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图5反应速率常数随初始堆存温度的变化趋势 Fig.5 Trends of reaction rate constants with initial storage temperature 因笔者与文献[25]所用的试验材料均为贵州某化工公司的HPG,其物质的表观活化能不随温度变化而 改变,则HPG的表观活化能为15300Jmol,HPG水化反应速率方程可由式(13)表示。 k(TD=87.99xexp(1840 (13) 由HPG水化标准摩尔生成焓变可知,HPG的水化热为11828kJkg',其热量随HPG的水化而逐渐释 放,则HPG水化反应过程所释放的热量与其水化率(自由水转化为结晶水含量)密切相关,任意t时刻 HPG堆体水化释放的累积热量可表示为: Q0=18.28×Z_2-18.28×1-cxp-k①-】 (14) Z。 对式(14)求导,则得任意t时刻HPG水化反应所释放的瞬时热量为: q(①)=118.28×k(T)exp(-k(T)-t) 式(15)则为HPG水化过程的化学反应动力学方程。 根据HPG水化反应传热方程和化学反应动力学方程结果,将式(⑤为式5)整理, 并结合式(13),可得 HPG水化过程中温度-化学耦合作用模型,即HPG水化反应热动力学方程,具体表达式为: +.(←-T)=1828×4Tcp-0d (16) k①=87.99xexp(-1840 需要注意的是,式(16)中的具体表达式可能会因温度、武验材料和堆体体积等不同而产生差异,但是其 温度-化学耦合形式可供其他胶凝材料参考。 3HPG水化反应热动力学数值模拟 3.1物理模型及网格划分 由于室内堆存实验的堆体为圆锥体<-600mm,D=600mm),可采用二维轴对称几何模型进行模型 构建,二维轴对称模型可以节省运算时间且不会影响模拟结果。之后对几何模型进行映射网格划分,此 次数值模拟考虑到堆体与空气之间存在对流热交换,故对模型边界处的网格进行细化,以保证边界热交换 录用稀 计算结果更为准确。对称物理模型及其网格划分,如图6所示。图 5 反应速率常数随初始堆存温度的变化趋势 Fig.5 Trends of reaction rate constants with initial storage temperature 因笔者与文献[25]所用的试验材料均为贵州某化工公司的 HPG,其物质的表观活化能不随温度变化而 改变,则 HPG 的表观活化能为 15300 J·mol-1,HPG 水化反应速率方程可由式(13)表示。 1840 k(T) 87.99 exp( ) T    (13) 由 HPG 水化标准摩尔生成焓变可知,HPG 的水化热为 118.28 kJ·kg-1,其热量随 HPG 的水化而逐渐释 放,则 HPG 水化反应过程所释放的热量与其水化率(自由水转化为结晶水含量)密切相关,任意 t 时刻 HPG 堆体水化释放的累积热量可表示为: 0 0 (t) 118.28 118.28 [1 exp( (T) )] Z Z Q k t Z         (14) 对式(14)求导,则得任意 t 时刻 HPG 水化反应所释放的瞬时热量为: q k k t (t) 118.28 (T)exp( (T) )     (15) 式(15)则为 HPG 水化过程的化学反应动力学方程。 根据 HPG 水化反应传热方程和化学反应动力学方程结果,将式(5)与式(15)整理,并结合式(13),可得 HPG 水化过程中温度-化学耦合作用模型,即 HPG 水化反应热动力学方程,具体表达式为: ( ) 118.28 (T)exp[ (T) ] 1840 (T) 87.99 exp( ) p T C T k k t t k T                     (16) 需要注意的是,式(16)中的具体表达式可能会因温度、试验材料和堆体体积等不同而产生差异,但是其 温度-化学耦合形式可供其他胶凝材料参考。 3 HPG 水化反应热动力学数值模拟 3.1 物理模型及网格划分 由于室内堆存实验的堆体为圆锥体(h=600 mm,D=600 mm),可采用二维轴对称几何模型进行模型 构建,二维轴对称模型可以节省运算时间且不会影响模拟结果[26]。之后对几何模型进行映射网格划分,此 次数值模拟考虑到堆体与空气之间存在对流热交换,故对模型边界处的网格进行细化,以保证边界热交换 计算结果更为准确。对称物理模型及其网格划分,如图 6 所示。 录用稿件,非最终出版稿
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