Рост давления в плоском канале при замерзании теплоносителя
Авторы: Товарных Г.Н.
Опубликовано в выпуске: #5(41)/2015
DOI: 10.18698/2308-6033-2015-5-1396
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Наземные комплексы, стартовое оборудование, эксплуатация летательных аппаратов
В статье рассмотрена задача об изменении давления, действующего на стенки плоского канала прямоугольного сечения при замерзании жидкости, которой он заполнен. Предполагается, что при замерзании жидкости из-за разности плотностей твердой и жидкой фаз изменяется объем, который она занимает в щели, и под действием разности давлений между внешней средой и внутренней областью происходит деформация стенок канала. При допущении о несжимаемости твердой и жидкой фаз изменение объема внутренней области канала в результате деформации ограждающих стенок приравнивается к изменению объема жидкости за счет изменения агрегатного состояния. Предполагается, что замерзание происходит в верхней части канала, температура жидкости постоянна и равна температуре кристаллизации, а граница раздела твердой и жидкой фаз является плоской. Боковые стенки и дно считаются теплоизолированными и абсолютно жесткими. Для определения давления, которое действует на стенки плоского канала прямоугольного сечения при замерзании жидкости, заполняющей канал, получены аналитические выражения.
Литература
[1] Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. Москва, Наука, 1966, 635 с.
[2] Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Москва, Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999, 592 с.
[3] Колотилин А.Н., Матченко О.Н. Построение самосогласованной теории тонких пластин. Известия ТулГУ. Серия: Строительные материалы, конструкции и сооружения, 2004, вып. 6, с. 53-62.
[4] Босаков С.В. К решению контактной задачи для круглой пластинки. Прикладная математика и механика, 2008, т. 72, № 1, с. 59-61.
[5] Каюк Я.Ф. О динамическом изгибе слоистых пластин. Прикладная механика, 2009, т. 45, № 4, с. 133-144.
[6] Мейрманов А.М. Задача Стефана. Новосибирск, Наука, 1986, 239 с.
[7] Парфентьева Н.А., Самарин О.Д. О колебаниях фронта промерзания в ограждениях и численном моделировании задачи Стефана. Строительные материалы, оборудование, технологии, 2002, т. ХХ1, № 11, с. 46-47.
[8] Кувыркин Г.Н., Ломохова А.В. Математическое моделирование процесса кристаллизации в установках для выращивания монокристаллов. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2007, № 4, с. 37-44.
[9] Крылов Д.А., Мельникова Ю.С. Математическое моделирование распределения температурных полей в криолитозоне. Студенческий научный вестник. Сб. ст. Четвертой науч.-техн. выставки "Политехника". Москва, Издательство МгТу им. Н.Э. Баумана, 2009, с. 94-97.
[10] Крылов Д.А., Сидняев Н.И. Метод расчета массовой кристаллизации многофазных реологических сред. Материалы Четвертой конф. геокриологов России. МГУ им. М.В. Ломоносова, 7-9 июня 2011. Т. 1, ч. 1. Физико-химия, теплофизика и механика мерзлых пород. Москва, Университетская книга, 2011, с. 129-136.
[11] Товарных Г.Н. Рост давления в плоской щели при замерзании теплоносителя. Инженерный вестник: электронный научно-технический журнал, 2014, № 11. URL: http://engjoumal.ru/issues