Құрамында отын бөлшектері бар жазық үлгілердегі күрделі жылуөткізгіштік процестерін есептеу тәжірибелері арқылы зерттеу

Өткен ғасырдың екінші жартысында әлемдік практикада ең алғаш Қазақстан ғалымдары ойлап тапқан көп функциялы жаңа керамикалық «Золокерам» материалдары өндіріске енгізіліп, түрлі мақсаттарда қолданыс таба бастады [1,2]. Бұл жаңадан алынған материалдар өздерінің физико-техникалық қасиеттері бойынша табиғи шикізаттан жасалған әдеттегі керамикалық бұйымдардан 1,5-4 еседей артық болып отыр. Олардың сыртқы сәндік сипаттары да айтарлықтай жоғары. Сонымен қатар бұл жаңа технологияны қолдану нәтижесінде табиғи шикізатты 85 пайызға дейін, ал отын көздерін 90 пайызға дейін үнемдеуге мүмкіндік бар екені белгілі болды.
Бұл ғылыми мақалада симметриялы жағдайдағы күрделі жылуөткізгіштік процестерін сандық тұрғыдан үлгілеп зерттеу нәтижелері келтірілген.
Зерттеу нысаны ретінде құрамының (массасы бойынша): 85 пайызын Қарағанды бассейнінің көмірін Алматы жылу электр станциясында жағудан қалған күл қалдығы, ал 15 пайызын монтморилонидты табиғи лай шикізаты құрайтын пластина пішіндес «Золокерам» деп аталатын жаңадан алынған керамикалық үлгілер алынды.
Зерттелген процестердің математикалық моделі ретінде бір өлшемді дифференциалды жылуөткізгіштік теңдеуі алынды:
, (1)

мұндағы T– температура; τ- уақыт; а-температура өткізгіштік коэффициенті, х-координата.
Есептеу тәжірибелерін жүргізу үшін жылуөткізгіштік теңдеуінің (1) анық айырымдық схемасы алгоритм ретінде қолданылды [3]:
, (2)
мұндағы -координата бойынша қадам; -уақыт бойынша қадам; - і-ші нүктедегі (k) уақыт моментіндегі температура; - + (k+1) уақыт моментіндегі температура;
Бұдан белгілі бір ( ) уақыт сәтіндегі жазық үлгінің қалыңдығы ( ) бойынша і -ші нүктесіндегі температура мәндері үшін мынандай алгебралық теңдеу аламыз:

, (3)
және мәндерін дұрыс таңдау анық-айырымдық схемаларды қолдану кезінде белгілі шартпен анықталады. Уақыт бойынша қадамның мүмкін болатын мәні шектеулі және ол координата бойынша қадам мен зерттелетін материалдың температураөткізгіштік коэффициентіне тәуелді болады да, бұл тұрақтылық шарты деп аталады:
немесе ;
Ал, болғанда, көрсетілген айырымдық схема тұрақсыз болады және теңдеудің дұрыс шешімі жайлы да айтуға болмайды.
Есептеу тәжірибелерін жүргізу барысында мынандай нақтылық шарттары алынды.
1. Физикалық шарттар тобы: Әртүрлі температуралардағы изотермиялық жағдайлар қарастырылады: 1) температурадағы шикі үлгінің температураөткізгіштік коэффициенті: , ал күйдірілген үлгінікі: ; 2) температурадағы шикі үлгінің температураөткізгіштік коэффициенті: , ал күйдірілген үлгінікі: ; 3) температурадағы шикі үлгінің температураөткізгіштік коэффициенті: , ал күйдірілген үлгінікі: .

1. Сайбулатов С.Ж., Сулейменов С.Т., Кулбеков М.К. Золы ТЭС в производстве строительной керамики. – Алма-Ата: Казахстан, 1986.-144с.
2. Кулбеков М.К. Исследование и разработка скоростных режимов обжига золокерамических материалов // Технология и свойства стеновых и вяжущих материалов с использованием вторичных сырьевых ресурсов. – М.:1983, с.35-42.
3. Лыков.А.В. Тепломассообмен. - М.: Энергия.- 1978. – 480 с.
4. Дульнев Г.Н., Парфенев В.Г., Сигалов А.В. «Применение ЭВМ для решения задач теплообмена.- М.: Высш.шк., 1990.-207с, ил.