[发明专利]一种反演混凝土绝热温升的方法

摘要

一种获取混凝土绝热温升的方法，涉及一种使用温度传感器和温度采集模块测量采集温度，利用实测温度计算反演绝热温升的方法。本发明通过在混凝土同一剖面沿径向布设不同位置的温度传感器，测量不同时间不同测点混凝土的温度，通过差分计算温度场，利用实测温度与计算温度优化反演绝热温升。本发明并不着手于减少混凝土的散热，而是通过测量散热过程中的混凝土的温度反演绝热温升，经过数据分析后证明可以较好地反映出混凝土后期的放热过程。

主权项

一种反演混凝土绝热温升的方法，其特征在于该方法包括如下步骤： 1)首先制作圆筒式空心模具，在空心模具下部铺设一层保温材料[2]，用来模拟径向一维散热，同时在模具四周分别铺设保温材料，厚度为下部保温材料的三分之一到五分之一，用来减缓散热速率； 2)浇筑混凝土至空心模具中间高度时，模具内沿径向布置并固定多个温度传感器[3]； 3)继续浇筑混凝土，振捣混凝土，振捣完成后，在模具上部铺设与下部相同厚度的保温材料，立即放入养护室中养护； 4)使用温度采集模块每隔固定时间Δτ采集混凝土内温度传感器的温度信号； 5)利用差分方法计算温度场，将模具内的混凝土分成多个薄圆环层，圆环圆心均为模具圆心，每层厚度设为h，试取出相邻三层中同一径向且相邻两点间距为h的i‑1，i，i+1三点来分析，三点到圆心距离依次增大，由热传导方程及径向一维散热得到下式： b＝aΔτ/h²    (2) 式中，T_i,τ为第i点在时间τ的温度，T_i,τ+Δτ为第i点在时间τ+Δτ的温度，r为第i点到圆心距离，h为单层厚度，Δτ为时间步长，a为导温系数，Δθ为从τ到τ+Δτ时间段内的绝热温升值，b为中间变量； 6)由(1)式得到，第i点，时间τ+Δτ的温度可以由时间τ，i‑1，i，i+1三点温度来表示，其中包含两个参数，Δθ和b，b≤1/2时(1)式计算结果稳定； 7)设温度传感器测温点数量为n个，n个点均在同一径向，点1～n到圆心距离依次增大，1，n两点温度为边界条件，根据(1)式，由初始时刻1～n点的温度以及时间Δτ，1，n两点的温度，得到时间Δτ，2～n‑1点的计算温度T₂～T_n‑1，设时间Δτ，2～n‑1点的实测温度为t₂～t_n‑1，进行优化计算求出Δθ和b使得(3)式最小： 重复步骤7)，由时间Δτ，1～n各点温度以及时间2Δτ，1，n两点的温度算得时间2Δτ，2～n‑1点的计算温度，与实测温度比较，进行优化计算求出此时段的Δθ和b，以此类推，算出各个时段的温升。