Узбекистан академия наук республики узбекистан

Рис. 1. Эксергетические превращения в процессе тепловой обработки бетонного 
изделия (пояснения к рисунку даны после формулы (2)). 
,бет
бет
бс
бет
полезн
бс
, подв
бс
, подв
бс
(
100)
1
100
tr
tr
r
tr
tr
Q
Q
H
H
e
M
e
M
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E


 

    












 













, (2) 
где 
E'
полезн
 
– полезная эксергия твердеющего бетона, МДж; 
E'
Q
,подв
– подведенный извне при 
тепловой обработке поток эксергии, МДж; 
E'
бс 
и 
E''
бс 
– эксергия потока бетонной смеси 
соответственно на входе и выходе теплотехнологической установки, МДж; 
E
tr
 
– сумма 
эксергий компонентов бетонного изделия, не участвующих в физико-химических 
превращениях, МДж; 
H
– степень гидратации бетона в изделии, достигнутая к моменту 
окончания обработки, %; ψ – коэффициент, учитывающий неполноту протекания реакции 
гидратации; 
e
r,
бет
– удельная массовая реакционная эксергия твердеющего бетона, МДж/кг;
 
M
бет
– масса бетона в изделии, кг; γ – массовая доля активной части цементного клинкера 
в цементе; φ – массовая доля продуктов гидратации в затвердевшем бетоне, определяемая 
из материального баланса реакции гидратации как сумма массовых долей цемента и воды 
в бетонной смеси; 
E
r,
бс
, 
E
k,
бс
, 
E
pT,
бс
– соответственно реакционная, концентрационная и 
термомеханическая составляющие эксергия бетонной смеси, МДж;
∑
D
e
и ∑
D
i
– 
соответственно внешние и внутренние потери эксергии, МДж; индекс (

) – на входе, индекс 
(

) – на выходе системы. 
- термодинамический КПД
e
 системы
: 
,бет
бет
, подв
бс
(
100)
100
tr
r
e
tr
Q
E
E
H
e
M
E
E
E
E
H

 

  
 











; 
(3) 
- степень технологического совершенства системы:
бс
, подв
бс
(1
100)
1
1
tr
tr
tr
Q
E
H
E
E
E
E
E
E




  
 







. 
(4) 
Расчет величины эксергии подведённого теплового потока 
E'
Q
,подв
, а также степени 
гидратации 
H
, фигурирующих в приведённых выше уравнениях, применительно к 
рассмотренным процессам может быть выполнен с использованием математической модели, 
разработанной авторами данной статьи с соавторами [5–9], основывающейся на 
нестационарном уравнении теплопроводности, учитывающем наличие распределённого по 
объему изделия источника тепловыделений и переменный характер теплопроводности 
материала в зависимости от температуры, уравнении для вычисления мощности источника 
тепловыделений, а также системе уравнений для определения начальных и граничных 
условий, отражающих особенности протекания процесса тепловой обработки в 
теплотехнологической установке. 

---

122 
Выполненные по формулам (2)–(4) расчеты показывают, что величина 
эксергетического КПД
e
системы тепловой обработки (применительно к некоторому 
условному изделию) составляет от 18,9 до 81,7 %, в зависимости от учета величины затрат 
эксергии на создание требуемого дисперсного состава цемента.