Про розрахунок температури самозігрівання сировини в циліндричних ємностях
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2021.25.021Ключові слова:
циліндрична ємність, температурне поле, стрижньовий осередок самозігрівання, ряд Фур’є-Бесселя, ідентифікація параметрів осередку, прогноз приросту температури в часіАнотація
Розглянуто температурне поле органічної сировини в циліндричному силосі за наявності в ньому стрижньового осередку самозігрівання кругового поперечного перерізу. Аналітичний розв’язок нестаціонарної задачі теплопровідності виражено рядом Фур’є-Бесселя, при різних варіантах розподілу термоджерел в осередку самозігрівання. Показано, що рівномірний розподіл (однорідний осередок) дає найбільш швидкий приріст температури. Проаналізовано збіжність ряду, яким описано температурне поле. Встановлено, що збіжність поліпшується з плином часу, але вона дуже повільна на початку процесу самозігрівання. Запропоновано спосіб прискорення збіжності розв’язків задачі для окремих варіантів розподілу термоджерел. Побудовано графіки для ідентифікації радіуса осередку й подальшого визначення інтенсивності теплоджерел у ньому, при трьох варіантах їх розподілу. Ідентифікація ґрунтується на експериментальному вимірюванні приросту температур у центрі осередку за вибраний час. Це обмежує можливості методу, бо при великих розмірах осередку приріст температури в його центрі стає лінійним, як у необмеженому тілі з рівномірним розподілом термоджерел. Тому побудовані графіки втрачають сепарабельність великих розмірів осередку. Наведено приклади ідентифікації з використанням графіків. Показана можливість розрахункового прогнозу розвитку температури самозігрівання після проведення ідентифікації. Одержаний аналітичний розв’язок нестаціонарної задачі теплопровідності в поєднанні з експериментальним вимірюванням температури в центрі осередку самозігрівання дає змогу визначити параметри внутрішнього локалізованого термоджерела й провести прогноз розвитку температури самозігрівання.
Посилання
Abramov, Yu. A., & Kirochkin, A. Yu. (2000). Matematicheslie modeli teplovyikh polei nasyipi rastitelnogo syirya s uchetom temperaturyi okruzhayushchey sredyi. Pozharovzryivobezopasnost, 3, 21–27. [in Russian].
Abramov, Yu. A., Kirochkin, A. Yu., & Otkidach, D. N. (1999). Mtematicheskaya model teplovogo polya zernovoy nasyipi. Pozharovzriyvobezopasnost, 2, 25–29. [in Russian].
Abramovits, M., & Stigan, I. (1979). Spravochnik po spetsyialnyim funktsyiam (s formulami, grafikami i matematicheskimi tablitsami). Moscow: Nauka. [in Russian].
Alboshchiy, V. M. (2000). Razrabotka metodov a sredst pozharnoy bezopasnosti khranilishch rastitelnogo syirya. (Candidate’s thesis). Kharkov. [in Russian].
Degtyarev, A. G., & Vogman, L. P. (1999). Opticheskiy sposob obnaruzheniya samovozgoraniya i goreniya v khranilishchakh selskokhozaystvennogo syisya.Pozharovzryivobezopasnost, 6, 37–41. [in Russian].
Eremenko, S. A., & Olshanskiy, V. P. (2003). Zadachi nestatsyionarnoi teploprovodnosti pri samonagrevanii syisya plastovyimi ochagami. Kharkov: KhNADU. [in Russian].
Gorshkov, V. I., Korolchenko, I. A., Kazakov, A. V., & Sokolov, D. N. (2007). Opredeleniye vremeni induktsyii pri ochagovom samovozgoranii materialov. Pozharnaya bezopasnost, 1, 66–70. [in Russian].
Gradshtein, I. S., & Ryzhik, I. M. (1962). Tablitsy integrallov sum, ryadov i proizvedeniy.. Moscow: Fizmatgiz.
Kirochkin, A. Yu., & Abramov, Yu. A. (2000). Raspredeleniye temperaturyi v gnezdovom organicheskom veshchestve. Problemyi pozharobezopasnosti, 7, 106–111. [in Russian].
Krisa, I. A., & Olshanskiy, V. P. (2003). Statsyionarnyi temperaturnyie polia pri nagrevanii rastitelnogo syirya. Kiev: Pozhinformtechnika. [in Russian].
Larin, A. N., Olshanskiy, V. P., & Trigub, V. V. (2003). Zadachi nestatsyionarnoy teploprovodnosti pri samonagrevanii syisia gnezdovyimi ochagami. Kharkov: KhNADU. [in Russian].
Olshanskii, V. P. (2001). Temperature field of bedded self-heating of a bankin a silo. Combustion, Explossion, and Shock Waves, 37 (1), 53–56.
Olshanskii, V. P. (2002). Temperature field of clusterself-heating of a bankin a silo. Combustion, Explossion, and Shock Waves, 38 (6), 728–732.
Olshanskiy, V. P., & Trigub, V. V. (2000). K raschetu temperaturyi samonagrevaniya rastitelnogo syirya gnezdovyim sfericheskim ochagom. Vestnikn KhGPU. Novyie resheniya v sovremennyikh tekhnologiyakh, 118, 43–45. [in Russian].
Orlikova, V. P., & Volynets, V. V. (2019). Izuchenie ochagov samovozgoraniya organicheskikh veshchestv. Pozharnaya bezopasnost:problemyi, puti sovershenstvovaniya, 2 (3), 169–177. [in Russian].
Sokolov, D. N. (2017). Otsnka vozmozhnosti samovozgoraniya syirya v silosakh elevator. Innovatsyinnyie tekhnologii proizvodstva i khraneniya materialnyikh tsennostey dlya gosudarstvennyikh nuzhd., 7, 284–287. [in Russian].
Sukhareva, A. R., & Shukhanov, S. N. (2018). Sostoyanie voprosa samonagrevaniya khlebnoy massyi v skirdakh. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo unuversuteta, 3 (71), 165–166. [in Russian].
Vogman, L. P., Gorshkov, V. I., & Degtyarev, A. G. (1993). Pozharnaya bezopasnost elevatorov. Moscow: Stroyizdat. [in Russian].
Yanke, E., Emde, F., & Lesh, F. (1977). Sppetsyialnyie funktsii. Moscow: Nauka. [in Russian].
