической обработке; влияние же температуры сказывается в ускорении или замедлении этих процессов.
Рис. 1. Зависимость между интенсивностью тепловыделения, скоростью его изменения и теплопроводностью композиционного материала полиструктурного строения.
1- режим ГТХО без МПД: 2- режим ГТХО с МПД: 3- режим структурообразования в естественных условиях.
На рис. 1 показана зависимость между интенсивностью тепловыделения qэ, теплопроводностью X и скоростью изменения тепловыделения д qэ/ д т структурообразующего композиционного изделия. Анализ и сопоставление результатов дали мне предложить интересную взаимосвязь заключающейсяв следующем: что поступление абсолютного минимума значений д qэ/ д т совпадает с началом периода стабилизации значений коэффициента теплопроводности, а абсолютному максимуму тепловыделения qэ соответствует абсолютный минимум значения X. Это означает о том, что если известен ход кривых qэ, то, вычислив производную д qэ/ д т, можно построить для данного режима гелиотеплохимической обработки прогнозную зависимость коэффициента
теплопроводности в процессе структурообразования высоконаполненных золоцементных композиционных материалов полиструктурного строения.
Таким образом, регулирования теплофизических свойств композиционных изделий путём гелиотеплохимического воздействия до и в период структурообразования возможно регулированием поровой структуры, влажность, дисперсности основного слагаемого вещества, режима температурного воздействия, от вида и количества модифицированно пластифицирующих добавок.
Использованные источники:
1. А.Х.Алиназаров. Энергоэффективная теплотехнология получения золоцементных композиционных материалов: монография. Москва: РУСАЙНС, 2019.-168 с
2. А.Х.Алиназаров. Энерго и ресурсосберегающая технология получения строительных материалов и изделий методом гелиотеплохимической обработки: монография. Москва: РУСАЙНС, 2017.-138 с
3. Alinazarova M., Gulyamov A.G., Alinazarov A.Kh. Control Over the Thermal Propertis of Fine Composite Materials in Solar Thermochemical Treatment. Applied Solar Energy, vol.38, No 3, Allerton Press, Ins / New York 2002. p.p. 75-78
4. Алиназаров А.Х., Гулямов А.Г. Свойства золоцементных композиций при механохимической активации //Проблемы механики, 2002. - Вып. 5. -С. 48 - 51.
5. Алиназаров А.Х., Гулямов А.Г. Формирование свойств золоцементных композиций полиструктурного строения //Гелиотехника, 2003. - Вып. 1. -С. 86 - 88.
6. Алиназаров А.Х., Алиназарова М., Рахмонов Ш. Особенности управление теплофизическими свойствами золоцементных композиционных строительных материалов при гелиотепловой обработке. ФарПИ илмий техника журнали, №2 ФарFOна-2012 йил
7. Алиназаров А. Х., Мамаджонов М. М., Хайдаров Ш. Э. Влияние солнечной радиации при интенсификации твердение золоцементных строительных материалов //Cognitio rerum. - 2017. - №. 3. - С. 10-12.
8. Алиназаров А., Атамов А., Хайдаров Ш. ГЕЛИОТЕПЛОХИМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ С УЧЁТОМ ЭКЗОТЕРМИИ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ //Annali d'Italia. - 2021. - №. 17-1. - С. 55-59.
9. Алиназаров А. Х., Атамов А. А., Хайдаров Ш. Э. МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ МОЩНОСТИ ВНУТРЕННЕГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА С УЧЕТОМ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ //The Scientific Heritage. - 2021. - №. 62-1. - С. 49-52.
10. Khaidaralievich A. A. et al. MATHEMATICAL MODELING OF HELIOTHERMAL PROCESSES IN PHYSICO-CHEMICAL INTERACTION
WITH LIQUID MEDIA //EPRA International Journal of Multidisciplinary Research. - 2021. - Т. 7. - №. 5. - С. 200-208.
11. Алиназаров А. Х., Каюмов Д., Дадамирзаев О. ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ ГЕЛИОТЕПЛОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗОЛОЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ //CENTRAL ASIAN JOURNAL OF THEORETICAL & APPLIED SCIENCES. - 2021. - Т. 2. - №. 5. - С. 133138.
12. Алиназаров А. Х., Мамаджонов М. М., Хайдаров Ш. Э. МЕТОДИКА РАСЧЁТА НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ С УЧЁТОМ ЛУЧЕПОГЛАЩЕНИЯ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ //Science Time. - 2017. - №. 6 (42). - С. 75-82.
13. Алиназаров А. Х., Атамов А. А., Хайдаров Ш. Э. РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ //Академическая публицистика. - 2020. - №. 5. - С. 84-89.
