Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Моделирование высокотемпературных процессов в технологии пеностекла. Часть 1: Формирование динамики циклических нестационарных двумерных температурных полей
Опубликована: 2021-08-06
  • М. О. Баканов Ивановская пожарно-спасательная академия Государственной противопожарной службы МЧС России (г. Иваново)

Аннотация

В работе рассмотрены особенности технологии производства блочного пеностекла, представлены актуальные способы его производства и области применения. Показано, что в настоящее время при моделировании процессов высокотемпературной термической обработки пеностекла учитываются факторы, которые определяют кинетику суммарного технологического процесса или его отдельных стадий, что побуждает специалистов разрабатывать большое количество математических моделей. Доказано, что различные математические модели, которые описывают различные стадии процессов высокотемпературной термической обработки, не позволяют оценить безусловный синергетический эффект, получаемый в результате влияния совершенствованного одного из этапов получения пеностекла на другие этапы и процесса в целом.
Предложена математическая модель высокотемпературной термической обработки пеностекла в виде временных стадий, формализованных временными масштабами процессов формирования необходимой высокопористой структуры с учетом аддитивности временных параметров. Разработана математическая модель, описывающая процессы тепломассопереноса в результате воздействия высокой температуры на сырьевую смесь для получения пеностекла, в частности математическая модель нестационарного теплопереноса в слое сырьевой смеси для расчёта двумерных нестационарных температурных полей с учётом изменения температурных условий в местах контакта металлической формы для вспенивания пеностекла с композитом сырьевой смеси на стадии нагревания.
В работе также проиллюстрированы результаты численных расчетов температурных полей в сырьевой смеси для получения пеностекла при двумерной постановке задачи теплопроводности. Показаны особенности распределения показателей температуры в системе «сырьевая смесь - форма для вспенивания», которая иллюстрирует динамику прогревания сырьевой смеси от приповерхностных слоев, соприкасающихся с металлической формой для вспенивания, к центру сырьевой смеси. Представлена математическая модель теплопереноса, учитывающая геометрию формы для вспенивания, а именно необходимость учета явлений переноса тепла по двум направлениям координат x и y.

##submission.authorBiography##

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

кандидат технических наук, доцент, начальник кафедры пожарной тактики и основ аварийно-спасательных и других неотложных работ Ивановской пожарно-спасательной академии Государственной противопожарной службы МЧС России, г. Иваново. Область научных интересов – моделирование тепловых процессов при производстве пористых материалов. Автор более 50 публикаций, в том числе 3 авторских свидетельств о государственной регистрации программ ЭВМ. Е-mail: mask-13@mail.ru