CC BY
11
Литература 5.
1. Амирасланова З. Н. Журнал "Информационные Технологии" №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 Э.Е. Железобетонные конструк- 9. ция. М., Стройиздат, 1991, — 767 стр.
Банди Б. Основы линейного программирования, Москва, «Радио и связь», 1989. — 176 с. Гладков С.А. Программирование на языке АВТОЛИСП в системе САПР АВТОКАД. Москва, «Диалог-МИФИ», 1991. — 93 стр.
Новиков, Ю. В. Экология, окружающая среда и человек. Москва, «Гранд», 2005, — 728а Романовский И.В. Алгоритмы решения экстремальных задач. Москва, «Наука», 1977, — 352 с. http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/1110_WS_EC2/Pre sentations/05_EC2WS_Arrieta_Detailing
АНАЛИЗ ПРОЦЕССА СУШКИ СЛОЯ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА
ПРИ ОДНОСТОРОННЕМ НАГРЕВЕ
Ибрагимов Фаниль Габдулович
Канд. тех. наук, доцент кафедры теоретической механики и сопротивления материалов МГТУ, г. Магнитогорск
Антонов Вячеслав Николаевич
Канд. тех. наук, доцент кафедры теплотехнических и энергетических систем МГТУ, г. Магнитогорск Рассмотрим задачу сушки плоского материала, поперечное сечение которого разделено на три слоя: сухой, влажный и промежуточный (двухфазный). Фронт сушки определяется диапазоном температур tc, tl (рис. 2.1).
Уравнение теплопроводности для влажного слоя запишется в виде:
5г в
a 2t в
дг
- a в
д х2
c граничными условиями:
dt
в~Х - a e(t c ~ 11);
в~Х(1) = ос в(*в — *
где * - распределение температур во влажном слое;
I - толщина слоя материала; I — ^ - толщина влажного слоя;
(2.1)
(2.2) (2.3)
- температуропроводность и теплопроводность влажного слоя;
X - коэффициент теплоотдачи от промежуточного двухфазного слоя к влажному;
X - коэффициент теплоотдачи на поверхности, окружающей влажный материал;
- температура окружающей среды и начальная температура материала;
(т) - координата фронта испарения (кипения), зависящая от времени.
Решение уравнения теплопроводности ищем в виде функции типа волны:
г в=г 0+*—г << [—кх—£)] • (24)
Продифференцировав (2.4), получим:
а г
т
дг
в
дл
=-к(г1 - г0)ехР Н(л -4)];
(2.5)
(2.6)
зультат:
д~г2т = к %-г о)ехр\-к (л -£)]; (2.7)
д л
А затем, подставив (2.5, 2.7) в (2.1) получаем ре-
□
£ = кав (2-8)
С другой стороны, подставив (2.4) в (2.2, 2.3)
имеем:
-АМг I- г о) = ав(г с- г I); (2.9)
-Лк(гг - го)елр[-к(л -4)] = а (гг - го)елр[-к(л - 4)];
откуда:
а(г1- г о) = ае(г с - г г);
4 = а/ сврв; к = а/Яе;
Таким образом, распределение температуры во влажном слое определяется зависимостью
г в = г о + (г г - г о)елр[-к(л - 4)];
И перемещается вправо (рис.2.1) с конечной скоростью, равной:
4 = а/ СвРв-
При этом, поток теплоты от двухфазного слоя к влажному равен потоку теплоты от влажного слоя к окружающей среде. Т.е. распределение температуры во влажном слое таково, что, как если бы, среда непосредственно примыкала к двухфазному слою. Следовательно, получен экспоненциальный закон распределения температуры во влажной зоне и постоянная скорость продвижения фронта сушки. Следует заметить, что А.В.Лыковым во влажной зоне предлагается параболический закон распределения температуры.
Рассмотрим температурное поле в сухом слое материала. Принимая согласно [2,4] линейное распределение температуры в сухой зоне, а поскольку линейное распределение температуры не удовлетворяет уравнению теплопроводности, выведем дифференциальное уравнение продвижения фронта сушки, основываясь непосредственно на законе Фурье.
В "жестком" режиме процесса согласно [1,6,7,8,9,]] примем следующие допущения:
1.В процессе одностороннего нагрева фронт
сушки углубляется с температурами г с' г I.
2. До фронта сушки, со стороны горячей поверхности влажность равна нулю, после фронта она имеет начальное значение, т.е. перемещение влаги происходит лишь во фронте сушки.
3. Кипение (испарение) происходит во фронте
сушки с температурами г с' г1 ■ За счет нерелаксируе-
мого градиента давления образующийся пар движется к горячей поверхности.
4. Процесс движения пара подчиняется уравнению ламинарного движения сжимаемой жидкости в пористой среде.
5. Количество пара, фильтрующегося через нагретый материал, настолько мало, что расходом тепла на его нагрев при фильтрации пренебрегаем.
Согласно [2,4] примем еще одно допущение.
6. Распределение температуры в сухом слое при "жестком" режиме сушки линейно (в "мягком" режиме сушки этот закон параболический) [6,8,9].
Согласно принятым допущениям, выведем дифференциальное уравнение движения фронта сушки, рассмотрев балансы тепловых потоков, подводимых к фронту сушки:
1.За счет градиента температур к фронту сушки за время dт подводится теплота:
йах = АЮр - гс) /(4 - А4)]^т;
2.Полагаем, что за время йт температура поверхности увеличится на йг р и произойдёт линеаризация
распределения температуры в сухой зоне, при этом на нагрев сухой зоны уйдет теплота:
dQ2 = ссРс(4 - А4)]^йгр / 2;
3.3а время dт фронт продвигается на d£¡, а количество теплоты, расходуемой на нагрев сухой зоны, будет равно:
dQз = с сРс(г р -/2;
4.Теплота, затраченная на кипение (испарение) влаги при перемещении фронта на й 4 :
dQ4 = рЬыЗй 4;
(распределение влаги во фронте сушки предполагается стационарным)
5.3а время dт фронт сушки передает влажной зоне следующее количество теплоты:
= а (г с - г 1 Яйт;
Таким образом, дифференциальное уравнение движения фронта сушки при условии, что в сухом слое температурное распределение линейно, выглядит следующим образом:
Л?р 1с = + СсР
- 1Сй4
4-А4
йт
йт
+ СсР с
йт
+ а(Л ^ 0)'
(2.10)
где - теплопроводность сухого слоя материала;
L - скрытая теплота парообразования; U - влажность материала; С р - теплоемкость и плотность сухого слоя;
tp - температура поверхности сухого материала;
- толщина фронта кипения (испарения). Так как / dr = const, то, произведя замену переменных
tp — tc = t — = A^=const, получим новое выражение для (2.10):
t Г t П t hc^jT = PcLu ¿1+ ccPc^ ccPc"2 ^ + a(tl — t
(2.11)
(точка обозначает дифференцирование по
Или, разделив на р С/ 2 , = ^{Г) имеем:
Получили дифференциальное уравнение 1 порядка, аналитическое решение которого имеет вид:
*ро = [( То/Т) еХР (-То/т) Е ( То/т) - 1] , (2.13)
или в безразмерных координатах:
0 = 1/т1ехр (-1/т1) Е1 (1/т1) -1. (2.14)
Здесь Е1 (х) - модифицированная интегральная показательная функция,
Т
о - величина, имеющая размерность времени,
г^ - постоянная, имеющая размерность температуры.
Выпишем характерные величины для данного решения: •
то=2ас1%2 = 2[рсЬи + св\ рв(1, -10)1 ссрс).
(2.15)
Функция (2.14) возрастает в течении времени г = 0,3261, достигая значения равного 0,4841, затем убывает и при т = 0,7423 обращается в ноль (рис.2).
tPo+ [1/г - То/T2]tpo = -tf /Т .
(2.12)
в
0.6 0.5 0.4 0.3 0¿ 0.1
Í841
Jr 1 ' 1
0.3261 i I
QJD5 0.15 025 0.35 0.450.550.650.75 г'
Рис.2. График зависимости безразмерной температуры от безразмерного времени.
Естественно принять за время окончания сушки
Т = 0,74г0 = 1,48ас / , но тогда Т^ = 1, и скорость фронта сушки определяется формулой
4 = 1,48ас/1
Таким образом, для движения фронта кипения (испарения) с постоянной скоростью равной 4 = 1, 48ас!I необходимо С поддерживать равной
С = 1,48 асЛв1 а1, а температуру на греющей поверхности изменять по закону:
t.
tf [(
Т0 /Т ,
) eXP ( -То /т ) Ei ( То /т ) -1] + t<
Время продвижения фронта определяется выражением:
Т = 12/1,48ас = 0,64712/ас.
(квадратичная зависимость от I, и обратно пропорциональная от коэффициента температуропроводности).
Таким образом, получены важные аналитические результаты зависимости температуры на поверхности от времени, постоянства скорости продвижения фронта испарения и продолжительности сушки материала определённой толщины.
Можно получить формулу, определяющую градиент температур в начальный момент времени сушки. Так
как температура на поверхности при Г =0 имеет особенность, для подсчета используем дифференциальное уравнение в сухой зоне, и разложение в ряд Тейлора температуры на поверхности **р0 = г^р0 / ,
т.к. г рС) = 0 при т = 0. Подставляя последнее выражение в уравнение, получим:
*ро + " Т0/т2 ) т1ро = -//Г или
При Г =0, tp = =1,095 а^/Р ( =0,913 12/яс).
Для градиента температуры в начальный момент используем соотношение йг/йл = ^.р / = 0,74 г//I. Из
данного соотношения видно, что градиент температуры в начальный момент отличен от нуля, т.е. является конечной величиной.
Зная градиент в начальный момент времени, можно рассчитать толщину промежуточного слоя, сравнивая градиент температуры на поверхности, с градиентом в промежуточном слое. В первом приближении
можно считать, что он равен (гс -к) / А 4.
Приравнивая величины, имеем 0,74// /I = (гс -//)/
А 4 и тогда толщина промежуточного слоя определится
формулой:
А 4 = 1,35(4 -и)Щ.
Таким образом, зная или оценивая величины и можно также определить или оценить толщину промежуточного слоя.
Зная толщину промежуточного слоя, можно оценить коэффициент теплопередачи слоя при данной толщине. Если считать, что у промежуточного слоя коэффициент теплопроводности определяется величиной
Лрг = (Лв +Лс) /2, то для коэффициента теплопередачи получим выражение:
Кп =Лв+Л) / (2А 4 )'
которое сравним с полученным ранее: К =а( г1 - га ) / (ге - г1 ) , или:
к _l,48Лвас(гг -1о) . 0'38гг(Лл + Лс) д в1 (г с - г I) вп I (г с - и)
Из данных соотношений, получаем сравнительные величины:
1,48(ti- toWae; 0,37t/ (/+ Лс / Ле).
Первая из них имеет порядок значения tl, вторая -порядок /, откуда можно сделать предварительный вывод о том, что скелет материала в промежуточном слое перегрет по отношению к воде, находящейся в данном слое.
Список использованной литературы:
1. Жуков В.В., Райнхардт Б. Определение скорости нагрева конструкций из жаростойкого бетона. // Труды международной конференции по жаростойкому бетону. Варна, 1972. С.176-178.
2. Жуков В.В., Робсман В.А. Расчет температурных полей во влажном бетоне при фазовых переходах с использованием цифровых и аналоговых вычислительных машин. // Сушка и первый нагрев конструкций промышленных печей из жаростойкого бетона. Сб. трудов. вып. 22.-М.: Стройиздат, -1973. -С. 51-58.
3. Луцик П.П. Кинетика фазового превращения в дисперсных пористых телах при сушке. // Теплофизика и технология сушильно-термических процессов. Минск. -1975. С. 55-64.
4. Лыков А.В. Тепло-массообмен в процессах сушки. М.: Госэнергоиздат,-1956. - 464 с.
5. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия -1968. -172 с.
6. Некрасов К.Д., Жуков В.В., Гуляева В.Ф. Сушка и первый нагрев тепловых агрегатов из жаростойких бетонов. М.:- Стройиздат, 1976.95 с.
7. Некрасов К.Д., Жуков В.В. Особенности сушки и первого нагрева жаростойких бетонов. // Труды международной конференции по жаростойкому бетону. Варна, 1972. С. 56-60.
8. Носов А.Д., Очеретнюк Ф.Ф., Ибрагимов Ф.Г., Смирнов А.Н. Совершенствование «жесткого» режима сушки монолитной футеровки сталеразли-вочного ковша. Сталь,1999 № 10. С.26-27.
9. Петров-Денисов В.Г., Масленников Л.А., Пичков А.М. Исследование процессов переноса влаги в жаростойких бетонах при нормальных и повышенных температурах и методы их расчета. // Жаростойкие бетоны и железобетоны и области их эффективного применения в строительстве. Волгоград, 1969.-С. 68-76.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УДАРНОГО УСТРОЙСТВА В РЕМОНТЕ КУЗОВА
Аймагамбетов Смагул Талгатович
Магистрант, Западно-Казахстанский аграрно- технический университет им. Жангир хана, г.Уральск
Наибольшее количество соударений автомобилей приходится на переднюю часть, несколько меньше - на заднюю и наименьшее - на боковые.
Повреждения кузовов, полученные в результате соударения, делят на три категории. К первой относят очень сильные повреждения, в результате которых необходима замена кузова. Ко второй категории относятся повреждения средней тяжести, при которых большая часть деталей требует замены или сложного ремонта. К третьей относятся менее значительные повреждения - пробоины, разрывы на лицевых панелях, вмятины и царапины, полученные при ударе во время движения с малой скоростью.
Эти повреждения не представляют опасности для пассажиров и водителя при эксплуатации автомобиля, хотя его внешний вид не отвечает эстетическим требованиям.
Прежде чем приступить к основному (предлагаемое устройство), правильнее будет если мы кратко расскажем о ремонте кузова, и вообще что она из себя представляет. Ремонт кузова это цепочка действ который включает в себя всю операцию касательно каркасу и внешнему виду автомобиля.
Технология ремонта: - Разборка кузова;
