Область наук:

  • фізика

  • Рік видавництва: 2014


    Журнал: Євразійський Союз Вчених


    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ ШАРУ капілярного-ПОРУВАТОГО МАТЕРІАЛУ ПРИ ОДНОСТОРОННЬОМУ нагріву'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ ШАРУ капілярного-ПОРУВАТОГО МАТЕРІАЛУ ПРИ ОДНОСТОРОННЬОМУ нагріву»

    ?література 5.

    1. Амірасланова З. Н. Журнал "Інформаційні Технології" №8, Москва, 2014. - 80 с. 6.

    2. Amiraslanova Z.N. Proceedings of the Academy of Sciences of Azerbaijan. v.XXVIII, no.6, Baku, 2008. - p.160. 7.

    3. Amiraslanova Z.N. Proceedings of the Academy of Sciences of Azerbaijan. v.XXXI, no.3, Baku, 2011. - 8. p.200.

    4. Байков В.Н., Сигалов Е.Е. Залізобетонні конструк- 9. ція. М., Стройиздат, 1991, - 767 стор.

    Банди Б. Основи лінійного програмування, Москва, «Радіо і зв'язок», 1989. - 176 с. Гладков С.А. Програмування на мові АвтоЛІСПа в системі САПР АВТОКАД. Москва, «Діалог-МІФІ», 1991. - 93 стор.

    Новиков, Ю. В. Екологія, довкілля та людей. Москва, «Гранд», 2005, - 728а Романовський І.В. Алгоритми рішення екстремальних задач. Москва, «Наука», 1977, - 352 с. http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/1110_WS_EC2/Pre sentations / 05_EC2WS_Arrieta_Detailing

    АНАЛІЗ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ ШАРУ капілярного-ПОРУВАТОГО МАТЕРІАЛУ

    ПРИ ОДНОСТОРОННЬОМУ нагріву

    Ібрагімов Фаниль Габдуловіч

    Канд. тех. наук, доцент кафедри теоретичної механіки та опору матеріалів МГТУ, м Магнітогорськ

    Антонов В'ячеслав Миколайович

    Канд. тех. наук, доцент кафедри теплотехнічних і енергетичних систем МГТУ, м Магнітогорськ Розглянемо задачу сушки плоского матеріалу, поперечний переріз якого розділене на три шари: сухий, вологий і проміжний (двофазний). Фронт сушки визначається діапазоном температур tc, tl (рис. 2.1).

    Рівняння теплопровідності для вологого шару запишеться у вигляді:

    5г в

    a 2t в

    ДГ

    - a в

    д х2

    c граничними умовами:

    dt

    в ~ Х - a e (t c ~ 11);

    в ~ Х (1) = ос в (* в - *

    де * - розподіл температур у вологому шарі;

    I - товщина шару матеріалу; I - ^ - товщина вологого шару;

    (2.1)

    (2.2) (2.3)

    - температуропровідність і теплопровідність вологого шару;

    X - коефіцієнт тепловіддачі від проміжного двухфазного шару до вологого;

    X - коефіцієнт тепловіддачі на поверхні, навколишнього вологий матеріал;

    - температура навколишнього середовища і початкова температура матеріалу;

    (Т) - координата фронту випаровування (кипіння), що залежить від часу.

    Рішення рівняння теплопровідності шукаємо у вигляді функції типу хвилі:

    г в = г 0 + * - г << [-Кх-?)] • (24)

    Продифференцировав (2.4), отримаємо:

    а г

    т

    ДГ

    в

    дл

    = К (г1 - г0) ехр Н (л -4)];

    (2.5)

    (2.6)

    зультат:

    д ~ г2т = до% -м о) ехр \ к (л -?)]; (2.7)

    д л

    А потім, підставивши (2.5, 2.7) в (2.1) отримуємо ре-

    ?

    ? = Кав (2-8)

    З іншого боку, підставивши (2.4) в (2.2, 2.3)

    маємо:

    -Амг I- г о) = ав (г с- г I); (2.9)

    -Лк (рр - го) ЄЛР [к (л -4)] = а (рр - го) ЄЛР [к (л - 4)];

    звідки:

    а (г1- г о) = ае (г с - г г);

    4 = а / сврв; к = а / Яе;

    Таким чином, розподіл температури у вологому шарі визначається залежністю

    г в = г про + (г г - г о) ЄЛР [к (л - 4)];

    І переміщається вправо (рис.2.1) з кінцевою швидкістю, рівній:

    4 = а / СвРв-

    При цьому, потік теплоти від двофазного шару до вологого дорівнює потоку теплоти від вологого шару до навколишнього середовища. Тобто розподіл температури у вологому шарі таке, що, як якщо б, середа безпосередньо примикала до двофазному шару. Отже, отриманий експонентний закон розподілу температури у вологому зоні і постійна швидкість просування фронту сушіння. Слід зауважити, що А.В.Ликовим у вологому зоні пропонується параболічний закон розподілу температури.

    Розглянемо температурне поле в сухому шарі матеріалу. Беручи згідно [2,4] лінійний розподіл температури в сухій зоні, а оскільки лінійний розподіл температури не задовольняє рівняння теплопровідності, виведемо диференціальне рівняння просування фронту сушки, грунтуючись безпосередньо на законі Фур'є.

    В "жорсткому" режимі процесу згідно [1,6,7,8,9,]] приймемо такі припущення:

    1.В процесі одностороннього нагріву фронт

    сушки поглиблюється з температурами г з 'г I.

    2. До фронту сушки, з боку гарячої поверхні вологість дорівнює нулю, після фронту вона має початкове значення, тобто переміщення вологи відбувається лише у фронті сушки.

    3. Кипіння (випаровування) відбувається у фронті

    сушки з температурами г з 'г1 | За рахунок нерелаксіруе-

    мого градієнта тиску утворюється пар рухається до гарячої поверхні.

    4. Процес руху пара підпорядковується рівнянню ламинарного руху стисливої ​​рідини в пористому середовищі.

    5. Кількість пара, що фільтрується через нагрітий матеріал, настільки мало, що витратою тепла на його нагрівання при фільтрації нехтуємо.

    Згідно [2,4] приймемо ще одне припущення.

    6. Розподіл температури в сухому шарі при "жорсткому" режимі сушки лінійно (в "м'якому" режимі сушки цей закон параболічний) [6,8,9].

    Згідно з прийнятими припущеннями, виведемо диференціальне рівняння руху фронту сушки, розглянувши баланси теплових потоків, які підводяться до фронту сушки:

    1.За рахунок градієнта температур до фронту сушіння за час dт підводиться теплота:

    Йах = Аюр - гс) / (4 - А4)] ^ т;

    2.Полагаем, що за час йт температура поверхні збільшиться на йг р і відбудеться линеаризация

    розподілу температури в сухій зоні, при цьому на нагрів сухої зони піде теплота:

    dQ2 = ссРс (4 - А4)] ^ йгр / 2;

    3.3а час dт фронт просувається на d ??, а кількість теплоти, що витрачається на нагрів сухої зони, дорівнюватиме:

    dQз = з СРС (г р - / 2;

    4.Теплота, витрачена на кипіння (випаровування) вологи при переміщенні фронту на й 4:

    dQ4 = рЬиЗй 4;

    (Розподіл вологи у фронті сушки передбачається стаціонарним)

    5.3а час dт фронт сушіння передає вологій зоні таку кількість теплоти:

    = А (г с - г 1 Яйт;

    Таким чином, диференціальне рівняння руху фронту сушіння за умови, що в сухому шарі температурний розподіл лінійно, виглядає наступним чином:

    Л? Р 1с = + РСР

    - 1Сй4

    4-А4

    йт

    йт

    + РСР з

    йт

    + А (Л ^ 0) '

    (2.10)

    де - теплопровідність сухого шару матеріалу;

    L - прихована теплота пароутворення; U - вологість матеріалу; З р - теплоємність і щільність сухого шару;

    tp - температура поверхні сухого матеріалу;

    - товщина фронту кипіння (випаровування). Так як / dr = const, то, зробивши заміну змінних

    tp - tc = t - = A ^ = const, одержимо новий вираз для (2.10):

    t Г t П t hc ^ jT = PcLu? 1+ ccPc ^ ccPc "2 ^ + a (tl - t

    (2.11)

    (Точка позначає диференціювання по

    Або, розділивши на р С / 2, = ^ {Г) маємо:

    Отримали диференціальне рівняння 1 порядку, аналітичне рішення якого має вигляд:

    * Ро = [(Те / Т) ехр (-Тобто / т) Е (Те / т) - 1], (2.13)

    або в безрозмірних координатах:

    0 = 1 / т1ехр (-1 / т1) Е1 (1 / т1) -1. (2.14)

    Тут Е1 (х) - модифікована інтегральна показова функція,

    Т

    про - величина, що має розмірність часу,

    г ^ - постійна, що має розмірність температури.

    Випишемо характерні величини для даного рішення: •

    то = 2ас1% 2 = 2 [рсЬі + св \ рв (1, -10) 1 ссрс).

    (2.15)

    Функція (2.14) зростає в плині часу г = 0,3261, досягаючи значення рівного 0,4841, потім убуває і при т = 0,7423 звертається в нуль (рис.2).

    tPo + [1 / г - Те / T2] tpo = -tf / Т .

    (2.12)

    в

    0.6 0.5 0.4 0.3 0? 0.1

    I841

    Jr 1 '1

    0.3261 i I

    QJD5 0.15 025 0.35 0.450.550.650.75 г '

    Рис.2. Графік залежності безрозмірною температури від безрозмірного часу.

    Природно прийняти за час закінчення сушіння

    Т = 0,74г0 = 1,48ас /, але тоді Т ^ = 1, і швидкість фронту сушіння визначається формулою

    4 = 1,48ас / 1

    Таким чином, для руху фронту кипіння (випаровування) з постійною швидкістю рівною 4 = 1, 48ас! I необхідно С підтримувати рівний

    З = 1,48 асЛв1 а1, а температуру на гріючої поверхні змінювати згідно із законом:

    t.

    tf [(

    Т0 / Т ,

    ) EXP (-Тобто / т) Ei (Те / т) -1] + t<

    Час просування фронту визначається виразом:

    Т = 12 / 1,48ас = 0,64712 / ас.

    (Квадратична залежність від I, і обернено пропорційна від коефіцієнта температуропровідності).

    Таким чином, отримані важливі аналітичні результати залежності температури на поверхні від часу, сталості швидкості просування фронту випаровування і тривалості сушіння матеріалу певної товщини.

    Можна отримати формулу, визначальну градієнт температур в початковий момент часу сушіння. так

    як температура на поверхні при Г = 0 має особливість, для підрахунку використовуємо диференціальне рівняння в сухій зоні, і розкладання в ряд Тейлора температури на поверхні ** р0 = г ^ р0 / ,

    тому г рС) = 0 при t = 0. Підставляючи останній вираз в рівняння, отримаємо:

    * Ро + "Т0 / т2) т1ро = - // Г або

    При Г = 0, tp = = 1,095 а ^ / Р (= 0,913 12 / яс).

    Для градієнта температури в початковий момент використовуємо співвідношення йг / йл = ^ .р / = 0,74 г // I. з

    даного співвідношення видно, що градієнт температури в початковий момент відмінний від нуля, тобто є кінцевою величиною.

    Знаючи градієнт в початковий момент часу, можна розрахувати товщину проміжного шару, порівнюючи градієнт температури на поверхні, з градієнтом в проміжному шарі. В першому приближенні

    можна вважати, що він дорівнює (гс -до) / А 4.

    Прирівнюючи величини, маємо 0,74 // / I = (гс - //) /

    А 4 і тоді товщина проміжного шару визначиться

    формулою:

    А 4 = 1,35 (4 -і) Щ.

    Таким чином, знаючи або оцінюючи величини і можна також визначити або оцінити товщину проміжного шару.

    Знаючи товщину проміжного шару, можна оцінити коефіцієнт теплопередачі шару при даній товщині. Якщо вважати, що у проміжного шару коефіцієнт теплопровідності визначається величиною

    Лрг = (Лв + Лс) / 2, то для коефіцієнта теплопередачі отримаємо вираз:

    Кп = Лв + Л) / (2А 4) '

    яке можна порівняти з отриманим раніше: К = а (г1 - га) / (ге - г1), або:

    до _l, 48Лвас (рр -1о). 0'38гг (Лл + Лс) д в1 (г с - г I) вп I (г с - і)

    З даних співвідношень, отримуємо порівняльні величини:

    1,48 (ti- toWae; 0,37t / (/ + Лс / Ле).

    Перша з них має порядок значення tl, друга-порядок /, звідки можна зробити попередній висновок про те, що скелет матеріалу в проміжному шарі перегрітий по відношенню до води, що знаходиться в даному шарі.

    Список використаної літератури:

    1. Жуков В.В., Райнхардт Б. Визначення швидкості нагріву конструкцій з жаростійкого бетону. // Праці міжнародної конференції з жаростійкого бетону. Варна, 1972. С.176-178.

    2. Жуков В.В., Робсман В.А. Розрахунок температурних полів у вологому бетоні при фазових переходах з використанням цифрових і аналогових обчислювальних машин. // Сушка і перший нагрів конструкцій промислових печей з жаростійкого бетону. Зб. праць. вип. 22.-М .: Стройиздат, -1973. -З. 51-58.

    3. Луцик П.П. Кінетика фазового перетворення в дисперсних пористих тілах при сушінні. // Теплофизика і технологія сушильно-термічних процесів. Мінськ. -1975. С. 55-64.

    4. Ликов А.В. Тепло-масообмін в процесах сушіння. М .: Госенергоіздат, -1956. - 464 с.

    5. Ликов А.В. Теорія сушки. М .: Енергія -1968. -172 з.

    6. Некрасов К.Д., Жуков В.В., Гуляєва В.Ф. Сушка і перший нагрів теплових агрегатів з жаростійких бетонів. М.: - Стройиздат, 1976.95 з.

    7. Некрасов К.Д., Жуков В.В. Особливості сушіння і першого нагріву жаростійких бетонів. // Праці міжнародної конференції з жаростійкого бетону. Варна, 1972. С. 56-60.

    8. Носов А.Д., Очеретнюк Ф.Ф., Ібрагімов Ф.Г., Смирнов А.Н. Удосконалення «жорсткого» режиму сушіння монолітної футеровки сталеразлі-вочной ковша. Сталь, 1999 року № 10. С.26-27.

    9. Петров-Денисов В.Г., Масленников Л.А., годуючи А.М. Дослідження процесів переносу вологи в жаростійких бетонах при нормальних і підвищених температурах і методи їх розрахунку. // Жаростойкие бетонних і залізобетонних та області їх ефективного застосування в будівництві. Волгоград, 1969.-С. 68-76.

    ВИКОРИСТАННЯ УДАРНОГО ПРИСТРОЇ В РЕМОНТ КУЗОВА

    Аймагамбетов Смагулов Талгатович

    Магістрант, Західно-Казахстанський аграрно технічний університет ім. Жангір хана, г.Уральск

    Найбільша кількість зіткнень автомобілів припадає на передню частину, трохи менше - на задню і найменше - на бічні.

    Пошкодження кузовів, отримані в результаті зіткнення, ділять на три категорії. До першої відносять дуже сильні пошкодження, в результаті яких необхідна заміна кузова. До другої категорії відносяться ушкодження середньої тяжкості, при яких велика частина деталей вимагає заміни або складного ремонту. До третьої відносяться менш значні пошкодження - пробоїни, розриви на лицьових панелях, вм'ятини і подряпини, отримані при ударі під час руху з малою швидкістю.

    Ці пошкодження не становлять небезпеки для пасажирів і водія при експлуатації автомобіля, хоча його зовнішній вигляд не відповідає естетичним вимогам.

    Перш ніж приступити до основного (пропонований пристрій), правильніше буде якщо ми коротко розповімо про ремонт кузова, і взагалі що вона з себе представляє. Ремонт кузова це ланцюжок дійств який включає в себе всю операцію щодо каркасу і зовнішнім виглядом автомобіля.

    Технологія ремонту: - Розбирання кузова;


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити