Жазық пластинадағы массатасымалдау процесінің динамикасын сандық тұрғыдан үлгілеп зерттеу


1 Физикалық шарттар тобы
2 Геометриялық шарттар тобы
3 Шеттік шарттар тобы
Әр түрлі технологиялық процестерде жиі қолданылатын табиғи шикізаттарды қыздыру барысында белгілі температуралар аймақтарында күрделі фазалық және химиялық түрленулер жүреді. Мұндай фазалық түрленулердің біразы ( I-текті түрленулерге жататын) зат массасының тасымалдануымен және жылу эффектілерімен байланысты жүреді де, олар өз ретінде материалдардағы жылу тасымалдау процестерінің кинетикасы мен динамикасына айтарлықтай әсер етеді. Осындай фазалық түрленулердің біріне табиғи шикізаттарды қыздыру барысындағы олардың бойындағы кристалдық байланыстағы судың ыдырап, бөлініп шығуы жатады. Мұндай түрленулер жылуды жұту арқылы, яғни эндотермиялық эффектілермен және масса алмасу процестерімен байланысты жүріп, жалпы тасымалдау процестерінің сипатына едәуір ықпалын тигізеді. Мысалы, бұл айтылған процестер негізінен табиғи лай шикізаттарынан әр түрлі мақсатта дайындалатын керамикалық материалдар мен бұйымдар технологиясында үлкен роль атқарады [1,2].
Бұл ғылыми мақалада керамикалық материалдардың, яғни табиғи шикізаттан жасалған пластина пішіндес үлгілердің кристалдық байланыстағы судан арылуы кезіндегі массатасымалдау процестерінің динамикасын сандық тұрғыдан үлгілеп зерттеу нәтижелері келтірілген. Жалпы жағдайда бойында фазалық (химиялық) түрленулер жүріп жатқан жазық үлгідегі массатасымалдау процесінің матеметикалық моделін мынандай дифференциялдық теңдеу түрінде беруге болады [3]:
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.
5. Кулбеков М.К. К численному решению уравнения теплопроводности с эффективным коэффициентом. В кн.: Исследования по дифференциальным уравнениям и их приложения. –Алма-Ата. -1989.-с.83-89.
6. Турчак Л. И. Численные методы. М.:Энергия.,-1986.-265с.

Пән: Құрылыс
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






УДК:666.65:536.2
М.Қ.Құлбекұлы, М.Р.Несіпбаева, Б.Ерженбек

ЖАЗЫҚ ПЛАСТИНАДАҒЫ МАССАТАСЫМАЛДАУ ПРОЦЕСІНІҢ ДИНАМИКАСЫН САНДЫҚ ТҰРҒЫДАН
ҮЛГІЛЕП ЗЕРТТЕУ

(Алматы қаласы, Абай атындағы ҚазҰПУ, магистрант)

В статье приведены результаты моделирования и численного исследования
массопереноса в плоской пластине

Әр түрлі технологиялық процестерде жиі қолданылатын табиғи
шикізаттарды қыздыру барысында белгілі температуралар аймақтарында күрделі
фазалық және химиялық түрленулер жүреді. Мұндай фазалық түрленулердің
біразы ( I-текті түрленулерге жататын) зат массасының тасымалдануымен және
жылу эффектілерімен байланысты жүреді де, олар өз ретінде материалдардағы
жылу тасымалдау процестерінің кинетикасы мен динамикасына айтарлықтай әсер
етеді. Осындай фазалық түрленулердің біріне табиғи шикізаттарды қыздыру
барысындағы олардың бойындағы кристалдық байланыстағы судың ыдырап, бөлініп
шығуы жатады. Мұндай түрленулер жылуды жұту арқылы, яғни эндотермиялық
эффектілермен және масса алмасу процестерімен байланысты жүріп, жалпы
тасымалдау процестерінің сипатына едәуір ықпалын тигізеді. Мысалы, бұл
айтылған процестер негізінен табиғи лай шикізаттарынан әр түрлі мақсатта
дайындалатын керамикалық материалдар мен бұйымдар технологиясында үлкен
роль атқарады [1,2].
Бұл ғылыми мақалада керамикалық материалдардың, яғни табиғи
шикізаттан жасалған пластина пішіндес үлгілердің кристалдық байланыстағы
судан арылуы кезіндегі массатасымалдау процестерінің динамикасын сандық
тұрғыдан үлгілеп зерттеу нәтижелері келтірілген. Жалпы жағдайда бойында
фазалық (химиялық) түрленулер жүріп жатқан жазық үлгідегі массатасымалдау
процесінің матеметикалық моделін мынандай дифференциялдық теңдеу түрінде
беруге болады [3]:
(1)

мұндағы u- байланыстағы заттың салыстырмалы массасы; τ- уақыт;
- массаны тасымалдаудың потенциал өткізгіштігі; -
термоградиентті коэфициент; t-температура.
Керамикалық материалдарды жылулық өңдеу кезінде жүретін физикалық,
химиялық процестер күрделі әрі қайтымсыз. Күйдіру кезінде керамикалық
материалдың бойында жүретін осы химиялық , физикалық өзгерістермен қатар,
жылу және масса алмасу процесстерінің сипаты негізінен шикізаттың
табиғатына тікелей байланысты болады. Мысалы, лай минералдарын қыздыру
кезінде өтетін өзгерістер негізінен олардың құрамындағы негізгі
компоненттер лай минералдарының түріне байланысты каолинитті, монотермитті,
монтмориллонитті, гидрослюдалы т.б. болып бірнеше түрге бөлінеді. Дегенмен
олардың бәріне ортақ, бірақ әртүрлі температуралар аймағында өтетін
процестер белгілі: мысалы шикі бұйымдарды қыздыру барысында 1000С
температура маңайында оның бойындағы физикалық байланыстары су буға айналып
ұшып шығады. Ал 450-5000С және одан жоғары температуралар айналасында
кристалдық (химиялық) байланыстағы су ыдырап, бөлініп шыға бастайды.
Монтмориллонитті лай шикізатының басқалардан бір ерекшелігі 180-2500С
температура маңайында ондағы жазықаралық су бөлініп шығады. Сонымен қатар
бұл шикізаттардың құрамында карбонаттық қосылыстар (Mg CO3,Ca CO3) болған
жағдайда белгілі температуралар аймағында (Mg CO3-400-5000С, Ca CO3-890-900
0С) олардың диссоциациясы , яғни ыдырауы жүреді. Осы аталған өзгерістердің
барлығы да жылуды жұту арқылы (эндотермиялық эффект) және масса алмасу
процестерімен байланысты жүреді. Бұл өз ретінде керамикалық материалдарды
күйдіру кезінде жүретін стационарлық емес жылу өткізгіштік процестерін одан
сайын күрделендіре түседі. Лай материалдарын күйдіру барысында
экзотермиялық эффектілер де байқалады. Мысалы, жоғарғы температураларда
(9000-10000С одан да жоғары) лай материалдарының кристалдық решеткаларының
құрылымын өзгерту нәтижесінде, сондай-ақ лай шикізатының немесе шихта
құрамындағы органикалық қоспалардың жануы барысында осындай құбылыстар
байқалады. Бұлардың екеуі де белгілі бір жылу мөлшерін бөлу арқылы жүреді
де , ал масса алмасу тек жану процестеріне ғана байланысты жүреді [2,3].

Қарастырылған жағдайлар, зерттеліп отырған керамикалық үлгі-
пластиналардағы (диффузиялық) физика-химиялық процестер изотермиялық
жағдайға жатады. Ал, диффузияның эффективті коэффициентінің температураға
тәуелді өзгеруі мынадай болады:

(2)
-берілген процес үшін тұрақты шама;
Е-активациялық энергия;
R-газ тұрақтысы;
T-температура.
Есептеу жұмыстарын жүргізуде керамикалық бұйымдарды күйдіру барысында
тәжірибе жүзінде анықталған диффузиялық коэффициенттердің мәндері
пайдаланылды. Зерттеліп отырған лай үлгілері үшін:
; Е=90000 Джмоль;
(3)
мәндерін біле отырып, (2) теңдеуі бойынша белгілі температурадағы
эффективті диффузиялық коэффициенттерін тауып алуға болады.Белгілі
температурада өтетін дегидратация процестерінің диффузиялық
коэффициентінің мәнін анықтай аламыз.
Сандық зерттеулер жүргізу үшін массатасымалдау теңдеуінің эффективті
потенциалөткізгіштік коэффициент арқылы жазылған түрінің [4-6]:
.
(4)

анық айырымдық схемасы алгоритм ретінде қолданылды. Бұл анық айырымдық
схеманы (4) теңдеудегі дербес туындыларды жуықтап шектік айырымдармен
ауыстыру арқылы былай жазамыз [3,5,6]:
, (5)
мұндағы: -координата бойынша қадам; -уақыт бойынша қадам; ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Полифазалық үлгілердегі стационарлық емес жылуөткізгіштік процестерін есептеу тәжірибелері арқылы зерттеу
Эндотермиялық эффектілерге байланысты жүретін жылуөткізгіштік процестерін сандық тұрғыдан үлгілеп зерттеу
Суларды бояғыштардан тазалаудың мембраналық аппараттын жасау
Құрамында отын бөлшектері бар жазық үлгілердегі күрделі жылуөткізгіштік процестерін есептеу тәжірибелері арқылы зерттеу
Мерзімді басылым - журнал өнімін шығаратын баспахана
Қисық сызықты бет бойымен таралатын ағыстардың аэродинамикасы зерттеуге арналған жұмыстарға қысқаша шолу
Массатасымалдау
Функцияларды енгізу терезесі
Электр өрiсi
Дөңгелек қуыстың маңайындағы серпімдіпластикалық ағысын есептеу
Пәндер