Математическое моделирование тепломассопереноса в системах с интенсивными физико-химическими превращениями и структурной неоднородностью

• Автор: Рудзинский, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 135 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава Т. Математическое моделирование тепломассопереноса
во вспучивающихся теплоогнезащитных материалах
1.1. Тепломассоперенос во вспучивающихся теплоогнез ащитных материалах со сквозными порами
1.2. Тепломассоперенос во вспучивающихся теплоогнезащитных материалах с несквозными порами
1.3. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса во вспучивающихся теплоогнезащитных материалах с ячеистой структурой пенококса
Глава II. Высокотемпературный тепломассоперенос во влагосодержащих
материалах в условиях разогрева до высоких температур
2.1. Высокотемпературный тепломассоперенос в слое бетона биологической защиты ядерных реакторов при критических
тепловых нагрузках
2.2. Высокотемпературный тепломассоперенос в железобетоне
2.3. Высокотемпературный тепломассоперенос в слое влагосодержащего огнезащитного материала
Глава III. Численное моделирование процессов тепломассопереноса в структурно-неоднородных материалах с использованием двухтемпературной модели среды
3.1. Высокотемпературный тепломассоперенос в слое кокса теплозащитных материалов
3.2. Тепломассоперенос в слое лесных горючих материалов при пиролизе
Глава IV. Численное моделирование процесса эрозионного горения пороха с учетом термомеханического разрушения прогретого слоя
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Разработке наукоемких перспективных высокотемпературных технологий [1,2], созданию эффективных средств и материалов для защиты объектов промышленного и гражданского назначения от пожаров [Э, 4], разработке прогностических моделей для анализа возможных экологических последствий аварий на высокотехнологичных опасных объектах [5, 6, 7] уделяется в настоящее время большое внимание в Российской Федерации и за рубежом. Это обусловлено общими тенденциями научно-технического развития современного мира, многократным усложнением, даже по сравнению с серединой XX века, всех технологических систем и технологий, резким ухудшением как экологической обстановки в целом, так и негативными экологическими тенденциями в последние несколько десятилетий.
Решение указанных выше крупных проблем предполагает постановку большого комплекса взаимосвязанных задач, важное место среди которых занимают задачи тепломассопереноса. При этом достоверный прогностический анализ сложных процессов тепломассопереноса в современных технических системах или материалах (например, в системе биологической защиты ядеряых энергетических установок) экспериментальным путем в большинстве случаев невозможен. Это обусловлено как трудностями воспроизводства в модельных экспериментах основных условий работы материалов и систем, так и невозможностью измерения систем характеристик и полей основных значений переменных при проведении опытов. В экспериментах, как правило, удается зафиксировать интегральные характеристики за какой-то временной интервал или численные значения значимых параметров в, как правило, малом ряде точек пространства измерений. При этом многие характеристики и параметры измеряются с большим трудом и с

По этим причинам сопоставление результатов численного анализа, полученных в данной диссертации, было проведено с экспериментальными данными Гаращенко А.Н. [36], по котором у автора этой работы была полная необходимая информация.
Можно также отметить, что как известно, результаты испытаний на моделях малых и крупных размеров часто достаточно серьезно отличаются даже при соблюдении условий геометрического подобия [42]. Поэтому сравнение было проведено как по данным экспериментов с материалом Хенсотерн 4КС на установке лучистого нагрева [36], так и по данным крупномасштабных испытаний в печах ВНИИПО. Результаты сравнения теоретических и экспериментальных значений температуры на границе раздела «ВТОЗМ - защищаемая конскрукция» для большого интервала времени представлены на рис 1.10 для экспериментов на установке лучистого нагрева и на рис. 1.11 для стенда ВНИИ противопожарной обороны (данные Гаращенко А.Н.).
Как видно, расчетные и экспериментальные зависимости Тгрф) удовлетворительно (в пределах 10%) совпадают во всём интервале изменения времени для типичного режима нагрева ВТОЗМ. При этом наибольшие отклонения значений Тгр имеют место в начальный интервал времени, когда толщина слоя пенококса относительно невелика и различные случайные факторы проявляются в наибольшей степени. В целом, как видно из рисунков, отклонение результатов вычислений от экспериментальных данных по Тгр не превышает типичных доверительных рассматриваемых экспериментов. На этом основании можно сделать вывод о хорошей в целом достоверности полученных в результате теоретического анализа результатов данной диссертации.