راهنمای نگارش مقاله درباره آنالیز و مدلسازی انتقال حرارت- فایل ۱۵ |
(۳‑۴)
(۳‑۵)
(۳‑۶)
که در این معادله؛ هدایت حرارتی در فاز جامد، ظرفیت حرارتی ویژه و ضریب انتشار سطح[۲۴۶] بوسیله متوسطهای وزنی ماده اصلی و ذغال تعیین میشود.[۹۲]
معادله یک بعد از بسط سه ترم اول و همچنین جایگزینی ظرفیت حرارتی ویژه و معادله پیوستگی[۲۴۷] و بازآرایی به فرم نهایی[۳۵, ۹۳] زیر تبدیل خواهد شد:
(۳‑۷)
(۳‑۸)
برای بدست آوردن توزیع حرارتی در هر نمونه بایست توسط سه معادله بقای انرژی و معادله سینتیکی آرنیوسی و معادله پیوستگی را به صورت همزمان حل کرد.
در معادله سینتیکی آرنیوسی سه پارامتر سینتیکی به صورت مجهول وجود دارد که باید از طریق روش ارائه شده توسط Friedman و آزمونTGA در سه نرخ گرمایش مختلف بدست آورد.
تعیین پارامترهای سینتیکی
همانطور که گفته شد، یکی از راههای توصیف پایداری حرارتی در مواد کامپوزیت استفاده از آنالیز TGA است؛ از این آزمون جهت بدست آوردن پارامترهای سینتیکی مانند انرژیهای اکتیواسیون، پارامترهای آرنیوسی متناوب[۲۴۸]، نرخ تجزیه[۲۴۹] و در برخی موارد به واکنش تجزیه مورد استفاده قرار میگیرد.
از این اطلاعات و دادههای بدست آمده میتوان برای پیشبینی پروفایلهای دمایی در جهت ضخامت قطعه در مجاورت آتش؛توسط مدلهای حرارتی؛ استفاده کرد.[۹۴]
همانطور که گفته شد واکنش پیرولیز در این پروژه تحت اتمسفر نیتروژن انجام میشود.
رفتار تجزیه تحت اتمسفر هوا متفاوت با رفتار همان ماده تحت شرایط و اتمسفر نیتروژن خواهد بود. تحت اتمسفر هوا واکنشهای اکسیداسیون نیز اتفاق میافتد. این امر بدان معناست که مکانیسم تجزیه با هم متفاوت بوده و خواص و ویژگیهای سینتیکی حاکم بر واکنش بصورت بالقوه با هم متفاوت است.[۹۵]
روشهای اندازهگیری براساس آنالیز حرارتی[۲۵۰]؛ گرماوزن سنجی[۲۵۱] و کالریمتری تفاضلی روبشی[۲۵۲]؛ از روشهای سریع و دقیقی هستند که براساس آنها میتوان سینتیکهای تخریب و دیگر واکنشها را تعیین کرد.
این امر بوسیله تبدیل دادههاو نمودارهای حاصله از آزمونهای فوق به پارامترهای سینتیکی، انرژی فعالسازی، مرتبه واکنش، ثابت سرعت و فاکتور پیش نمایی براساس قوانین سینتیکهای کلاسیک انجام میپذیرد.[۹۶]
مدل ریاضی که برای توصیف سینتیکهای سیستم تحت تغییرات شیمیایی بصورت معمول و تجزیه مواد جامد بر اساس سینتیک تک مرحلهای بکار برده میشود بوسیله معادله زیر نشان داده میشود[۹۷, ۹۸]:
(۳‑۹)
فرم در حال بارگذاری ...
[یکشنبه 1400-08-16] [ 06:26:00 ق.ظ ]
|