Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 3.

Шокин Г. О. и др. К вопросу о совершенствовании математической модели процесса пиролиза. и измеряли температуру в слоях топлива в зависимости от длительности процесса охлаждения. Коэффициент теплопроводности определяли из уравнения теплопроводности ^ дТ ч д2т с . р . _ = (1) ді дх где С-р - объемная теплоемкость смеси "вода - опилки", Дж/(м3 К); T - температура опилок, К; т - время, с; х - координата, отсчитываемая от нижней границы опилок в сторону генератора ИК-излучения, м. Коэффициент потенциалопроводности влагопереноса (коэффициент диффузии) влаги в слое топлива Du, м2/с, определяли экспериментально на основе уравнения диффузии dU d2U д і ~ U ' дх2 ’ где U - относительная влажность опилок, доли единицы. Для этого определяли влажности слоев топлива на уровнях В, С, Н (рис. 3) при свободном поднятии влаги по слою опилок: опилки без предварительного увлажнения (относительной влажностью от 3 до 5 %) массой 1,5 кг засыпали в емкость, в которую предварительно наливали 1 дм3 воды (температура воды 20 ± 1°), смесь опилок и воды не перемешивали, после чего определяли относительную влажность верхнего, среднего и нижнего слоев топлива каждый час в течение трех часов подряд. Коэффициент диффузии рассчитывали решением обратной задачи по уравнению 2. Коэффициент потенциалопроводности термовлагопереноса (термодиффузии) Dt, м2/(с К), определяли с учетом конденсации "избыточной влаги" под фальш-дном, поступающей в слой топлива в процессе дымообразования, расчетным путем из формулы д и ^ д2и , ------- Dr/ ----- -- - Дм D = ^ г ---------^ , (3) ' д2Т дх2 где Ди - доли единицы/с. Расчет коэффициентов дифференциальных уравнений осуществляли в программном пакете MathCAD. При моделировании процесса дымогенерации в аппарате непрерывного действия экспериментально определяли ТФХ тонкого слоя опилок (толщина слоя опилок 15 ± 1 мм), а именно: коэффициент теплопроводности X, Вт/(мК), объемную теплоемкость (С-р), Дж/(м3 К), коэффициент температуропроводности, а, м2/с, разработанн^ім способом (Способ..., 2017), в основе которого метод импульсного теплового контроля. Способ реализуется на специальном лабораторном стенде (рис. 5), в состав которого входит лабораторный стол, специальный контейнер из диэлектрика, позволяющий формировать за счет подвижных стенок слои опилок различной толщины, и средства измерения - тепловизор (рис. 6) и пирометр (рис. 7). Характеристика использованных в работе средств измерения представлена в табл. 1. Таблица 1. Характеристика средств измерения Table 1. Characteristics of measuring instruments Характеристика Название прибора Пирометр Мегеон Электронный термометр Testo 735-1 Зонд К/Т (первичный преобразователь к электронному термометру) Тепловизор Testo 875-1i Диапазон контролируемых температур, °С от минус 50 до 550 от минус 20 до 800 от минус 200 до 1 370 от минус 20 до 280 Предел температурной чувствительности, °С 0,1 0,05 0,1 0,1 Погрешность измерения ±3 °С ±0,2 °С, или ±0,3 % ±0,3 °С ±2 °С, но не менее ±2 % Разрешение чувствительной матрицы, пикселей - 320x240 Температуру и относительную влажность воздуха в помещении, в котором производят измерения, контролируют общепринятыми средствами контроля - психрометром и термометром жидкостным (ГОСТ 284982). 2ГОСТ28498. Термометрыжидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методыиспытаний. М., 2007. 322