Математическая модель термической обработки сырца при получении пеностекла

• Автор: Демин, Антон Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Термическая обработка при изготовлении пеностекла: состояние вопроса, обоснование цели и задач исследования

1.1. Пеностекло, его свойства и применение

1.2. Сравнительный анализ технических характеристик различных теплоизоляционных материалов

1.3. Производство пеностекла

1.4. Термическая обработка в производстве пеностекла. Подходы к изучению

Выводы по главе

Г лава 2. Математическая модель термической обработки сырца

2.1. Физическая модель процесса

2.2. Математическая модель процесса

2.2.1. Общая структура модели
2.2.2. Модуль расчета температурных полей
2.2.3. Модуль расчета свойств сырца
2.2.4. Модуль кинетики вспенивания
2.2.5. Модуль расчета удаления свободной воды
2.2.6. Направления совершенствования математической модели
2.3. Обоснование метода решения задачи моделирования
2.3.1. Выбор метода решения
2.3.2. Вычислительный алгоритм
2.3.3. Программа
Выводы по главе
Глава 3. Методика расчета свойств сырца в диапазоне температур термообработки
3.1. Характеристика структуры и компонентов сырца

3.2. Использование квазигомогенного подхода для расчета эффективных свойств сырца
3.2.1. Основные принципы
3.2.2. Определение свойств стекла
3.2.3. Определение свойств сухого воздуха и воды
3.2.4. Определение эффективных свойств сырца
3.3. Методика расчета эффективных свойств сырца и ее программная реализация
Выводы по главе
Глава 4. Численное и натурное исследование процесса термической обработки
4.1. Натурные эксперименты
4.1.1. Общая методика экспериментальных исследований
4.1.2. Приготовление сырца
4.1.3. Анализ структуры материала
4.1.4. Измерение теплопроводности
4.1.5. Измерение плотности, пористости и влагосодержания
4.1.6. Измерение температуры в середине образца
4.1.7. Измерение кинетики вспенивания
4.2. Вычислительные эксперименты
4.2.1. Общая методика вычислений
4.2.2. Расчет зависимостей свойств сырца от температуры и пористости
4.2.3. Расчет температурных полей в сырце и параметров процесса
4.2.4. Расчет температурных зависимостей свойств сырца
4.2.5. Поиск наилучшего температурного режима печи
4.2.6. Об адекватности триады модель-алгоритм-программа
Выводы по главе
Заключение
Список литературы

Приложение 1. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ
Приложение 2. Акт внедрения результатов в производственный процесс
Приложение 3. Акты внедрения результатов в учебный процесс

Тем не менее, постановка задачи с подвижными границами - необходимость, с её помощью удаётся описать сущность процесса ТО, направленного на изменение структуры материала и его свойств, в том числе и объема.
Кроме того, предлагаемая модель обладает достаточной гибкостью и универсальностью. Задача (2.1) - (2.4), поставленная для образца в форме параллелепипеда может быть записана и для образцов с другой геометрией, например, имеющих форму цилиндра или шара, несложным переходом от декартовых координат к цилиндрическим или сферическим координатам соответственно [62]. Выбранная для постановки задачи геометрия сырца подчеркивает, что рассматривается процесс ТО в технологии именно блочного пеностекла. Учет конвективной и лучистой составляющих теплообмена, если таковые имеют место и значимы в конкретном процессе, возможен при задании соответствующих граничных условий
С учетом рассмотренной краевой задачи становится возможным детализировать факторное пространство, показав связь факторов процесса ТО с показателями качества (Рисунок 2.6).
[62].
Управляющий фактор
температурный режим

и структура сырца
-©■ геометрия сырца
хим. состав сырца
фазовый состав - -г

I Тепломассообмен
теплопроводность
средняя ПЛОТНОСТЬ

ТЕРМИЧЕСКАЯ
ОБРАБОТКА

Рисунок. 2.6 - Детализированная модель факторного пространства процесса ТО