Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
Важным при выполнении таких расчетов является выбор закона изменения параметров внешней среды. Что касается температуры, то гармонический закон, либо табличные выражения температуры являются наиболее приемлемыми сегодня для аналитических решений и для численной реализации соответственно.

ПОИСК



ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАГИ НА ОСНОВАНИЕ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ Одномерная математическая модель тепловлагопереноса в грунтовых основаниях аэродромных покрытий

из "Аэродромные покрытия Современный взгляд "

Важным при выполнении таких расчетов является выбор закона изменения параметров внешней среды. Что касается температуры, то гармонический закон, либо табличные выражения температуры являются наиболее приемлемыми сегодня для аналитических решений и для численной реализации соответственно. [c.81]
При решении задач о температурном режиме в системе покрытие-основание необходимо правильно сформулировать граничные условия особенно на границе воздух-нокрытие . В общем виде обычно принимают граничные условия III рода, куда входит коэффициент теплоотдачи. [c.81]
Величина этого коэффициента зависит от двух составляющих — конвективной и лучистой, которые более подробно рассмотрены в восьмом разделе при решении конкретных теплофизических задач. [c.81]
К природным воздействиям на покрытия следует отнести и сейсмические явления. Известно, что после землетрясений на аэродромах, попавших в зону с колебаниями почвы свыше 3 балов в покрытиях наблюдается возникновение различных дефектов — трещин, просадок, сколов и др., что свидетельствует об отсутствии учета сейсмических явлений при проектировании аэродрома. Отсутствовал и метод расчета покрытий, работающих в условиях сейсмики. В 90-х годах в этом направлении были сделаны определенные сдвиги [34], однако проблема расчета и конструирования в особенности жестких аэродромных покрытий остается и сегодня. Важным в этом случае становится выбор участка для строительства аэродрома, благоприятного в сейсмическом отношении по инженерно-геологическом и гидрологическим условиям. Конструктивные решения покрытий должны иметь ряд особенностей, чтобы обладать необходимой прочностью для восприятия сейсмических нагрузок. Необходимые требования должны быть установлены и для искусственных оснований покрытий, располагающихся в сейсмоактивном районе. [c.81]
Практически при появлении первого поколения реактивных воздушных судов эксплуатационные подразделения аэродромов столкнулись с фактами нарушения структуры верхних слоев аэродромных покрытий (струйной эрозией) под влиянием высокотемпературных потоков, исходящих из сопла двигателей. Высокотемпературные потоки вызывают в покрытии возникновение резко выраженных нестационарных температурных полей, которые, в свою очередь, являются причиной температурных напряжений и деформаций в цементобетонных покрытиях. В ряде случаев высокотемпературные потоки могут приводить к оплавлению материала в покрытии нежесткого типа [255]. [c.81]
Воздействие высокотемпературных газовых струй в наибольшей степени наблюдается на покрытиях мест стоянок и площадок для опробования работы двигателей, а также на концевых участках ВПП. В крайне неблагоприятных условиях оказываются покрытия, на которых базируется военная авиация с низко расположенными двигателями, а также самолеты вертикального взлета и посадки. [c.81]
В настоящей работе не ставится целью приведение расчетов газодинамических параметров поля струй реактивных двигателей различных типов и определение их влияния на формирование температурных полей в покрытиях. Эти вопросы достаточно подробно изложены в монографии В.Е. Тригони [255]. Там же рассмотрен ряд теплофизических задач, в том числе с учетом изменения свойств бетона, работающего в условиях повышенных температур. [c.82]
Ниже будет представлено решение задачи для условий, когда воздействие высокотемпературного и высокоскоростного потока вызывает расплавление материала верхних слоев, что может иметь место на асфальтобетонных покрытиях. Это весьма актуально, поскольку СНиП 32-03-96 Аэродромы рекомендует рассчитывать асфальтобетонные покрытия на восприятие аэродинамических нагрузок от газовоздущных струй авиационных двигателей, если средняя скорость струи в зоне контакта с покрытием равна или более 100 м/с. В работе [255] задача плавления не рассматривалась. Оценка влияния газовых струй авиационных двигателей на аэродромные покрытия в необходимых случаях позволяет правильно осуществить конструктивные мероприятия и повысить устойчивость аэродромных покрытий при эксплуатации современных воздушных судов. [c.82]
Опираясь на известные законы изменения температуры среды (газового потока) и коэффициента теплоотдачи в районе рассматриваемой точки покрытия, можно сформулировать граничное условие на подверженной высокотемпературному нагреву поверхности в виде условия III рода, а на необогреваемой поверхности покрытия из-за кратковременности действия газовых струй температуру принять постоянной и равной первоначальной. [c.82]
Для расчета и анализа температурного режима и процессов, происходящих в покрытиях, необходимо знать изменение физико-механических характеристик материалов при различных температурах. Что касается теплофизических параметров, то на сегодняшний день они изучены достаточно подробно и приводятся во многих изданиях. В меньшей степени изучены характеристики влагопереноса, поэтому некоторые исследователи считают, что с достаточной для практики точностью при повышенных температурах, когда интенсивно происходит миграция влаги, например в бетоне, экспериментально полученный теплофизический параметр косвенным путем учитывает и изменение влажности в материале. Это позволяет ограничиваться решением только задачи теплопроводности, не выделяя явно процессы влагопереноса. [c.82]
Что касается самолетов вертикального взлета и посадки, а также аэрокосмических систем, то защита покрытий от воздействия на них высокотемпературных газовых струй в настоящее время выполняется металлом, либо особо жаростойким бетоном. [c.83]
Для описания работы многослойного аэродромного покрытия нод действием самолетной нагрузки важным является учет изменения состояния грунтов основания в условиях сезонных колебаний температуры и влажности. [c.84]
Водно-тепловой режим основания изменяется постоянно в течение года в летнее время оно высыхает при нормальной работе дренажной системы, в осенне-весенний период, наоборот, переувлажняется, в зимнее время — промерзает. [c.84]
Влага попадает в грунтовое основание покрытий несколькими путями поднимаясь от уровня горизонта грунтовых вод но капиллярам, по пленкам, покрывающим частицы грунта, в виде водяного пара, а также проникая с поверхности цементобетонного покрытия через швы и трещины, а с поверхности асфальтобетонного — дополнительно через материал покрытия при нарушении его структуры. Основным источником избыточного увлажнения грунтовых оснований покрытий является вода, которая подтягивается к покрытию из нижележащих слоев под влиянием температурных градиентов. [c.84]
В зимний период при промерзании основания происходит повышение его сопротивляемости самолетным нагрузкам, увеличивается несущая способность. В периоды оттепелей и слабых морозов, когда промерзание приостанавливается, под покрытием интенсивно накапливается влага. Особенно заметен этот процесс в весеннее время при оттаивании грунтов в основании покрытия. Переувлажнение грунта приводит к понижению его сопротивляемости внешним нагрузкам. Таким образом, прочность грунтов в основаниях покрытий меняется в течение года в зависимости от изменения их влажности, которая, в свою очередь, связана с температурой. Поэтому определение тепловлажностного состояния оснований аэродромных покрытий является важной задачей, и ее решению всегда уделялось большое внимание [80, 90, 91, 207]. [c.84]
Анализ отечественных и зарубежных исследований дает возможность выявить принципиальные подходы к описанию процессов тепловлагопереноса в грунтах, которые можно принять при построении модели. Отличия подходов касаются, в основном, способов представления в моделях движения влаги. В нашей стране наибольшее распространение получили модели, в которых на макроскопическом уровне этот процесс записывается уравнениями переноса тепла и влаги, связанными определяюш,ими соотношениями, устанавлива-ЮШ.ИМИ взаимосвязь между потоками тепла, влаги, а также градиентами температуры и влажности. Основополагающими в таком подходе явились работы А.В. Лыкова [155]. [c.85]
За рубежом разработки модельных представлений движения влаги в грунтах основаны на потенциальной теории миграции влаги в почве. Наиболее развитой и доведенной до расчетно-прикладного уровня моделью изменения тепловлажностного состояния грунтов является модель группы исследователей США [303, 304]. Уравнения тепловлагопереноса в этой модели записываются относительно двух макроскопических параметров (температуры и полного гидравлического напора). Коэффициенты уравнения нелинейны и зависят от этих параметров. Их функциональные зависимости устанавливаются экспериментальным путем. Именно этот подход представлен в данном разделе. [c.85]
Рассмотрим задачу об изменении параметров тепловлажностного состояния грунтовых оснований аэродромных покрытий в одномерной постановке. [c.85]
Необходимо подчеркнуть, что каждое из этих допущений приводит не только к формальным упрощениям математической постановки задачи, но и может изменить, причем довольно существенно, пределы допустимого приложения результатов, полученных в ходе решения. [c.86]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте