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热解过程EPDM变热物性

2019-06-12 09:59 

本文北京中惠普分析技术研究所以芳纶/EPDM绝热材料为研究对象基于热解层模型,提出了绝热材料密度、比热容热导率等热物性参数随时间和温度变化的数学模型,结合热平衡法,采用中心差分法求解变热物性传热烧蚀控制方程。在验证了程序的可靠性和准确性之后,对芳纶/EPDM绝热材料的一维传热问题进行数值模拟,研究在给定热流作用下绝热材料内部热解过程中的温度、密度和热解气体生成率等热响应参数的变化规律,并与常热物性计算结果进行对比。
 
本文北京中惠普分析技术研究所针对芳纶/EPDM绝热材料传热烧蚀过程,提出了一种绝热材料比热容、热导率等热物性参数随时间和温度变化的数学模型,采用中心差分法对变热物性传热烧蚀控制方程进行求解。在验证了计算模型的准确性之后,北京中惠普分析技术研究所研究了在给定热流作用下芳纶/EPDM绝热材料内部热解过程热响应参数的变化规律,并与常热物性计算结果进行了对比。北京中惠普研究结论如下:

  北京中惠普JX-3热解析仪
(1)本文发展的变热物性模型计算结果与实验值吻合较好,而常热物性模型计算结果与实验值有一定差异,采用变热物性数学模型,对芳纶/EPDM绝热材料热解过程热响应预测具有较高的准确性。
(2)热流作用初期,材料近上表面部分升温迅速,能量不断向内部扩散,但因为材料热解吸热、热解气体逸出携带能量和不断向外辐射能量导致扩散速率明显下降,材料内部温度推进速率随时间降低。
(3)在热流持续作用下,试样上表面在极短时间内就从原始状态经热解到炭化状态,炭化层厚度前期增加较快,而后减慢近似成线性增长,且由于能量耗散和炭化层热阻能力提升,材料15mm以下部分仍处于原始材料状态。
(4)材料内部温度对热解反应速率的影响呈指数变化趋势,直接导致近上表面部分热解反应速率极快,而离上表面越远则越慢,且趋势较为明显,当地热解气体生成率随距离下降极快。
以上内容仅供参考。