Определение параметров движущегося нормально распределенного поверхностного источника теплоты от плазмы электрической дуги для прогнозирования теплового состояния объекта (300,00 руб.)

Первый автор	Бирюков
Авторы	Хвостов А.А., Коновалов Д.А., Слюсарев М.И.
Страниц	8

ID	921151
Аннотация	Проанализирован подход к определению параметров движущегося источника теплоты в процессах термической обработки объектов для последующего прогнозирования тепловой обстановки. Показано, что в условиях термической обработки невозможно учесть все тепловые потоки, участвующие в передаче тепловой энергии от источника к объекту. Для их учета предложен интегральный показатель теплового потока в виде функции Гаусса, параметры которой ( максимальное значение теплового потока в центре пятна контакта и коэффициент сосредоточенности) определяются на основе данных тепловизионного контроля и математической модели процесса теплопереноса из условия минимального среднеквадратичного отклонения расчетных данных от экспериментальных. Математическая модель включает в себя трехмерную геометрическую модель объекта, нестационарное уравнение теплопроводности в сплошной среде с коэффициентами, зависящими от локальной температуры. Теплоты фазовых переходов учтены скачкообразным изменением теплоемкости в зоне теплового контакта. На внешней поверхности объекта задан сложный теплообмен с окружающей средой, включающий конвективный и лучистый механизмы. Подвод тепловой энергии от теплового источника задан поверхностной плотностью теплового потока, распределение которого находится в граничных условиях. Интегрирование уравнений математической модели выполнено методом конечных элементов с адаптивной сеткой, обеспечивающей сгущение элементов в области теплового контакта. Для иллюстрации применения предлагаемого подхода проведены вычислительный и натурный эксперименты. В качестве объекта выбрана стальная конструкция и плазма электрической дуги сварочного электрода — как тепловой источник. На объекте и его геометрической модели выделены контрольные линии, по которым осуществлялось сопоставление температур поверхности объекта, измеренных с помощью тепловизора и рассчитанных по математической модели. Предложенная методика, основанная на данных тепловизионного мониторинга зоны термической обработки и математической модели, задающей связь между температурными полями в объекте обработки и индуцирующим их движущимся распределенным тепловым потоком, позволяет идентифицировать параметры движущегося источника теплоты и прогнозировать термическую обстановку по объёму объекта.

Определение параметров движущегося нормально распределенного поверхностного источника теплоты от плазмы электрической дуги для прогнозирования теплового состояния объекта / М.И. Бирюков [и др.] // Вестник Московского энергетического института .— 2025 .— №1 .— С. 92-99 .— URL: https://rucont.ru/efd/921151 (дата обращения: 22.04.2025)