По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 691.3

Применение теории подобия при анализе процессов производстваи эксплуатации ячеистых бетонов

Т. В. Аниканова канд. техн. наук, доцент, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород
Ш. М. Рахимбаев д-р техн. наук, профессор, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород
А. С. Погромский старший преподаватель, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород

Для теплоизоляционных строительных материалов, особенно ячеистых, большую роль играют процессы переноса тепла в порах. Использование критериев подобия позволяет получить дополнительную информацию о процессах теплообмена, которые происходят в материале, что дает возможность прогнозировать и оптимизировать поровую структуру материала в процессе его производства и эксплуатации.

Литература:

Библиографический список

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1973. – 752 с.

2. Кухлинг Х. Справочник по физике: пер. с нем. Е.М. Лейкина. – М.: Мир, 1983. – 520 с.

3. Аниканова Т.В., Рахимбаев Ш.М. Пенобетоны для интенсивных технологий строительства: монография. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2015. – 128 с.

4. Аниканова Т.В. Теплоизоляционные пенобетоны с ускоренным схватыванием: дис. … канд. техн. наук. – Белгород, 2007. – 169 с.

5. Аниканова Т.В., Рахимбаев Ш.М., Погромский А.С. Влияние теплового пристенного слоя на теплопровод­ность пористых и зернистых материалов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2015. – № 4. – С. 42–46.

6. Аниканова Т.В., Рахимбаев Ш.М. О влиянии теплового пограничного слоя на теплотехнические характеристики строительных материалов // Чтения РААСН. Научные и инженерные проблемы строительно-технологической утилизации техногенных отходов. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2014. – С. 179–184.

7. Литовский Е.Я., Пучкелевич Н.А. Теплофизические свойства огнеупоров: справочное изд. – М.: Металлургия, 1982. – 152 с.

8. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизичиским свойствам газов и жидкостей. – М.: Физматгиз, 1963. – 708 с.

9. Цедерберг Н.Б. Теплопроводность газов и жидкостей. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. – 408 с.Статья подготовлена в рамках программы развития опорного университета на базе БГТУ им. В.Г. Шухова.

Первый вариант статьи был опубликован в журнале Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2017. – № 9. – С. 95–99.

Теория подобия широко применяется при расчете физических и физико-химических процессов. Критерии подобия являются мерами соотношения между параметрами, существенными для рассматриваемого процесса. Они обладают всеми свойствами инвариантов, так как безразмерны, могут изменять свое значение от точки к точке данной системы, но для сходственных точек подобных систем не зависят от относительных размеров натуры и модели. В силу безразмерности численные значения критериев подобия не зависят от применяемой системы единиц измерения [1].

Критерии подобия могут быть получены для любого процесса, если известны аналитические зависимости между характеризующими его величинами. Обычно это дифференциальные уравнения, описывающие процесс. Вместе с тем следует отметить, что один и тот же процесс, которому соответствует определенное дифференциальное уравнение, может быть интегрально описан при использовании различных систем критериев.

Критерии Грасгофа и Рэлея описывают процессы переноса в поле силы тяжести.

Критерий Грасгофа рассчитывается по уравнению

(1)

где g – ускорение свободного падения, м/с2; L – определяющий геометрический размер, м; β – коэффициент объемного теплового расширения газа, °К–1; Δt – разность температур, °К; ν – коэффициент кинематической вязкости, м2/с, который равен ; μ – коэффициент динамической вязкости, Па·с; ρ – плотность газа, кг/м3.

Критерий Gr представляет собой меру соотношения сил внутреннего трения (вязкости) и подъемной силы, определяемой разностью плотностей в различных точках неизотермического потока. Иными словами, он показывает отношение сил, вызывающих движение пузырька вверх, к силам внутреннего трения – вязкости, препятствующим этому.

Применительно к пенобетону и газобетону этот критерий характеризует стадию формирования поровой структуры. Числитель отражает силы, вызывающие рост диаметра пузырька, а знаменатель – силы внутреннего трения, препятствующие расширению. Расчет этого критерия позволяет сравнить формирование пузырька газа в пенобетоне и в газосиликате неавтоклавного твердения.

Для Цитирования:
Т. В. Аниканова, Ш. М. Рахимбаев, А. С. Погромский, Применение теории подобия при анализе процессов производстваи эксплуатации ячеистых бетонов. Строительство: новые технологии - новое оборудование. 2018;1-2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: