Регистрация / Вход
Прислать материал

Моделирование реактора горения для процесса СВС-измельчения с учетом упругих и термоупругих напряжений

ФИО
Турганов Зангар Талгатович
Электронная почта
731e4cc687384zangar.turganov@mail.ru
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
ФИО научного руководителя
д.ф-м.н. проф. Александр Моисеевич Столин, к.т.н Павел Михайлович Бажин
Академическая группа
МФХ-14-3
Наименование тезиса
Моделирование реактора горения для процесса СВС-измельчения с учетом упругих и термоупругих напряжений
Тезис

Математическое моделирование тепловых режимов СВС – компактирования позволяет определить поля температур в стенке реактора для различных режимов процесса. Входные (режимные) переменные модели – время задержки прессования t3; давление прессования P; параметрами – скорость Ur и температура Тг горения образца материала, толщина стенки реактора. Выходные переменные модели: температура на внутренней поверхности стенки реактора Тс к моменту времени, толщина пограничного слоя 51 стенки и эквивалентные напряжения, возникающие в стенке от температурных и механических воздействий. Величина 51 определяется заданным допустимым температурным перепадом в стенке, при котором изменения в материале реактора являются обратимыми, не приводят к потере механических свойств материала стенки [1].

Результаты математического  моделирования дают возможность как количественно, так и качественно оценить влияние входных переменных и параметров модели на изменение выходных переменных. Результатом исследования полей температур в стенке реактора является вывод о том, что в условиях кратковременных термических нагрузок процесс СВС является существенно нестационарным, а профиль температур в стенке – нелинейным. 

Методика расчета реактора включает следующие этапы: 1 этап. Выделяются три температурных интервала для выбранного конструкционного материала. 2 этап. Строится зависимость максимальной температуры на внутренней поверхности реактора от толщины стенки. 3 этап. Для рассчитанной 5с определяется распределение температуры в реакторе по радиусу T(r) для наиболее опасного среднего по высоте сечения. 4 этап. Выделяются допустимый и низкотемпературный интервалы. 5 этап. Расчет эквивалентных напряжений, возникающих в стенке реактора под влиянием термических и механических нагрузок и проверка условия прочности [1]. 

В частности, проведено математическое моделирования реактора горения для процесса СВС-измельчения с учетом термоупругих напряжений. Изучена нестационарность в программе Solid works Simulation. 

Установлено, что при проведении процесса СВС-измельчения необходимо рассчитывать толщину стенок реактора исходя из возникающих термоупругих напряжений. Проведенные анализы полученных расчетных данных показали, что оптимальная толщина стенки реактора составляет 30 мм, внутренний диаметр 21 мм, внешний диаметр 51 мм, высота 100 мм для материала стали 45Х.

Работа выполнена под руководством д.ф-м.н. проф. А.М. Столина и к.т.н П. М. Бажина.

Список использованных источников

  1. Общие принципы математического моделирования свс-технологий Столин А. М., Стельмах Л. С. // Черноголовка. – 2015. – С. 3 – 7.