ІНФОРМАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ПЕРЕНЕСЕННЯ В ГЕТЕРОГЕННИХ СЕРЕДОВИЩАХ



Стаття | Article    

Download

Здійснено дослідження провідності у зернистому середовищі для процесу переносу теплоти. Запропоновано інформаційні моделі перенесення в гетерогенних середовищах у вигляді двох взаємопроникних полімерних сіток. Теплопровідність середовища визначали за інтегральною характеристикою структур першого та другого порядку його моделі.

Ключові слова: гетерогенні матеріали, проводимість, інтегральна характеристика.

Прокопович І. В.

д.т.н., доц. каф. технологій та управління ливарними процесами

Духаніна М. О.

ст. викладач каф. інформаційних технологій проектування в машинобудуванні

Добровольська В. В.

аспірант каф. нафтогазового та хімічного машинобудування

Дадерко О.І.

аспірант кафедри нафтогазового та хімічного машинобудування

Олех Г.С.

аспірант кафедри нафтогазового та хімічного машинобудування

Кошулян С.В.

аспірант кафедри нафтогазового та хімічного машинобудування

Одеський національній політехнічний університет

Україна, Одеса

Information modeling of transfer processes in heterogeneous environments

Conductivity in a granular medium for the heat transfer process is studied. Information transport models in heterogeneous media in the form of two interpenetrating polymer networks are proposed. The thermal conductivity of the medium was determined from the integral characteristic of the structures of the first and second order of the model.

Keywords: heterogeneousmaterials, conductivity, an integral characteristic.

Prokopovich I.

Dukhanina M.

Dobrovolska V.

Saukh I.

Daderko O.

Koshulyan S.

Значна частина сучасних машинобудівних деталей виробляється з гетерогенних матеріалів (системи, які складаються з малих однорідних областей (компонентів), розграничених поверхнями розподілу), деякі властивості яких (наприклад, характеристики проникнення) не можуть бути із відповідною точністю обчислені як інтегральна характеристика матеріалів, які входять до композиту в цілому [1 – 2]. Тому проблема пошуку більш точних моделей такого обчислення є вельми актуальною задачею.

Характерною особливістю зернистих систем є безперервний контакт між зернами, або, іншими словами, існування при будь-яких значеннях пористості нескінченного кластера. Зернисті матеріали можна розділити на два класи: монодисперсні, зернисті матеріали з близькими за розміром (ізомерними) частками і полідисперсні зернисті системи, розміри зерен яких відрізняються більш, ніж на порядок.

Дослідження процесу перенесення в зернистих матеріалах проводиться давно і запропоновано різні моделі і методи розрахунку коефіцієнта провідності. Найбільш повний опис структури таких матеріалів наведено в [3 – 4], де запропоновано дві схеми розрахунку теплопровідності зернистої системи.

У цих схемах зернисті структури розглядаються у вигляді двох взаємопроникних полімерних сіток: каркасу, утвореного хаотичною, але відносно щільною системою, зерна якої постійно контактують (структура першого порядку) і просторової мережі більш великих порожнин, що пронизують каркас (структура другого порядку).

Визначення вигляду цієї функціональної залежності і являється задачею узагальненої теорії провідності.

Рішення системи рівнянь (1) – (3) для гетерогенної системи пов’язано з великими математичними труднощами і можливе для найпростіших структур. Тому звертаються до моделювання структури гетерогенної системи, а також до різноманітних математичних наближень. Більш ніж на століття вивчення фізичних властивостей гетерогенних систем було запропоновано велику різноманітність моделей і рівнянь для визначення Λ. При цьому для отримання нового результату використовувались різні методи рішення, які повторюють попередні або отриманий результат не має переваг в порівнянні з попередніми роботами.

Перелік посилань

$1.$ Bhatia, Sangeeta; John V Frangioni; Robert M Hoffman; A John Iafrate; Kornelia Polyak (10 July 2012). "The challenges posed by cancer heterogeneity". Nature Biotechnology. 30: 604–610. doi: 10.1038/nbt.2294.

$2.$ Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник: в 2 кн./ В. Г. Айнштейн, М. К. Захаров, Г. А. Носов и др.; Под ред.В. Г. Айнштейна. — М.: Логос; Высшая школа, 2003. — Кн. 2. — 872 с.

$3.$ Дульнев Г.Н, Новиков В.В. Процессы переноса в неоднородных средах. Санкт-Петербург: Энергоатомиздат, 1991.

$4.$ Олейник О.А., Иосифьян Г.А., Шамаев А.С. Математические задачи теории сильно неоднородных упругих сред МГУ, 1990 312 p. Russian djvu, 3155 KB 10.1KB/p. 300 dpi OCR

Jun 16, 2017