Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное

образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет»


13.04.01 – Теплоэнергетика и

теплотехника

Тема магистерской диссертации:
«Численное исследование температурных полей в полимерно-металлических изделиях с учетом твердофазных переходов»

Автор работы: Полковников Дмитрий Владимирович

Научный руководитель: к.т.н., доцент Никулин Сергей Сергеевич



Тамбов 2019

влияния твердофазных переходов в полимерном слое на термограммы.
АКТУАЛЬНОСТЬ
Совершенствование известных, создание

новых эффективных методов и средств определения ТФС полимеров востребованы и являются актуальными из-за большого разнообразия стальных изделий с полимерными покрытиями.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА
1. Выбраны измерительная и тепловая схемы метода НК полимерно-металлических изделий с учетом твердофазных переходов в полимере.
2. Численно исследовано распространение тепла в полимерно-металлических изделиях от действия круглого плоского источника тепла постоянной мощности с учетом твердофазных переходов в полимере.
3. Изучена возможность неразрушающего определения теплопроводности покрытия исследованным методом НК.

На металлической пластине с низкотеплопроводным покрытием толщиной h1 расположен

измерительный зонд (ИЗ), включающий в себя плоский круглый нагреватель (Н), теплоизолирующую подложку и термоприёмники (ТП1, ТП2).

5

ячейка; 2 – корпус;
3 – основание; 4 – теплоизолятор;
5

– нагреватель, 6 – микротермопары;
7 – разъём; 8 – пружина;
9 – крышка корпуса;
10 – крышка измерительной ячейки.

6

4 мм; h1 = 2 мм; h2 = 6 мм;

τ = 60 c

Рис. 1– Вводим граничные условия

Рис. 2– Свойства метки блока «Полипропилен»

7

поле и изотермы (τ=60с.)
Рис. 2б) – Температурное поле и

векторы теплового потока (τ = 60 с. )

8

системы
Рис. 2– Термограмма на оси нагревателя в слое полимера:
вблизи границы

раздела подложка зонда ‒ полимерное покрытие (1); в слое покрытия (2-5); в вблизи границы раздела покрытие – металл (6).
.

y

T, °C

2– Зависимость теплоёмкости полиэтилена от температуры

2 – на расстоянии 0,4 мм от нагревателя; 3 –

на расстоянии 0,8 мм от нагревателя; 4 – на расстоянии 1,2 мм от нагревателя; 5 – на расстоянии 1,6 мм от нагревателя; 6 – на расстоянии 1,99 мм от нагревателя.
Рис. – Термограммы в точках контроля в полипропилене на оси нагревателя.

2 – на расстоянии 0,4 мм от нагревателя; 3 –

на расстоянии 0,8 мм от нагревателя; 4 – на расстоянии 1,2 мм от нагревателя; 5 – на расстоянии 1,6 мм от нагревателя; 6 – на расстоянии 1,99 мм от нагревателя.
Рис. – Термограммы в точках контроля в полиэтилене на оси нагревателя.

основаниях.

2. Выбрана измерительная схема метода неразрушающего определения твердофазного перехода полимерных

покрытий из ППР, ПЭ, ПТФЭ, ПВДФ на изделии из стали Ст3. Предложено использовать круглый плоский источник тепла постоянной мощности, встроенный в измерительный зонд.

3. Проведены численные исследования методом конечных элементов на предмет определения возможности регистрации рассматриваемым методом твердофазных переходов в полимерных покрытиях с различными теплофизическими свойствами. Наличие твердофазных переходов вносит незначительные изменения в температурное поле.

106
Тамбовский государственный технический университет
Кафедра – Энергообеспечение предприятий и теплотехника Тел.: 8

(4752) 68 04 48
e-mail: teplotehnika@nnn.tstu.ru