Определение теплофизических характеристик теплоизоляционных материалов при низких температурах на основе численного решения нелинейных обратных задач теплопроводности

Определение теплофизических характеристик теплоизоляционных материалов при низких температурах на основе численного решения нелинейных обратных задач теплопроводности

Автор: Нименский, Николай Витальевич

Шифр специальности: 05.14.05

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 1984

Место защиты: Ленинград

Количество страниц: 169 c. ил

Артикул: 4029271

Автор: Нименский, Николай Витальевич

Стоимость: 250 руб.

Определение теплофизических характеристик теплоизоляционных материалов при низких температурах на основе численного решения нелинейных обратных задач теплопроводности  Определение теплофизических характеристик теплоизоляционных материалов при низких температурах на основе численного решения нелинейных обратных задач теплопроводности 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИИ ТЕШКШЗИЧСКИХ СВОЙСТВ
ТЕПЛ0ИЛЯЦИ0НШХ МАТЕРИАЛОВ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
1.1. Современные теплоизоляционные материалы холодильной техники и условия их эксплуатации. .
1.2. Традиционные методы исследования теплофизических свойств теплоизоляционных материалов
1.3. Виды постановок и методы решения некорректных обратных задач теплопроводности по определению теплофизических характеристик материалов
1.4. Методы предварительного анализа и сглахивания экспериментальных данных при автоматизированной обработке результатов наблюдений .
Выводы к главе 1.
ГЛАВА П. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ТЕПЛОЕМКОСТИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ И ТЕМПЕРАТУР НА ГРАНЯХ ОБРАЗЦА В ВИДЕ ПЛАСТИНЫ
2.1. Математическая постановка задачи
2.2. Численный метод решения квазилинейного уравнения теплопроводности
2.3. Вычисление градиента целевого функционала квадратичной невязки .
2.4. Минимизация целевого функционала квадратичной невязки.
Стр.
2.5. Результаты численного эксперимента по восстановлению теплофизических характеристик
Выводы к главе П.
ГЛАВА Ш. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТШЮФИЗИЧСКИХ СВОЙСТВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ .
3.1. Описание экспериментальной установки
3.2. Анализ влияния краевых эффектов на температурное поле образца и величину тепловых потоков через его основания.
3.3. Предварительная обработка и сглаживание экспериментальных данных .
3.4. Измерение температур и температурных перепадов на тепломерах.
3.5. Определение тепловых потоков через основания образца.
Выводы к главе Ш
ГЛАВА 1У. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕШКШЗИЧСКИХ
СВОЙСТВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
4.1. Поверка методики и установки.
4.2. Возможность расчета теплофизических
свойств пористых пластмасс
Стр.
4.3. Экспериментальное исследование теплофизических свойств эффективных теплоизоляционных материалов.
Выводы к главе 1У.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В главе рассмотрен широкий класс низкотемпературной теплоизоляции с дисперсной структурой, который получил в настоящее время значительное применение* Проанализированы особенности теплообмена в такой изоляции* Показано, что эффективные ТФХ, теплопроводность и теплоемкость, рассматриваемого класса материалов ввиду сложности процессов переноса в них, могут зависеть от условий проведения эксперимента* Отсюда возникает необходимость определять ТФХ указанных материалов в условиях, близких к реальным условиям их эксплуатации, С этой точки зрения проведен краткий анализ традиционных методов определения ТФХ теплоизоляционных материалов и показана ограниченность их возможностей* Рассмотрен подход к определению ТФХ как к некорректной обратной задаче теплопроводности. Дан обзор различных постановок обратных задач теплопроводности по определению ТФХ и методов их решения. Показано, что на основе предлагаемого подхода можно реализовать экспериментальные методики определения ТФХ при разнообразных режимах проведения опыта, близких к условиям эксплуатации. Реализация таких методик возможна только при условии создания автоматизированной системы обработки теплофизического эксперимента. Рассмотрены основные этапы обработки результатов наблюдений в такой системе и дан обзор методов предварительной обработки экспериментальных зависимостей. Эго требование удовлетворяется благодаря разработке и внедрению в промышленность новых видов эффективной теплоизоляции, таких как вакуумно-порошковая [Иб] , вакуумно-волокнистая и вакуумно-многослойная [бО] изоляции, применяемых, в основном, в технике глубокого охлаждения (область температур ниже 0 К), а также теплоизоляции на основе ячеистых материалов, получаемых путем вспенивания различных пластмасс. Последний вид теплоизоляции хотя и несколько менее эффективен, чем вакуумированная теплоизоляция, но обладает рядом других преимуществ. К их числу можно отнести дешевизну, технологичность изготовления, долговечность. Эти достоинства предопределяют широкое использование указанной теплоизоляции как в технике умеренного холода (область температур 0-0 К), так, в отдельных случаях, и в технике глубокого охлаждения [,] . Важнейшей отличительной чертой современных теплоизоляционных материалов и конструкций является сложность структурного строения. Это, как правило, многокомпонентные пористые системы с резко отличающимися проводимостями компонентов. М.Смолуховским: при понижении давления газа в прослойке на границе раздела газ - поверхность наблюдается скачок температуры. При малых толщинах прослойки отношение этого температурного скачка к перепаду температур на границах прослойки пропорционально критерию Кнудсена. Кп ), то есть отношению длины свободного пробега молекул газа к толщине прослойки. Теплообмен между стенками пор происходит как бы через разреженный газ. В результате эффективный коэффициент теплопроводности такой теплоизоляции с тонкодисперсной структурой может быть меньше, чем теплопроводность газа, заполняющего поры. Проблемам анализа процессов и механизмов переноса в дисперсных системах посвящено большое количество работ, среди которых надо упомянуть монографии К. С.Шифрина [1] , А. ФЛудновского [9,0] , Г. Н.Дульнева и Ю. П.Заричняка [] , А. Миснара [] , М. Г'. Каганера [,] , О. Кришера [] . В числе основных составляющих теплообмена в низкотемпературной теплоизоляции можно выделить теплообмен теплопроводностью газа, заполняющего поры теплоизоляционного материала, теплопроводностью твердого каркаса и теплообмен излучением. В определенных условиях (сжатый газ, большой перепад температур в высокопористой изоляции) может иметь место и конвективный перенос тепла в пористом слое [] . Относительный вклад этих составляющих может зависеть от различных причин - структуры материала, давления и вида заполняющего поры газа, уровня граничных температур, величины внешней механической нагрузки на материал и многих других [5С] . По своей структуре теплоизоляционные материалы разделяются на зернистые, волокнистые и ячеистые пеноматериалн [] . Ниже рассматриваются основные характеристики каждого из указанных видов теплоизоляции. Зернистые порошковые теплоизоляционные материалы представляют собой порошки некоторых минералов (диатомит, вермикулит, перлит, кремнезем), подвергнутые определенной термической обработке. В результате этой обработки зерна порошков становятся пористыми, причем размеры этих пор могут быть очень малы.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.351, запросов: 237