Стационарного теплового
Температура поверхности свободно горящей жидкости близка или немного ниже ее температуры кипения. Смеси жидкостей, такие как бензин, керосин и дизельное топливо, не имеют фиксированной температуры кипения, и легкие летучие продукты этих смесей выгорают первыми. Поэтому температура поверхности увеличивается по мере того, как оставшаяся жидкая фаза смеси становится менее летучей. Опасность, связанная с некоторыми смесями углеводородных горючих (особенно сырой нефти), состоит в образовании прогретого слоя [79]. В таких случаях распределение температуры, характерное для стационарного состояния, аналогичное тому, которое показано на рис. 5.5, не устанавливается.
(см. рис. 6.4, б). Если реагирующая система в состоянии достигнуть стационарного состояния, аналогичного точке PI на рис. 6.1 и 6.5, в таком случае уравнение (6.9) будет иметь решение при (9T/9t) = 0.
Формула (6.33) применима к условиям температуры воспламенения для стационарного состояния [т. е. S = 0 в формуле (6.18) ]. Кроме того, принимается, что Lv = ФДНс,тем самым предлагается единственное средство, с помощью которого можно оценить Ф, именно в таком виде оно было использовано в работах [325], [378]. Если горение является стехиометрическим, в таком случае принимается значение Ф = 0,45 на
При воздействии лучистого (или конвективного) теплового потока на горючее твердое тело температура поверхности будет увеличиваться, так что в конце концов будет достигнута температура стационарного состояния (состояния теплового баланса). Это значение может быть подсчитано на основе элементарных расчетов теплообмена, если принять, что материал инертен и учесть в расчете теплообвод. Тогда для оценки предельной скорости распространения пламени V2 можно воспользоваться формулами (7.6) и (7.7) при данном тепловом потоке с учетом того, что известна Тр (температура пиролиза) и скорость распространения пламени У\ при соответствующей температуре горючего Tj . Таким образом, для толстого слоя горючего
К настоящему времени создан ряд реализованных на ЭВМ математических моделей, с помощью которых можно рассчитать движение дыма внутри многоэтажных зданий [123], [169]. Эти модели основаны на режиме движения воздушных масс через здание, который обусловлен перепадами давления стационарного состояния, сформированными под действием четырех факторов, выделенных в разд. 11.2.1. В конце концов, все модели относятся к небольшому пожару, который не создает значительного потока выделявшихся газов, выходящих из помещения, где возник пожар. Кроме того, принимается, что рассеивание носит мгновенный характер, т. е. в любой области пространства не происходит расслоение масс дыма. И хотя это может представляться серьезным недостатком этих моделей, расчеты воздушных потоков, основанные на распределении давления, которое соответствует стационарному состоянию и принятым путям утечки газов, представляются вполне удовлетворительными с точки зрения близости результатов, полученных с помощью численных моделей, и данных, полученных как при маломасштабных, так и крупномасштабных испытаниях.
Область Х\—Хг—это область гомеостаза. Часть этой области с относительно постоянной функцией называется гомеостатическим плато. Оно, как правило, более выпукло у биологических объектов низшего иерархического уровня. Кроме того, это плато в действительности представляет собой несколько «размытую» область, так как оптимальные параметры биологического объекта (Y) не строго постоянны во времени, а колеблются в определенных пределах. Вне области Х\—Xi происходит нарушение гомеостаза, т.е. резкое изменение значений Y. Находящиеся внутри области Х\—Х2 значение Хд — это значение X, характерное для нормального функционирования объекта. Значения Х\ и Xi называются критическими (пороговыми) значениями X. Область гомеостаза — это область отрицательной обратной связи, так как организм работает в сторону возвращения системы в исходное (стационарное) состояние. При сильных нарушениях гомеостаза объект может перейти в область положительной обратной связи, когда изменения, вызванные воздействием вредных веществ, могут стать необратимыми, и объект все дальше и дальше будет отклоняться от стационарного состояния.
Характер пожаров разлитии может изменяться во времени. Вероятно, можно выделить индукционный период, в течение которого скорость горения увеличивается по мере того, как возрастающая интенсивность теплового излучения повышает скорость испарения, и стационарный период, при котором достигается равновесие. При относительно химически чистом пожаре через некоторое время после достижения стационарного состояния происходит затухание пожара, так как топливо истощается. В тех случаях, когда разлитие образуется на наклонной поверхности, например в углублении в земле, его площадь уменьшается и интенсивность теплового излучения падает.
Возникновение порядка, согласно второму закону термодинамики, может иметь место только в открытой системе. Поведение системы, кроме того, должно быть существенно нелинейным. Процесс самоорганизации в такой системе сопровождается неустойчивостью траектории стационарного состояния, термодинамической ветви, соответствующей поведению типа термодинамического равновесия. Помимо этой неустойчивости первоначально однородная система имеет возможность прийти в некоторое упорядоченное состояние — диссипативную структуру [252]. Как для химических, так и биохимических реакций имеются экспериментальные данные об образовании диссипативных структур.
6.2. Устойчивость стационарного состояния
Чтобы исследовать устойчивость стационарного состояния, представим X и У в виде суммы
которые описывают поведение малых отклонений численности популяции от стационарного состояния. Исключая у, получим хорошо известное уравнение
Тепловые потери (Вт) в условиях стационарного теплового потока в многослойной плоской перегородке
Необходимо помнить, что теплообмен излучением является двухсторонним процессом. Это означает, что не только тело, воспринимающее лучистый тепловой поток, излучает тепло, но и излучающая по-поверхность воспринимает тепловое излучение от окружающих предметов, в том числе и от приемника излучения, причем вклад последнего увеличивается по мере роста его температуры. Лучше всего это можно проиллюстрировать на примере. Рассмотрим вертикально расположенную стальную пластину в форме квадрата со стороной 1 м, которая нагревается изнутри с помощью электрических тепловыделяющих элементов мощностью 50 кВт (рис. 2.29, а). Конечная температура пластины Тр может быть рассчитана с помощью уравнения стационарного теплового баланса:
Найдем распределение температуры по сечению реактора (в данном упрощенном представлении), для чего решим уравнение теплопроводности при равномерном распределении источников тепла в цилиндрическом реакторе. В цилиндрической системе координат для стационарного теплового режима оно имеет вид
Основные положения тепловой теории пределов поджигания горючей газовой среды нагретыми телами были установлены Я. Б. Зельдовичем [282] на основе анализа уравнения теплопроводности для этого процесса. Необходимо установить предельные условия существования стационарного теплового режима. Уравнение теплопроводности будет отличаться от аналогичного уравнения для дефлаграции (3.42) отсутствием конвективного слагаемого, поскольку нет потока горючей среды вдоль направления переноса тепла (теплопроводность считаем постоянной):
Для простоты рассмотрим стационарное распределение температуры во взрывчатой газовой среде вблизи бесконечной плоскости, где температура равна Тг, вдоль нормальной к плоскости координаты х (рис. 87). Теплота реакции может отводиться из зоны,, примыкающей к поджигающей поверхности, в бесконечное пространство, заполненное взрывчатой средой с температурой Г0, распределение температуры описывает кривая 1. Очевидно, что условия теплоотвода из зоны реакции здесь гораздо благоприятнее, чем при самовоспламенении внутри нагретого сосуда, где тепло-могло отводиться только в его стенки. Поэтому переход к нестационарному тепловому режиму в нагретом сосуде становится возможным, когда его температура много меньше критической температуры стенки, поджигающей холодный газ. Критическое для перехода от стационарного теплового режима к нестационарному значение Тг мы будем называть температурой поджигания Ts.
Для неустановившегося теплообмена значения а приближенно приняты равными половине значения для стационарного теплового режима.
Тепловые потери Q, Вт, в условиях стационарного теплового потока в многослойной плоской теплоизоляции
Футеровка горна и лещади постоянно подвергается комплексному агрессивному воздействию расплава чугуна и шлака (горн), а также газов, щелочей и цинка при температуре, достигающей 1800 °С и выше, значительному ферростатическому давлению жидкого чугуна. В конструкции горна можно выделить фурменную зону, металлоприемник и зону чугунных леток, различающиеся по условиям службы огнеупоров. Колебания теплового состояния металлоприемника приводят к возникновению термических напряжений в футеровке горна и лещади, которые нарастают и реализуются в период установления стационарного теплового режима. Объемные изменения в футеровке, вызываемые химическими (насыщение соединениями щелочей и цинка) и физическими (постепенный разгар лещади) факторами, наблюдаются на протяжении всей кампании печи.
Термические напряжения в кладке горна и лещади возрастают и реализуются в процессе установления стационарного теплового режима, который в углеродистой кладке горна наступает через 12—15 сут, в цельноуглеро-дистой кладке лещади через 20—30 сут, в комбинированной кладке лещади через 3—5 мес. В этот период создаются условия, способствующие разрушительному воздействию на футеровку химических и физических факторов.
Рекуператор представляет собой тегоюобменный аппарат, работающий в условиях стационарного теплового режима, когда тепло постоянно передается от остывающих дымовых газов к нагреваемому воздуху или газу через разделительную стенку.
 Читайте далее:
 Средствами автоматики
Средствами необходимыми
Средствами противопожарной
Сопротивление материала
Средствам пожаротушения
Средством предупреждения
Стабилизатора напряжения
Северного полушария
Стационарных электростанций
Стационарных передвижных
Стационарными лестницами
Стационарными средствами
Стационарной детонации
Стационарного освещения
Стационарно установленных
|
