CC BY
19УДК 62
Технические науки
Буданов Борис Владимирович, Преподаватель, кафедра безопасности жизнедеятельности, Уральский институт ГПС МЧС России Кузнецов Владимир Сергеевич, Студент, кафедра безопасности жизнедеятельности, направление обучения техносферная безопасность Уральский институт ГПС МЧС России
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация: В данной статье рассматривается методика исследования характеристик термостойких материалов. Свойства этих материалов занимают важное место в ликвидации ЧС. Одним из главных показателей является способность материала противостоять воздействию высоких температур.
Ключевые слова: Термостойкие материалы, термические напряжения, высокие температуры, свойства.
Abstract: This article discusses the methodology for studying the characteristics of heat-resistant materials. The properties of these materials occupy an important place in emergency response. One of the main indicators is the ability of the material to withstand high temperatures.
Keywords: Heat-resistant materials, thermal stresses, high temperatures, properties.
Развитие в сфере материаловедения позволило получить множество материалов с необходимыми свойствами. В работах, направленных на предотвращение огня очень важна термостойкость материалов.
Разнообразие термостойких тканей большое и создано для совершенно разных целей. Существуют такие виды: углеродные волокна, кварцевые
волокна, асбестовая ткань, арамидная ткань, брезентовая ткань, кремнезёмная ткань. Каждая из этих видов имеет свои физические свойства, внешние признаки и сферу применения [1; 2; 3].
Для определения области применения каждого из материалов необходимо знать, то какие максимальные термические напряжения способен выдержат каждый из них. Также из данной методики можно узнать максимальную температуру, которую способен выдержать исследуемый материал. Получить эти данные можно рассчитав их по следующей методике:
Ч К ^ К^ ^ В Н ( ^Ж ср ^СТ ср В н) ;
_ 27ГЯст(-Сст Ср нар+Сст Ср вн)
ЧТ" ^ '
"ВН
Вт
где, яСТ = 4 5 , — коэффициент теплопроводности стенки
Чк/2.0 = ак/2.07Г^нар(^стсрнар — */2.о) + Чл-Коэффициенты теплоотдачи находим по формуле:
«К ~у >
«вн
/Рг \0'25
Ыиж = 0,037Де°'8Ргж0'43 ;
=
И-ж 1 срж
"ж
РГЖ Дж ' ^
ж.ст.
РЦк.СТ. *ж ' И-ж.ст.
яЖ = 0,049 1 — коэффициент теплопроводности жидкости в потоке; яЖ_ СТ. = 0,045 — коэффициент теплопроводности жидкости вблизи стенки;
_ ЛГи/2.о*/2.о
«к/2.0- 2 ;
Л/и/2 . о = 0, 1 3 3 ■ Сг^3;
_ /^¿/(Тст.ср.нар — 7>.0) ЬГ/2.0 - ^ ;
Вт
2 . о = 0 , 5 — коэффициент теплопроводности воздуха.
Согласно этой методике, можно определить пригодность того или иного материала для выполнения определенных задач, как можно заметить, основным критерием для вывода о пригодности является максимальный эксплуатационный тепловой поток, проходящий через единицу площади материала. Экспериментальная модель (рис. 1).
Рисунок 1 - Экспериментальная модель
Вывод
Проведя расчеты согласно вышеизложенным формулам, можно сделать выводы о пригодности к эксплуатации термостойких материалов при ликвидации ЧС. Углеродные волокна способны выдержать тепловой поток с максимальной температурой 300-370°С, при этом стоит учесть высокую химическую стойкость и хорошие электрофизические свойства. Кварцевые волокна способны выдержать 1400°С и 2000°С при кратковременном воздействии, что делает ткань из этих волокон востребованной для сфер, связанных с ликвидацией ЧС и энергетики. Асбестовая ткань способна выдержать тепловой поток с максимальной температурой до 5000°С, данный материал широко применяется в строительстве.
Библиографический список:
1. Логарев А.И. Жаропрочные материалы и их применение: учебник. - 1-е изд., испр. - М., 1989. - 320 с.
2. Мидин Р.С. Термодинамика: учебное пособие. - М., Л., 1993. - 452 с.
3. Девисилов В.А. Охрана труда: учебник / В.А. Девисилов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ФОРУМ, 2009. -496 с.: ил. - (Профессиональное образование).
