intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Công trình thủy nâng cao: Chương 4b - PGS.TS. Nguyễn Thống

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST
Báo xấu
15
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Công trình thủy nâng cao - Chương 4b: Bài toán tỏa nhiệt 3D" cung cấp cho người học các kiến thức về bài toán khuếch tán nhiệt trong khối đổ bê tông bao gồm: Nghiên cứu sự phân phối nhiệt độ theo thời gian sau khi đổ, ảnh hưởng của các điều kiện, ảnh hưởng của quy mô khối đổ,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công trình thủy nâng cao: Chương 4b - PGS.TS. Nguyễn Thống

  1. TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM CôNG TRìNH THủY NâNG CAO Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Thấm qua công trình. Chương 2: Áp lực khe rỗng. Chương 3: ðập vật liệu ñịa phương. Chương 3a: Mô phỏng Monte Carlo áp dụng trong ñánh giá ổn ñịnh PGS. TS. NGUYỄN THỐNG mái dốc. Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Chương 4: ðập bê tông trọng lực Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong Chương 4a: ðập bê tông ñầm lăng (RCC) 10/25/2010 1 10/25/2010 2 Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 PGS. Dr. Nguy?n Th?ng CôNG TRìNH THủY NâNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO NỘI DUNG THỰC HÀNH NỘI DUNG MÔN HỌC 1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính Chương 4b: Bài toán toả nhiệt 3D. nước va trong ñường ống áp lực Chương 5: Phân tích ứng suất trong ñập WaterHammer_BK. bê tông khi xảy ra ñộng ñất. 2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính khuếch tán nhiệt 3D trong bê tông thủy Chương 6: ðường hầm thủy công - công. Giếng ñiều áp. 3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô Chương 7: ðường ống áp lực – Nước va phỏng Monte Carlo ứng dụng trong tính trong ñường ống. ổn ñịnh mái dốc ñập vật liệu ñịa phương. 10/25/2010 3 10/25/2010 4 PGS. Dr. Nguy?n Th?ng COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc TAØI LIEÄU THAM KHAÛO NOÄI DUNG 1. Thuûy coâng – Taäp 1. Tröôøng ÑHXD. T/g. Giôùi thieäu baøi toaùn khueách taùn nhieät trong khoái ñoå beâ Nguyeãn Xuaân Ñaëng. toâng: 2. Cô hoïc ñaát – Tröôøng ÑHTL.  Thieát laäp baøi toaùn. 3. Phần mềm SIGMA.  Nghieân cöùu söï phaân phoái nhieät ñoä theo thôøi gian sau khi ñoå. 4. Phần mềm SLOPE.  Aûnh höôûng caùc loaïi ñieàu kieän bieân leân baøi toaùn. 5. Phần mềm SEEP.  Aûnh höôûng cuûa quy moâ khoái ñoå. 6. Phaàn meàm Crystal Ball.  …. Tài liệu download tại ñịa chỉ Web: Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong 10/25/2010 5 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống 6 1
  2. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc GIÔÙI THIEÄU HIEÄN TÖÔÏNG GIÔÙI THIEÄU HIEÄN TÖÔÏNG Khi ñoå beâ toâng khoái lôùn  hieän töôïng toaû Trong thi coâng caàn phaûi “kieåm soaùt” nhieät  nhieät ñoä khoái ñoå taêng. hieän töôïng naøy trong giôùi haïn ñeå Khi beâ toâng ñoâng cöùng & nhieät ñoä khoái ñoå ñaûm baûo öùng suaát do co ngoùt cuûa KHAÙC nhieät ñoä moâi tröôøng (cao hơn) beâ toâng khoâng vöôït giaù trò cho  nhieät ñoä tieáp tuïc giaûm  hieän töôïng pheùp ( khoâng gaây ra nöùt neû co ngoùt beâ toâng  hieän töôïng öùng suaát laøm giaûm khaû naêng laøm vieäc cuûa nhieät. beâ toâng). 10/25/2010 7 10/25/2010 8 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc CAÙC THOÂNG SOÁ LIEÂN QUAN GIA TAÊNG NHIEÄT ÑOÄ TUYEÄT ÑOÁI KHI THUÛY - Giaù trò nhieät ñoä naâng tuyeät ñoái do nhieät thuûy HOAÙ CQ hoaù ximaêng. T( t ) = (1 − e −mt ) cρ - Trò soá bieán daïng, co ngoùt qua caùc kyø tuoåi cuûa beâ toâng. T(t) giaù trò gia nhieät ñoä gia taêng (0C) cuûa beâ toâng sau thôøi - Moâdule ñaøn hoài cuûa beâ toâng qua caùc kyø tuoåi. gian ñoå t(ngaøy). C(kg) : löôïng ximaêng cho 1m3 ñoå beâ toâng. - Ñoä raõo cuûa beâ toâng qua caùc kyø tuoåi. Q(J/kg) : löôïng nhieät toaû ñoái vôùi 1 kg ximaêng–baûng sau. c (J/kg.C): tæ nhieät beâ toâng: 0.92  1. 10/25/2010 9 ρ=2400  2500 kg/m3 (troïng löôïng rieâng ñôn vò beâ toân 10/25/2010 10 g). PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc m : heä soá kinh nghieäm lieân quan vôùi ximaêng, nhieät ñoä DẠNG TỔNG QUÁT CỦA T(t) luùc ñaàm ñoã beâ toâng: 0.2  0.4 T(t) t(ngaøy): soá ngaøy töø luùc ñoã ñeán luùc tính nhieät ñoä. CQ NHIEÄT THUÛY HOAÙ CHO 1 kg XIMAÊNG Tmax = cρ Q (J/kg) Loaïi 225 275 325 425 525 Ximaêng thöôøng 201 243 289 377 461 Ximaêng xæ 188 205 247 335 - 0 t(ngày) 10/25/2010 11 10/25/2010 12 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 2
  3. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc CHÚ Ý Ví duï: Moät khoái ñoå beâ toâng kích thöôùc lôùn, CQ dT( t ) mCQ − mt loaïi ximaêng xæ. Löôïng ximaêng duøng laø T(t ) = (1 − e − mt ) ⇒ = e C=275kg/m3 beâ toâng. Laáy tæ nhieät beâ toâng cρ dt cρ c=0.96 vaø m=0.3. Tính gia taêng nhieät ñoä: t=0  dT ( t ) a. Sau t=15 ngaøy. ⇒ Max  nhiệt ñộ tăng nhanh dt b. Sau t>>1 (  gia taêng Max). trong khối ñổ dT( t ) t>>1  ⇒0  không còn gia tăng nhiệt 10/25/2010 dt trong khối ñổ 13 10/25/2010 14 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Giaûi: TÍNH ÖÙNG SUAÁT SINH RA DO CO DAÕN BEÂ TOÂNG 275 * 335 VÌ NHIEÄT (COÂNG THÖÙC ÑÔN GIAÛN) T (15) = (1 − 2.718−0.3*15 ) = 39.540 C 0.96 * 2400 E ( t ).α.∆T σ= S( t ).R 275 * 335 1− ν T (∞ ) = (1 − 2.718−∞ ) = 39.980 C σ (N/mm2) öùng suaát. 0.96 * 2400 ν heä soá Poisson beâ toâng : 0.15  0.2 ∆T nhieät sai lôùn nhaát (sai bieät giöõa nhieät ñoä lôùn nhaát vaø nhieät ñoä bình quaân moâi tröôøng) S(t): heä soá raõo cuûa beâ toâng (xem baûng). 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống 15 R:10/25/2010 heä soá raøng buoäc beân ngoaøi beâ toâng (xem baûng). 16 PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc E(t): Module ñaøn hoài beâ toâng qua caùc kyø tuoåi MOÂDULE ÑAØN HOÀI E QUA CAÙC KYØ TUOÅI: C7.5 60 ngaøy −0.09 t E ( t ) = E (1 − e c ) Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn cöôøng hoài cöôøng hoài cöôøng hoài Ec(N/mm2): module ñaøn hoài cuoái cuøng beâ toâng, coù theå ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) laáy gaàn ñuùng module ñaøn hoài 28 ngaøy. C7.5 1.45 C10 1.75 C15 2.2 t: thôøi gian (ngaøy) (gaàn ñuùng coù theå tra baûng sau) Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn cöôøng hoài cöôøng hoài cöôøng hoài ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) C20 2.55 C25 2.8 C30 3 10/25/2010 17 10/25/2010 18 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 3
  4. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc HEÄ SOÁ RAÕO BEÂ TOÂNG Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn cöôøng hoài cöôøng hoài cöôøng hoài t (ngaøy) 3 6 9 12 15 ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) S(t) 0.186 0.208 0.214 0.215 0.213 C35 3.15 C40 3.25 C45 3.35 t (ngaøy) 18 21 24 27 30 Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn Caáp Module ñaøn S(t) 0.252 0.301 0.367 0.473 1 cöôøng hoài cöôøng hoài cöôøng hoài ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) ñoä 104(N/mm2) Neàn laø ñaù Neàn laø lôùp ñeäm Neàn laø ñaát ñoäng thöôøng C50 3.45 C55 3.55 C60 3.6 R 1 0 0.25-0.5 10/25/2010 19 10/25/2010 20 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc TRÒ SOÁ BIEÁN DAÏNG BEÂ TOÂNG εy(t) ÑÖÔNG LÖÔÏNG NHIEÄT SAI TÖÔNG ÖÙNG Ty(t) ε y ( t ) = ε 0y (1 − e −0.01t )M1.M 2 .M 3 ...M n ε y (t) 0 Ty ( t ) = − ( C) α  Mi: heä soá tra baûng (xem sau) ε y0  trị sô co ngót cuối cùng ở trạng thái tiêu chuẩn (3.24*10-4) α=10-5 : heÄ soá nôÛ tuyeán tinh cuÛa beâ 10/25/2010 21 toâng 10/25/2010 22 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc BAÛNG TÍNH Mi BAÛNG TÍNH Mi Loaïi ximaêng M1 Ñoä mòn ximaêng M2 Loaïi ximaêng Coát lieäu M3 H2O/xi M4 maêng Ximaêng xæ 1.25 150 0.9 Ximaêng xæ Caùt 1.9 0.2 0.65 Ximaêng cöùng nhanh 1.12 2000 0.93 Ximaêng cöùng nhanh Caùt soûi 1 0.3 0.85 Ximaêng nhieät thaáp 1.1 3000 1 Ximaêng nhieät thaáp Khoâng coát lieäu 1 0.4 1 Ximaêng xæ voâi 1 4000 1.13 Ximaêng xæ voâi Ñaù hoa cöông 1 0.5 1.21 Ximaêng thöôøng 1 5000 1.35 Ximaêng thöôøng Ñaù voâi 1 0.6 1.42 Ximaêmh tro nuùi löûa 1 6000 1.68 Ximaêmh tro nuùi löûa Ñaù baïch vaân 0.95 0.7 1.62 Ximaêng chòu axit 0.78 7000 2.05 Ximaêng chòu axit Thaïch anh 0.8 0.8 1.82 10/25/2010 23 10/25/2010 24 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 4
  5. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc BAÛNG TÍNH Mi BAÛNG TÍNH Mi Loaïi ximaêng Löôïng vöõa ximaêng M5 T(ngaøy) M6(*) W% M7 Ximaêng xæ 15 0.9 1-2 1.11 1.00 25 1.25 Ximaêng cöùng nhanh 20 1 3 1.09 0.98 30 1.18 Ximaêng nhieät thaáp 25 1.2 4 1.07 0.96 40 1.1 Ximaêng xæ voâi 30 1.45 5 1.04 0.94 50 1 Ximaêng thöôøng 35 1.75 7 1.00 0.90 60 0.88 Ximaêmh tro nuùi löûa 40 2.1 10 0.96 0.89 70 0.77 Ximaêng chòu axit 45 2.55 14-180 0.93 0.84 80-90 0.7 0.54 10/25/2010 25 10/25/2010 26 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc BAÛNG TÍNH Mi BAÛNG TÍNH Mi T(ngaøy) r M8(*) P/p thao taùc M9 T(ngaøy) EaAa/ M10 EbAb 1-2 0 0.54 0.21 Ñaàm maùy 1 1-2 0 1 3 0.1 0.76 0.78 Ñaàm thuû coâng 1.1 3 0.05 0.85 4 0.2 1 1 Baûo döôõng hôi nöôùc 0.85 4 0.1 0.76 5 0.3 1.03 1.03 Haáp cao aùp 0.54 5 0.15 0.68 7 0.4 7 0.2 0.61 10 0.5 10 0.25 0.55 14-180 0.6 0.7 14-180 r(cm-1): nghòch ñaûo b/k thuûy löïc=L/A 10/25/2010 27 10/25/2010 28 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc GHI CHUÙ Ví duï: Moät khoái ñoå beâ toâng kích thöôùc lôùn, loaïi (*) M6, M8: giaù trò tröôùc laø cöùng hoaù töï nhieân, giaù trò ximaêng xæ. Löôïng ximaêng duøng laø 275kg/m3 sau laø cöùng hoaù ôû traïng thaùi gia nhieät. beâ toâng, tæ leä nöôùc ximaêng laø 0.6. t (ngaøy): thôøi gian baûo döôõng sô kyø sau khi ñoå beâ toâng. Ec=2.55.104N/mm2, Ty=90C, S(t)=0.3, W% ñoä aåm töông ñoái cuûa moâi tröôøng. R(t)=0.32, nhieät ñoä beâ toâng khi ñoå vaøo khuoân r(cm-1)=L/A  nghòch ñaûo cuûa baùn kính thuûy löïc laø 140C, nhieät ñoä bình quaân moâi tröôøng khi L: chu vi tieát dieän caáu kieän. ñoå beâ toâng laø 150C, döï baùo cho nhieät ñoä bình A: dieän tích caáu kieän. quaân thaùng thôøi kyø baûo döôõng thaáp nhaát laø EaAa/EbAb: suaát phoái trí coát theùp (E mudule ñaøn hoài, A 30C. tieát dieän) 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống Ù 29 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống 30 5
  6. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Laáy tæ nhieät beâ toâng c=0.96 vaø trong phöông Giaûi: Tra baûng coù M1=1.25, M2, M3, M5, M8, trình taêng nhieät laáy m=0.3. M9 ñeàu baèng 1, M4=1.42, M6=0.93, M7=0.7 a. Tính öùng suaát co ngoùt lôùn nhaát coù theå sinh vaø M10=0.95. ra. Trò soá bieán daïng co ngoùt cuûa beâtoâng: b. Öùng suaát co ngoùt nhieät trong thôøi kyø baûo ε(15) = 3.24.10 −4 (1 − 2.718−0.15 ) * döôõng loä thieân. Theo keát quaû tính tröôùc bieát raèng 1.25 *1.42 * 0.93 * 0.7 * 0.95 T(15)=39.540C vaø Tmax=39.980C = 0.498.10 −4 10/25/2010 31 10/25/2010 32 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Ñöông löôïng nhieät sai co ngoùt beâtoâng sau 15 Nhieät sai toång hôïp lôùn nhaát cuûa beâtoâng: ngaøy: −4 2 0.498.10 ∆T = −14 − 39.98 − 9 + 15 = 34.650 C Ty (15) = ≅5 C0 3 10 −5 ÖÙng suaát co ngoùt do nhieät giaùng lôùn nhaát cuûa Module ñaøn hoài beâtoâng sau 15 ngaøy tuoåi: beâtoâng: 2.55.104.1.10−5.34.65 σ= * 0.3 * 0.32 E(15) = 2.55 *10 4 (1 − 2.718 −0.09*15 ) 1 − 0.15 = 1.89.10 4 N / mm 2 = 0.978 ≅ 1 < f c = 1.1N / mm 2 10/25/2010 33 K = 1.1 / 0.978 = 1.1 > 1.05 ⇒ OK 10/25/2010 34 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc ÖÙng suaát do co ngoùt nhieät giaùng trong thôøi kyø baûo döôõng loä thieân cuûa beâtoâng: 2 ∆T = −14 − 39.98 − 5 + 3 = −42.360 C PHÖÔNG TRÌNH LYÙ THUYEÁT 3 KHUEÁCH TAÙN & ÑOÁI LÖU σ(15) = 2.55 *10 4 *1*10 −5 * 42.36 * 0.3 * 0.32 CHAÁT 3D 1 − 0.15 = 0.96 > 75%1.1 = 0.83N / mm 2  Keát luaän: Coù khaû naêng sinh ra veát nöùt (phaûi coù giaûi phaùp ñeå σ(15)
  7. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc BAØI TOAÙN 1D Goïi C(g/l) =f(t,x) laø noàng ñoä chaát. Khoái löôïng chaát trong khoái xeùt nhö sau : Xét trong trường dòng chảy 1D: (S. ∆x.C) [0] Mặt cắt ñại vôùi S laø dieän tích trung bình. Q (m3/s) biểu trong ñoạn ∆x Bieán thieân chaát trong khoái sau thôøi gian dt: S [0]  ∂ Thê3 tích vi [(S.∆x )C].dt [1] ∆x X ∂t phân khảo sát 1 2 10/25/2010 37 10/25/2010 38 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Khoái löôïng chaát ñi vaøo theå tích xeùt (giaù trò CHÚ Ý khueách taùn tính theo Flick): ∂ V(x) QC − D (SC) [2] ∂x ∂V( x ) D heä soá khueách taùn. V(x ) + dx ∂x Khoái löôïng chaát ñi ra khoûi theå tích xeùt (giaû dx thieát D=hs theo X): ∂ ∂ ∂2 QC + (QC)∆x − D (SC) − D 2 (SC).∆x [3] ∂x ∂x ∂x 10/25/2010 39 10/25/2010 40 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Ta coù: [1] =([2] – [3])∆t Từ ñoù coù theå toång quaùt hoaù cho baøi toaùn khuyeách ∂ ∂ ∂2 taùn & ñoái löu trong khoâng gian 2D [C=f(t,x,y)] (SC).∆t∆x = − (QC)∆t∆x + D 2 (SC)∆t∆x & 3D [C=f(t,x,y,z)] nhö sau: ∂t ∂x ∂x Sô> hạng ñối lưu ∂C ∂C ∂C ∂ 2C ∂ 2C Vôùi S =const vaø U=Q/S: +U +V = Dx 2 + Dy 2 Sô> hạng ∂t ∂x ∂y ∂x ∂y Khuếch tán ∂C ∂C ∂C 2 +U =D 2 ∂C ∂C ∂C ∂C ∂ 2C ∂ 2C ∂2C + U + V + W = Dx 2 + Dy 2 + Dz 2 ∂t ∂x ∂x ∂t ∂x ∂y ∂z ∂x ∂y ∂z Ñaâ10/25/2010 y laø phöông trình khuyeách taùn & ñoái löu 1D.41 10/25/2010 42 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 7
  8. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Xét sơ ñôF sau: Cách nhiệt PHƯƠNG TRÌNH qx(xA)  Flux nhiệt trên TRUYỀN NHIỆT 1D ñơn vị diện tích qx(xB) Diện tích A qx qx+(dqx/dx)dx dx 10/25/2010 43 10/25/2010 44 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Xét khối vi phân: qx  flux nhiệt mặt vào (W/m2) Evào + Esản sinh = Egia tăng + Era Q  suất sinh nhiệt nội tại Xét trong khoảng thời gian dt: (W/m3), ví dụ nhiệt thủy hoá ximăng trong bê tông. ∂q x q x .A.dt + QAdx.dt = ∆U + (q x + dx )A.dt U  nội năng (W) ∂x 10/25/2010 45 10/25/2010 46 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Flux nhiệt (qx) ñược xác ñịnh tưF SưJ gia tăng nội năng ∆U: ñịnh luật Fourrier vêF truyền nhiệt: ∆U = c.ρ.A.dx.dT( t , x ) ∂T Gradient nhiệt ñộ theo q x = −k x phương X c( J )  tỉ nhiệt vật liệu (bê tông) ∂x kg − 0 C Với hêJ sô> dẫn (truyền) nhiệt: ρ(kg/m3)  khối lượng riêng W ñơn vị vật liệu kx ( ) m −0 C 10/25/2010 47 10/25/2010 48 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 8
  9. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Thay tất cả vào phương trình trên: CHÚ Ý ∂ ∂T QAdx.dt = cρAdx.dT + (−k x )Adx.dt ∂ T( t, x ) 2 ∂T( t , x ) ∂x ∂x kx + Q = cρ Gia3 thiết kx hằng sô>: ∂x 2 ∂t Ví dụ nguồn nhiệt thủy hoá xi măng ∂ T( t , x ) Q ∂T( t , x ) 2 λX + = ∂ T( t, x ) 2 ∂T( t , x ) ∂x 2 cρ ∂t ⇒ kx + Q = cρ ∂x 2  Phương trình truyền nhiệt 1D 10/25/2010 ∂t 49 ( 10/25/2010 ) λ X m 2 / s = k x / cρ 50 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống  hệ số khuếch tán nhiệt COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Tổng quát hóa cho phương Trong trường hợp ki KHÔNG trình truyền nhiệt 2D & 3D: hằng sô> (vật liệu không ñồng chất): ∂ 2T ∂ 2T ∂T k x 2 + k y 2 + Q = cρ ∂  ∂T  ∂  ∂T  ∂  ∂T  ∂x ∂y ∂t kx  + ky  +  kz +Q ∂x  ∂x  ∂y  ∂y  ∂z  ∂z  ∂ 2T ∂ 2T ∂ 2T ∂T k x 2 + k y 2 + k z 2 + Q = cρ = cρ ∂T ∂x ∂y ∂z ∂t ∂t 10/25/2010 51 10/25/2010 52 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc GIẢI BÀI TOÁN KHUẾCH TÁN NHIỆT 3D BẰNG PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN 10/25/2010 53 10/25/2010 54 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 9
  10. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc SÔ ÑOÀ SAI PHAÂN THÔØI GIAN SÔ ÑOÀ SAI PHAÂN KHOÂNG GIAN (Theo Preissmann) (Phöông X) ∆xi-1/2 ∆xi+1/2 ∂f f it +1 − f it ∆f it +1 = = ∂t ∆t ∆t Ti-1,j,k Ti,j,k Ti+1,j,k ∂f f t +1 − f t +1 ft − ft  fi +1 − fit + θ ( ∆fit++11 − ∆fit +1 )  1 t = θ i+1 i + (1 − θ ) i +1 i = ∂x ∆x ∆x ∆x   θ=1  sô ñoà hoaøn toaøn aån, θ=0  sô ñoà hoaøn toaøn hieän (thoâng thöôøng 2/3
  11. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Xeùt maïng löôùi ñeàu ∆x-1/2= ∆xi+1/2 =∆xi : Töông töï cho phöông y : θ θ ∂T  ∂T  kx = ∂x  ∂x  (∆x i )2 [ k x (∆Ti +1, j,k − 2∆Ti , j,k + ∆Ti −1, j,k ) ] ∂T  ∂T   k y  = ∂y  ∂y  (∆y j )2 [ k y (∆Ti , j+1,k − 2∆Ti , j,k + ∆Ti , j−1,k ) ] + 1 [ k (T n − 2Tin, j,k + Tin−1, j,k ) ] + 1 [ k ( T n − 2T n + T n ) ] (∆x i )2 x i +1, j,k (∆y j )2 y i, j+1,k i, j,k i, j−1,k 10/25/2010 61 10/25/2010 62 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc α T T = ψ (α T Tin, j+,k1 ) + (1 −ψ )(α T Tin, j,k ) Töông töï cho phöông z : θ ∂T  ∂T  [ ]  kz = ∂z  ∂z  (∆z k )2 k z (∆Ti , j,k +1 − 2∆Ti , j,k + ∆Ti , j,k −1 ) ( = ψ α T ∆Ti , j,k + α T Tin, j,k ) + 1 [ k z (Tin, j,k +1 − 2Tin, j,k + Tin, j,k −1 ) ] ψ Tham soá Preissmann (∆z k )2 10/25/2010 63 10/25/2010 64 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc DAÏNG SAI PHAÂN P/T TRUYEÀN NHIEÄT 3D PHÖÔNG TRÌNH SAI PHAÂN P/T TRUYEÀN NHIEÄT 3D ∆Ti , j,k θ [ ] + 1 [ k ( T n − 2T n + T n ) ] ∆t = k (∆T (∆x i )2 x i+1, j,k − 2∆Ti , j,k + ∆Ti −1, j,k ) (∆y j )2 y i, j+1,k i, j,k i, j−1,k θ 1 [ ] + [k (∆T − 2∆Ti , j,k + ∆Ti , j,k −1 ) ] + (∆x i )2 k x (Tin+1, j,k − 2Tin, j,k + Tin−1, j, k ) (∆z k )2 z i , j, k +1 θ [k ] + 1 [ k z (Tin, j,k +1 − 2Tin, j,k + Tin, j,k −1 ) ] + (∆Ti , j+1,k − 2∆Ti , j,k + ∆Ti , j−1,k ) (∆z k )2 (∆y ) 2 y 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống j 65 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống ( +ψ α T ∆Ti, j,k + α T Tin, j,k ) 66 11
  12. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc ÑAËT: Phöông trình sai phaân coù daïng: θ k ∆t θk y ∆t θk z ∆t ax = x 2 ;ay = ; a = − a x ∆Ti +1, j, k − a y ∆Ti , j+1, k − a z ∆Ti , j, k +1 (∆x ) (∆y )2 z (∆z )2 (1 − θ)k x ∆t (1 − θ)k y ∆t + [1 − ψα T ∆t + 2a x + 2a y + 2a z ]∆Ti , j, k bx = ; b = (∆x )2 y (∆y )2 − a x ∆Ti −1, j,k − a y ∆Ti , j−1,k − a z ∆Ti , j, k −1 = (1 − θ)k z ∆t bz = (xem tieáp sau) 10/25/2010 (∆z )2 67 10/25/2010 68 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Phöông trình sai phaân coù daïng: SƠ ðỒ KHÔNG GIAN Z bxT n i +1, j, k +b T n y i , j+1, k + bzT n i , j, k +1 (i,j,k+1) y + [α T ∆t − 2b x − 2b y − 2b z ]Tin, j,k (i-1,j,k) (i,j+1,k) + b x Tin−1, j, k + b y Tin, j−1, k + b z Tin, j,k −1 (i,j,k) (i+1,j,k) X (i,j-1,k) (i,j,k-1) 10/25/2010 69 10/25/2010 70 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc SƠ ðỒ KHÔNG GIAN ÑIEÀU KIEÄN BIEÂN (1,Ny,Nz) (Nx,Ny,Nz) Coù 2 loaïi ñieàu kieän bieân: Z y - Bieân loaïi Neuman (1,Ny,1) (Nx,Ny,1) - Bieân loaïi Dirichlet (1,1,Nz) (i,j,k) (Nx,1,Nz) Bieân Dirichlet laø daïng bieân ñaëc taû giaù trò bieán theo thôøi gian ôû vò trí bieân (caùc maët ngoaøi cuûa khoái ñoå). (1,1,1) (Nx,1,1) X 10/25/2010 71 10/25/2010 72 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 12
  13. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc ÑIEÀU KIEÄN BIEÂN DIRICHELET Bieân daïng Neuman: ðã biết Ti , j,k = T0 Theo phöông X: kx ∂T = Flux _ x I=0 & I=N maët ngoaøi taïi x=0 & x=L (coù vectô ∂x chæ phöông laø i). Theo phöông Y: ∂T Töông töï cho caùc phöông khaùc. ky = Flux _ y ∂y T0  giaù trò nhieät ñoä ñaõ bieát. ∂T Theo phöông Z: kz = Flux _ z 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống 73 10/25/2010 PGS. Dr. Nguyễn Thống ∂z 74 COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Ví dụ dạng biên Neuman: Nhiệt ñộ bề mặt k./ñỗ Bieân Neuman daïng sai phaân: Theo phöông X: Theo phöông X: Nhiệt ñộ môi trường Tin++1,1j,k − Tin, j+,k1 Tin+1, j,k − Tin, j,k ∂T θk x + (1 − θ)k x kx = f (T, Tmt ) = a (T − Tmt ) m ∆x ∆x ∂x = Flux _ x a, m các tham số ñã biết, xác ñịnh trên θk x θk cơ sở so sánh kết quả với giá trị ⇒ ∆Ti +1, j, k − x ∆Ti , j, k ∆x ∆x quan sát thực. Tin+1, j, k − Tin, j, k = −k x + Flux _ x ∆x 10/25/2010 75 10/25/2010 76 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Töông töï theo phöông Y: Töông töï theo phöông Z: Tin, j++11,k − Tin, j+,k1 Tin, j+1,k − Tin, j, k Tin, j+,k1+1 − Tin, j+,k1 Tin, j,k +1 − Tin, j,k θk y + (1 − θ) k y θk z + (1 − θ)k z ∆y ∆y ∆z ∆z = Flux _ y = Flux _ z θk y θk y θk z θk ⇒ ∆Ti , j+1,k − ∆Ti , j, k ⇒ ∆Ti , j,k +1 − z ∆Ti , j, k ∆y ∆y ∆z ∆z T n i , j+1, k −T n Ti , j, k +1 − Ti , j,k n n = −k y i , j, k + Flux _ y = −k z + Flux _ z 10/25/2010 ∆y 77 10/25/2010 ∆z 78 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 13
  14. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc GIÔÙI THIEÄU CHÖÔNG TRÌNH Ví duï: Caùc thoâng soá moâ phoûng: ../KT_Nhiet/ Khuech tan nhiet_10.for - Thôøi gian moâ phoûng 10 ngaøy. - Böôùc thôøi gian : dt=1800s. - Nx*Ny*Nz=13*13*9 - ∆x = ∆y = 0.9m; ∆z = 0.45m Heä soá Preissmann - data Preiss_T,Phi_T / 0.66, 0.5 / 10/25/2010 79 10/25/2010 80 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Bieân coù daïng Neuman Heä soá khueách taùn nhieät - data flux_Tx_1,flux_Tx_2 / 3.4e-5 , 3.4e-5 / ! • data diffusion_X_Max,diffusion_X_Min / phuong X (mat dung) 2.5e-4 , 9.0e-5 / - data flux_Ty_1,flux_Ty_2 / 3.4e-5 , 3.4e-5 / ! • data diffusion_Y_Max,diffusion_Y_Min / phuong Y (mat dung) 2.5e-4 , 9.0e-5 / - data flux_Tz_1,flux_Tz_2 / 1.0e-5 , 5.4e-5 / ! • data diffusion_Z_Max,diffusion_Z_Min / phuong Z (mat ngang) 2.5e-4 , 9.0e-5 / 10/25/2010 81 10/25/2010 82 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc - Nhieätñoä moâi tröôøng: Cac tham so toa nhiet cua be tong data T_Moi_Truong / 27. / - data Cx / 300. / ! luong ciment cho 1m3 be - Giaù trò Flux phuï thuoäc vaøo cheânh leäch giöõa tong nhieät ñoä khoái ñoå vaø nhieät ñoä moâi tröôøng: - data Qx / 355. / ! Löôïng nhieät hoaù ñoái vôùi Vì duï: 1kg ciment (J/kg) ...+flux_Tx_1*(T/ T_Moi_Truong)**axx - data Cxx / 0.92 / ! Tæ nhieät (J/kg.C) [axx=3.0 (axx=0  Flux=const.)] - data x_m / 0.75 / ! Tham soá trong haøm gia taêng nhieät ñoä. !(giaù trò LÔÙN  ñaït nhieät ñoä ñænh NHANH) 10/25/2010 83 10/25/2010 84 PGS. Dr. Nguyễn Thống PGS. Dr. Nguyễn Thống 14
  15. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc MOÄT SOÁ KEÁT QUAÛ MOÂ PHOÛNG MOÄT SOÁ KEÁT QUAÛ MOÂ PHOÛNG (cheânh leäch nhieät ñoä vôùi moâi tröôøng sau 5 (cheânh leäch nhieät ñoä vôùi moâi tröôøng sau 10 ngaøy moâ phoûng: X-Z) ngaøy moâ phoûng: X-Z) 4 4 3 3 2 2 1 1 0 10/25/2010 85 010/25/2010 86 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PGS.0 Dr. Nguyễn 1 2Thống 3 4 5 6 7 8 9 10 PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc (cheânh leäch nhieät ñoä vôùi moâi tröôøng sau 10 (cheânh leäch nhieät ñoä vôùi moâi tröôøng sau 5 ngaøy moâ phoûng:X-Y) ngaøy moâ phoûng: Y-Z) 10 10 9 9 4 8 8 7 7 3 6 6 5 5 2 4 4 3 3 1 2 2 1 1 0 0 10/25/2010 87 10/25/2010 88 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PGS. Dr. Nguyễn Thống 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PGS. Dr. Nguyễn Thống COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc MOÄT SOÁ KEÁT QUAÛ MOÂ PHOÛNG THAY ÑOÅI NHIEÄT ÑOÄ TAÏI ÑOÄ SAÂU 0.45M (cheânh leäch nhieät ñoä vôùi moâi tröôøng sau 10 Giaù trò quan traéc–TÑ Ñaïi Ninh Temperature ngaøy moâ phoûng:Y-Z) 60 55 4 50 45 3 40 35 2 30 25 1 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 T (h) 0 10/25/2010 89 10/25/2010 90 PGS.0 Dr. Nguyễn 1 2Thống 3 4 5 6 7 8 9 10 PGS. Dr. Nguyễn Thống 15
  16. COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO Chöông 4: Ñaäp beâ toâng troïng löïc HEÁT 10/25/2010 91 PGS. Dr. Nguyễn Thống 16
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2