Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Разработка комплексного подхода к математическому моделированию процесса термической обработки пеностекольной шихты. Часть 1. Физические представления о процессе
Опубликована: 2017-05-11
  • С. В. Федосов Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)
  • М. О. Баканов Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России (г. Иваново)

Аннотация

В настоящее время внимание ученых привлекает математическое моделирование процессов термической обработки при получении пеностекла. При моделировании процессов термической обработки пеностекольной шихты необходимо учитывать процессы газообразования, испарения влаги и спекания частиц стекла, которые входят в исходную сырьевую смесь. Теоретической базой для моделирования процессов термической обработки, создания инженерных методов их расчета и оптимизации является теория теплопереноса, учитывающая взаимосвязь и взаимозависимость между тепловыми характеристиками обрабатываемого материала и источником высокой температуры.


В работе показаны особенности воздействия высокотемпературной обработки на пеностекольную шихту при ее термической обработке. Описаны физические механизмы изменения размеров пор в ходе вспенивания в зависимости от времени выдержки. Отмечено, что распределение температурных полей по пеностекольной шихте проходит от приповерхностных слоев засыпки шихты к центральной границе. Рассмотрен механизм образования пористой структуры в засыпке измельченного стекла при термической обработке материала. Варьирование временными показателями, составом шихты, количеством газообразователя на различных этапах производства пеностекла предполагает получение материалов с широким диапазоном физико-механических и теплоизоляционных параметров. Показано, что распределение температурных полей по пеностекольной шихте проходит от приповерхностных слоев засыпки шихты к центральной границе. Общим характерным признаком пеностекла как пористого тела является наличие пустот в твердом теле. Пустоты, как и скелет твердого тела, могут иметь сложную форму и различные геометрические размеры. Закономерности переноса тепла и вещества в капиллярно-пористых телах определяются структурными характеристиками тела. Сложность и разнообразие капиллярной структуры пористого пеностекла вызывает необходимость в создании адекватных математических моделей, способных учесть как физические, так и теплотехнические параметры при получении данного материала на всех этапах воздействия высоких температур в процессе термической обработки.

Биографии авторов

С. В. Федосов, Ивановский государственный политехнический университет (г. Иваново)

Доктор технических наук, академик РААСН, президент Ивановского государственного политехнического университета, г. Иваново. Область научных интересов – разработка новых строительных материалов на базе прогрессивных энерго- и ресурсосберегающих технологий с использованием техногенных отходов, термическая обработка материалов в технологических процессах. Автор более 350 публикаций.

М. О. Баканов, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России (г. Иваново)

Кандидат технических наук, начальник кафедры, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, г. Иваново. Область научных интересов – моделирование тепловых процессов при производстве пористых материалов. Автор около 40 публикаций.