Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1141597), страница 15

Файл №1141597 Диссертация (Пожарная опасность объектов социального назначения с использованием напольных покрытий-линолеумов) 15 страницаДиссертация (1141597) страница 152019-05-31СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Интегрированная модель термодеструкцииДля оптимального выбора совокупности решений применительно к оценкепожарной безопасности применения НП на объектах социального назначениянеобходимо построить математическую модель терморазложения. Для этоготребуется найти такие кинетические параметры термодеструкции материалов:энергию активации, предэкспоненциальный множитель; порядок реакции. В своюочередьэтопозволяеттерморазложенияипровестистрогуюспрогнозироватьоценкуповедениехарактераматериалов(процесса)вусловияхнестационарного тепломассообмена [140].Существует несколько известныхформулпридлянахожденияпараметровмоделированиипроцессатепломассообмена.Уравнение, учитывающее долю прореагировавшего образца (уравнение(4.1), неприменимо для разложения твердых тел:ddt   A1    e  E RT ,n(4.1)101где А-предэкпоненциальный множитель;α-доля прореагировавшего образца;n-порядок реакции.Маррей и Уайт [9] предложили уравнение (4.2) для нахождения n иЕ покривым ДТА: ln1   max   1  2 RTmax E ,(4.2)где α -доля прореагировавшего образца;Е-значение энергии активации.Киссинджер продифференцировал уравнение (4.2), введя дополнительныйпараметр – β- скорость нагрева и получил уравнение (4.3):d ln 2Tmax/ d T    E R ,1max(4.3)где β- скорость нагрева.Рид, использовав метод Киссинджера, для исследования разложенияхлористого фенилдиазония, получил расхождение данных с экспериментальнымирезультатами в 42 %.

Эти методы были признаны несостоятельными [18].Пилоян [85] разработал кинетический метод, который основан на уравнении(4.3) с заменой T  S d dt . Однако ошибка получаемого значения энергииактивации оказалась равной 15-20 %. Метод применим лишь в интервале степенейпревращения веществ от 0,05 до 0,8.Борхард и Даниэльс предложили уравнение (4.4), основанное на том, чтоскорость реакции при любой температуре зависит от наклона кривой dT dt ивысоты пика ∆T: dN dt  N 0 KAC p dT dt  KT ,(4.4)где N-число молей реагента.Рид и другие [9] сделали вывод, что метод Борхарда и Даниэльса можноиспользовать для количественного определения кинетических параметров притаких условиях моделирования лабораторного эксперимента: порядок реакцииотносится к одному компоненту; отсутствуют градиенты температур в образце,отсутствуют перекрывающиеся пики [111].

Указанные условия в принципе102делают метод неприменимым для исследования кинетики разложения твердыхтел, так как такие явления всегда присутствуют при деструкции твердых тел.Интегрированные модели, прогнозирующие пожароопасность с учетомдымообразования, в настоящее время не созданы, хотя дыми токсичныепродукты горения и термического разложения, выделяющиеся при пожаре,представляют собой однупогибающихнаиз главныхпожарах).Поэтомупричин гибели людей (до 80 %назреланеобходимостьсозданияматематической модели для исследования кинетики термодеструкции в твердыхтелах с учетом дымообразования. Методом математической формализацииособенностям процесса термодеструкции и дымообразования можно поставить всоответствие подходящие адекватные математические понятия: числа, функции,матрицы и так далее. Связи и соотношения, обнаруженные при изучении процессатермодеструции, можно записать с помощью математических уравнений.

Врезультате получается математическое описание изучаемого процесса, то есть егоматематическая модель[141].Температура Т с.в. и величина скорости потери массыобразца (dɳ/dt) определялись по кривым ТГ (термогравиметрическая кривая) иДТГА с помощью программного пакета Netzsch Proteus Analysis. Для сохранениянайденных значений использовались базы данных пакета Netzsch Proteus Analysis(рисунок 4.9).ДТГ /(%/мин)ДСК /(мВт/мг)экзо [1]ТГ /%Значение: 491.1 К, 99.35 %Пик: 661.5 К, -0.02 %/минЗначение: 650.0 К, -0.13 %/минНачало: 491.2 К100Значение: 491.1 К, -1.17 %/мин90Пик: 900.9 К, 0.14 %/мин0.0[1]2.0Пик: 980.4 К, -0.66 %/минПик: 726.0 К, -0.73 %/мин-0.5Пик: 527.0 К, -1.25 %/мин80Пик: 528.8 К, -1.26 %/мин1.5Пик: 527.8 К, -2.14 %/мин1.0-1.0-1.570-2.0600.5Пик: 556.7 К, -3.08 %/минЗначение: 491.1 К, 0.06792 мВт/мг5040[1] 00237_АТ_Pt_Ar_5K_1000.dsvТГДСКДТГ-3.00.0-3.5Пик: 501.6 К, -4.07 %/мин[1]-0.5400500600700800Температура /К90010001100-2.5-4.01200Рисунок 4.9-Образец интерфейса программы Netzsch Proteus при сохранениирезультатов эксперимента (образец «Акцент тимбер», скорость нагрева 5К/мин)103Программное средство Netzsch Proteus Analysis позволяет определитьтемпературные границы реакций путем определения пиков на кривых ТГ и ДТА,оценить при этом степень превращения вещества, скорость потери массы.С использованием модели терморазложения (система уравнений 3.1-3.9)нами были определены кинетические параметры термодеструкции вблизитемпературы самовоспламенения, результаты представлены в таблицах 4.15-4.17.Таблица 4.15-Кинетические параметры дымообразования напольного покрытия«Мода-602» на основе ПВХ при различных скоростях нагрева в атмосферевоздухаСкоростьнагрева,К/мин510152025Ed ,Дж/мольEd/RТс.в.,К1/Тс.в., К-177569,6278234,7478733,5878317,8880645,8933094109470942097007317537737817890,0013680,0013280,0012940,001280,001267Таблица 4.16-Кинетические параметры дымообразования напольного покрытия«Танго-4» на основе ПВХ при различных скоростях нагрева в атмосфере воздухаСкоростьнагрева,К/мин5Ed,Дж/мольEd/RТс.в.,К1/Тс.в., К-195611115007450,0013421093366112307650,0013071598604118607810,0012820100034120327970,0012552593117112008050,001242104Таблица 4.17- Кинетические параметры дымообразования напольного покрытия«Акцент тимбер» на основе ПВХ при различных скоростях нагрева в атмосферевоздухаСкоростьнагрева,К/мин510152025Ed,Дж/мольEd/RТс.в.,К1/Тс.в., К-1149818,28133689,12138012,4132358,88142003,1218020160801660015920170807898258498578650,0012670,0012120,0011780,0011670,001156С доверительной вероятностью 0,95 значение величины Edдля НП марки«Мода-602» находится в интервале (78,7±1,95) кДж/моль, а среднее значениевеличины К0равно (5,67 ±0,4)*109.С доверительной вероятностью 0,95 значение величины Edдля НП марки«Танго-4» находится в интервале (96,15±3,88) кДж/моль, а среднее значениевеличины К0равно (1,9 ±0,14)*103.С доверительной вероятностью 0,95 значение величины Edдля НП марки«Акцент тимбер» находится в интервале (136,516±5,49) кДж/моль, а среднеезначение величины К0равно (2,98±0,17)*107.

Значение порядка реакции у всехобразцов равно 2.Полученная математическая модель (система уравнений 3.1-3.9) длянахождения кинетических параметров деструкции НП на основе ПВХ может бытьиспользована при прогнозировании поведения материалов в условиях высокойтепловой нагрузки.Данныеполученныедлясмакрокинетическихиспользованиемпараметровматематической(таблицымодели,4.15-4.17),согласуютсяслитературными данными для процессов разложения поливинилхлорида [42].Этопозволяет объединить данные дериватографии и определения коэффициентадымообразованиясогласноГОСТ 12.1.044[76]вточкеусиленного105дымообразования,закоторуюпринятатемпературасамовоспламененияматериала.Математическая модель терморазложения согласуется с релаксационнымипредставлениями о процессе термодеструкции [12].

При увеличении скоростинагрева возрастает температура терморазложения. При увеличении частотывоздействия (при росте dɳ/dt) уменьшается промежуток времени для наступлениясостояния термодинамического равновесия.Зависимости Тс.в. от скорости нагрева dT/dt носят релаксационный характери аналогичны соответствующим зависимостям для процессов термодеструкции[59].Реакция дегидрохлорирования ПВХ независимо от состава газовой фазыначинается при температуре 200 °С, а максимальная скорость потеринаблюдается при t = 250 °С.

До температуры 280 °Смассывыделяется 90%содержащегося в ПВХ хлора, при этом на дериватограммефиксируетсяэндотермический эффект при 255 °С.В интервале температур 280-340 °Спротекают два процесса: заканчивается дегидрохлорирование ПВХ и начинаетсяпостепенный распадуглеводородного остатка. Выше температуры 340°Сразложение сопровождается окислением продуктов распада, что подтверждаетсяэкзотермическими эффектами при 425 и 500 °С. Температурные интервалыхарактерных точек для образцов линолеума представлены в таблицах 4.18-4.20.Термохимическиехарактеристикипроцессовразложенияпредставленывтаблицах 4.21-4.23.

Величины термогравиметрических характеристик при нагревепредставлены в таблицах 4.24-4.26.Таблица 4.18-Температурные интервалы характерных точек образца линолеума«Акцент тимбер»Характернаяточка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/минТн217,9227,8238,2240,1246,2Т10231,8238,3252254,3267,2Т20252,7254,2275,1272,3291,7Т50443,3331,3367,9350,2405,2106Таблица 4.19-Температурные интервалы характерных точек образца линолеума«Танго-4»Характернаяточка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/минТн263,6274,2284,2281,7316,2Т10264,2270,1290,9279,4305,7Т20285,8296312,3304,8326,9Т50424,8425,8459,9422,6459,9Таблица 4.20-Температурные интервалы характерных точек образца линолеума«Мода-602»Характернаяточка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/минТн249,7259,7270,6274,9276,1Т10261,7264,3276,2282,8293,6Т20278,1283,7296,1301,3312,7Т50458,4406,7364,9439,3468,4Таблица 4.21- Термохимические характеристики процесса разложения образцалинолеума «Акцент тимбер»Характерная ∆Н,(Дж/г)точка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/мин-488-2081-141,8369,7733,5Пик (°С)707,5728,6321,6318,9457Началопика(°С)Конецпика(°С)217,5229,8217,3220,2489,5509,4505,5515,3348,7827,5Ширинапика(°С,потерямассы-%)83,5/37%272,4/37%44,3/37%40,6/37%363,9/37%Высота(мВт/мг)ИзменениеСр(Дж/(г*К))0,36741,3440,49770,91931,0465,7078,4970,0341,5094,37Таблица 4.22-Термохимические характеристики процесса разложения образцалинолеума «Танго-4»Характерная ∆Н,(Дж/г)точка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/мин-298,5-120,4-1020-2162-1152Пик (°С)707,3738754,3762,6787,8Началопика(°С)Конецпика(°С)672,2715698,3707,2723,7733761,9776,5781,1821,1Ширинапика(°С,потерямассы-%)55,3/37%53,9/37%62,2/37%97,2/37%86,3/37%Высота(мВт/мг)ИзменениеСр(Дж/(г*К))0,71241,3123,1784,3393,9890,6821,3970,9822,221,603107Таблица 4.23-Термохимические характеристики процесса разложения образцалинолеума «Мода-602»Характерная ∆H,(Дж/г)точка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/мин1355-1799-914,5-18412618Пик (°С)548,1736,2785,8758,3719,9Началопика(°С)Конецпика(°С)446,1513,9503,9346,4370,9737,7761824,7781446,6Ширинапика(°С,потерямассы-%)337/37%112,9/37%102,3/37%88,9/37%441,1/37%Высота(мВт/мг)ИзменениеСр(Дж/(г*К))0,45251,6561,7343,5293,0037,3337,3072,0094,2639,406Таблица 4.24-Термогравиметрические характеристики при нагреве образцалинолеума «Акцент тимбер»(потеря массы по Маршу)Характернаяточка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/минНачало(°С)Середина(°С)Перегиб(°С)Конец(°С)217,9227,6238,2240246,1261,6281304,1296,3315,8228,5238,7239,1254,2249,8277,2306,5259,1333348,4Изменение массы,%-45,3-51,23-58,08-51,96-54,1154,748,7741,9248,0445,89Остаточнаямасса (%,°С)33,72/999,424,67/998,933,05/998,128,83/997,130,78/996,4Таблица 4.25-Термогравиметрические характеристики при нагреве образцалинолеума «Танго-4» (потеря массы по Маршу)Характернаяточка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/минНачало(°С)Середина(°С)Перегиб(°С)Конец(°С)263,6274,1284,6281,7316,2288,2300,7307,3306,5326,7299,4314,1319,2316319,3313,5328,3334,1334323,9Изменение массы, %-30,74-32-29,9-32,7-36,9569,266870,167,363,05Остаточнаямасса (%,°С)22,84/999,423,99/998,926,16/998,324,19/997,324,68/996,3108Таблица 4.26-Термогравиметрические характеристики при нагреве образцалинолеума «Мода-602» (потеря массы по Маршу)Характернаяточка5 К/мин10 К/мин15 К/мин20 К/мин25 К/минНачало(°С)Середина(°С)Перегиб(°С)Конец(°С)249,7259,7270,4274,6275,9271,8283,2298,4300,9321,2284,1295,3305,7308,9301,7295,4309,1329,3330372наблюдениязаВизуальныенестационарногонагревапоказали,Изменение массы, %-29,24-31,24-36,41-36,46-47,89поверхностьючтоОстаточнаямасса (%,°С)31,14/999,423,26/998,718,85/99824,85/996,923,63/996,770,7668,7663,5963,5452,11образцовобразованиевпроцессеоплавленногослояпроисходит до момента воспламенения.С увеличением времени самовоспламенения (см.

Характеристики

Список файлов диссертации

Пожарная опасность объектов социального назначения с использованием напольных покрытий-линолеумов
Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6363
Авторов
на СтудИзбе
310
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее