Systems. Methods. Technologies 3 (39) 2018

Системы Методы Технологии. А.С. Устинов и др. Разработка и реализация … 2018 № 3 (39) с. 41-48 47 Рис. 7. График зависимости времени достижения температуры самовоспламенения теплошумоизоляционного материала каби- ны транспортного средства Заключение В настоящей работе представлены результаты чис- ленного моделирования воздействия высоких темпера- тур на композитный материал при использовании дан- ного материала в качестве покрытия для тепловой за- щиты ограждения кабин. При построении модели учи- тывались теплоотдача при ламинарном движении горя- чих газов около поверхности композитного материала, передача теплоты за счет излучения, а также теплопро- водность внутри слоя композитного материала и огра- ждения кабины. Для описания рассматриваемых про- цессов использованы дифференциальные уравнения в частных производных, а именно уравнения Навье – Стокса, уравнение энергии, уравнение переноса излу- чения в прозрачной среде и теплопроводности для твердых тел. Для численного решения модели исполь- зован метод конечных объемов. Расчеты проводились в свободно распространяемом программном продукте OpenFOAM. Математическая модель позволяет про- гнозировать нестационарное распределение температу- ры в слое композитного материала и на стенках ограж- дения кабины, рассчитать время достижения предель- ного состояния огнезащитного материала, а также по- казать зависимость этого времени от толщины нане- сенного слоя огнезащитного материала. Полученные результаты позволяют оценить возможность практиче- ского использования композитного материала для теп- ловой защиты кабин транспортных средств, исполь- зуемых при тушении пожаров в условиях повышенных температур, и техники, применяемой в чрезвычайных ситуациях. Литература 1. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теп- лопередача. М.: УРСС, 2003. 782 с. 2. Елизарова Т.Г., Иванов А.В. Регуляризованные уравне- ния для численного моделирования течений в приближении двухслойной мелкой воды // Журнал вычислительной мате- матики и математической физики. 2018. Т. 58, № 5. С. 741– 761. 3. Елизарова Т.Г., Милюкова О.Ю. Численное моделиро- вание течения вязкой несжимаемой жидкости в кубической каверне // Журнал вычислительной математики и математи- ческой физики. 2003. Т.43, № 3. C. 453-466. 4. Еремина Н.В. Огнезащитные композиции на основе жидкого стекла и механически активированных оксидов алюминия и магния: канд. дис. … техн. наук. Томск, 2007. 156 с. 5. Волкова В.К. Теплофизические свойства композиционных материалов с полимерной матрицей и твердых растворов. М.: Изд-во Наука и образование, 2011. 101 с. 6. Ромаденкина С.Б. Физико-химические основы получе- ния функциональных материалов из горючих сланцев: канд. дис. … хим. наук. Саратов, 2004. 170 с. 7. Глухова О.Е., Колесникова А.С., Слепченков М.М., Са- востьянов Г.В., Шмыгин Д.С.Перспективный композитный материал на основе нанотрубок и графена для эмиссионной электроники // Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век. 2015. Т. 7, № 3. С. 35-41. 8. Степашкина А.С., Цобкалло Е.С., Алешин А.Н. Моде- лирование электропроводности композитных материалов, полученных на основе полипропилена и технического угле- рода // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 2014. Т. 25, № 3. С. 51-54. 9. Maluk C., Terrasi G.P., Bisbya L., Stutz A. Erich Hugi Fire re- sistance tests on thin CFRP prestressed concrete slabs // Construction and Building Materials. 101. Part 1.2015. P. 558–571. 10. Yue W.W., Tam W.C., Chow W.K. Assessment of radia- tive heat transfer characteristics of a combustion mixture in a three–dimensional enclosure using RAD–NETT (with application to a fire resistance test furnace) // International Journal of Heat and Mass Transfer.68. 2014. P. 383–390. 11. Schmid J., Klippel M., Just A., Frangi A. Review and analysis of fire resistance tests of timber members in bending, tension and compression with respect to the Reduced. Cross– Section Method // Fire Safety Journal. 2014. Vol. 68. P. 81–99. 12. Das A., Kasaliwal G.R., René Jurk R. Composites based on graphene nanoplatelets, expanded graphite, carbon nanotubes and their combination: A comparative study // Composites Science and Technology, 2012. Vol.72, Is. 16. 2012. P. 1961-1967. 13. Barreto C., Proppe J., Fredriksen S., Hansen E., Rodney W. Rychwalski Graphite nanoplatelet/pyromellitic dianhydride melt modified PPC composites: Preparation and characterization // Polymer. 2013. Vol. 54, Is. 14. P. 3574-3585. 14. Wang B., Jiao Y., Gu A., Liang G., Li Y. Dielectric prop- erties and mechanism of composites by superposing expanded graphite/cyanate ester layer with carbon nanotube/cyanate ester layer // Composites Science and Technology. 2014. Vol. 91. P. 8- 15.