6 / 11
Математическое моделирование кинетики нагрева системы полимерный материал–металл…
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 2
123
1
1
2
c
1
1
1
2
3
раб
2
3
1
3
4
раб
3
3
ln ;
ln ;
ln .
c
r
T R r R T
R
c
r
T R r R T
R
c
r
T R r R T
R
Разработанная математическая модель кинетики нагрева рассматриваемой
системы при СВЧ-обработке изоляционного покрытия после его нанесения на
трубопровод позволяет не только послойно контролировать градиент темпера-
туры, но и рассчитывать значения рабочих параметров системы, обеспечивать
сохранение и улучшение физико-механических свойств покрытия. Кроме того,
в модели учтено воздействие на структуру полимерного покрытия отраженного
от поверхности металла трубы поступающего энергетического потока.
Экспериментальные исследования влияния времени воздействия СВЧ-
излучения на температуру нагрева металла.
В результате экспериментальных
исследований влияния времени воздействия на температуру нагрева металла
при воздействии электромагнитного поля СВЧ-диапазона мощностью излуче-
ния 180, 240 и 360 Вт получены значения, приведенные в таблице.
Значения температуры нагрева, ° С, поверхности трубопровода в зависимости
от времени и мощности СВЧ-воздействия
Мощность СВЧ-
воздействия, Вт
Время воздействия, с
0
60
120
180
240
300
360
420
180
20
21,9
23,7
24,9
26,12
26,9
27,65
28,05
240
20
22,62
24,1
25,75
26,6
27,42
28,28
28,78
360
20
23
24,9
26,25
27,3
28,5
29,1
29,8
Для практического применения разработанной мобильной СВЧ-установки,
предназначенной для обработки внутренних изоляционных покрытий трубо-
проводов, необходимо задать технологические режимы термической обработки,
которые могут значительно различаться для однородных и неоднородных (мно-
гослойных) систем. Режимы термической обработки определяются по результа-
там экспериментальных исследований.
Выводы.
Разработана математическая модель кинетики нагрева системы
полимерное покрытие–праймер–металл трубы, использование которой позво-
лит рассчитать необходимые параметры системы и обеспечить формирование
высоких технологических свойств покрытия.
Предложенная математическая модель процесса нагрева многослойной и
неоднородной системы позволяет в режиме реального времени контролировать
температуру различных ее областей (слоев) в целях оценки вероятности их ло-
кального перегрева, приводящего к деструкции и охрупчиванию изоляционного
покрытия. Преимуществами такой модели являются параметрический учет