Состав смеси кладочной: Кладочная смесь для кирпича — приготовление и основные пропорции раствора

Кладочная смесь для кирпича — приготовление и основные пропорции раствора

Кладочная смесь для кирпича представляет собой вид строительного раствора, который обеспечивает плотную фиксацию элементов между собой. Её широко применяют в процессе строительства и облицовки зданий. Чтобы раствор прослужил долгий промежуток времени, рекомендуется соблюдать пропорции составляющих элементов.

Помимо этого важно учитывать состав и область применения. Некоторые марки кладочных смесей предназначены для внутренней отделки, а другие для внешнего оформления постройки.

Краткое содержимое статьи:

Определены характеристики клубней и состав питательных веществ трех морфотипов клубней Cyperus esculentus и масла клубней. Среднее значение длины и ширины клубня и веса тысячи высушенных клубней составляло от 0,98 до 1,31 см, от 0,90 до 1,19 см и от 598 до 1044 г, соответственно. Клубни показали высокий уровень крахмала (30,54-33,21 г на 100 г ^-1 ), липидов (24.91–28,94 г 100 г ^–1 ) и сахарозы (17,98–20,39 г 100 г ^–1 ). Желтые клубни имели значительно большее содержание липидов по сравнению с черными. Уровни аскорбиновой кислоты, токоферола и β -каротина трех морфотипов значительно различались. Желтые (морфотипы 1 и 2) были наиболее богаты токоферолом, а самые бедные — β -каротином. Содержание насыщенных жирных кислот у морфотипа 2 было значительно ниже, чем у морфотипов 1 и 3. Морфотип 3 имел значительно меньшее содержание ПНЖК по сравнению с морфотипами 1 и 2.Морфотип 1 оказался более богатым по содержанию Ca, Cu и Mn. Al, Mg, P, S и Si были наиболее распространены в морфотипе 2. Морфотип 3 имел самое высокое содержание Cl, K и Zn.

1. Введение

Cyperaceae — это семейство однодольных злаковых цветковых растений, известных как осока, которые внешне напоминают травы или тростник. В семействе [1] описано около 5 500 видов, в том числе Cyperus esculentus . Cyperus esculentus дает съедобные клубни, обычно называемые тигровым орехом, осокой чуфа, ореховой травой, желтой осокой, осокой тигрового ореха или земляным миндалем.Тигровый орех — это многолетняя культура, культивируемая в основном в тропических и субтропических регионах по всему миру, а также в Африке, Азии и некоторых европейских странах из-за их сладковатых клубней. В Африке тигровые орехи в основном выращиваются на западе, в Кот-д’Ивуаре, Гане, Мали, Нигере, Нигерии, Сенегале и Того, где они используются в основном в сыром виде в качестве гарнира [2]. Клубни используются в свежем виде как овощ или сушеные как сладкая закуска. Их также перемалывают в муку и используют в качестве загустителя для хлеба и пирожных или смешивают с водой в качестве напитка.Клубни часто считаются «здоровой» пищей, поскольку они обладают превосходными питательными свойствами и предотвращают сердечные заболевания и тромбозы. Известно, что тигровый орех активизирует кровообращение, снижает риск рака толстой кишки и диабета, а также способствует снижению веса [3]. Также известно, что тигровый орех обладает афродизиаком, ветрогонным, мочегонным, возбуждающим, стимулирующим и тонизирующим действием и даже в некоторых медицинских целях, таких как лечение метеоризма, расстройства желудка, диареи, дизентерии и чрезмерной жажды [4]. Тигровые орехи используются в качестве корма для скота и на юге США входят в десятку самых важных кормов для водоплавающих птиц [5].Мука из тигровых орехов — богатый источник углеводов, масла и некоторых полезных минеральных элементов, таких как железо и кальций, которые необходимы для роста и развития организма [6, 7]. Сообщалось о трех разновидностях на основе их окраски, а именно о желтых, черных и коричневых разновидностях [8]. Сообщалось, что тигровый орех богат углеводами, пищевыми волокнами, липидами и олеиновой кислотой [3, 9]. Несмотря на свои большие возможности, тигровый орех остается малоиспользуемым растением [7]. Большинство исследований было сосредоточено на желтой разновидности, в то время как информации о физических характеристиках клубней тигрового ореха очень мало.Лучшее понимание морфологических параметров клубней тигровых орехов, а также их связи с питательным составом поможет выявить ценные сорта и способствовать их использованию. Таким образом, эта культура может способствовать снижению уровня бедности среди уязвимых групп населения, особенно сельских женщин, в Западной Африке. Целью этого исследования было определение физических свойств, а также химических характеристик клубней трех морфотипов тигрового ореха, выращиваемых в Буркина-Фасо.

2.Материалы и методы

2.1. Растительный материал

Клубни Cyperus esculentus L. были отобраны в январе и феврале 2007–2009 гг. В 5 деревнях, расположенных на западе и юго-западе Буркина-Фасо: Лоропени (10 ° 18′N, 3 ° 32′W), Mangodara ( 9 ° 54 ‘северной широты, 4 ° 21’ западной долготы), Уэлени (10 ° 51 ‘северной широты, 5 ° 21’ западной долготы), Тангора (10 ° 38 ‘северной широты, 4 ° 45’ западной долготы) и Тьефора (10 ° 38 ‘ С. ш., 4 ° 33 ′ з.д.). В каждом селе было собрано по пять килограммов клубней, немедленно отсортировано вручную, чтобы удалить поврежденные, и доставлено в лабораторию.Перед анализом образцы промывали дистиллированной водой, осушали и сушили на воздухе. Каждая деревня выборки была разделена на две части; одна часть была тонко измельчена с помощью робота-измельчителя Moulinex (GT550, Цюрих, Швейцария). Обе части были упакованы в герметичный контейнер и хранили при -18 ° C до анализа.

2.2. Аналитические методы

2.2.1. Физический анализ

Чтобы определить среднюю длину и ширину клубней, в каждом селе было случайно отобрано 100 клубней, и их два линейных размера были измерены с помощью штангенциркуля с точностью до 0.01 мм (Canon Instruments, Япония). Вес тысячи сушеных клубней (TSW) был получен путем подсчета 1000 сушеных клубней и взвешивания на электронных весах с точностью 0,001 г (Ohaus, США). Различия в размере и цвете клубней использовали для классификации тигрового ореха по различным морфотипам.

2.2.2. Химический анализ

Официальные методы Ассоциации официальных химиков-аналитиков [10] использовались для определения содержания влаги, белка, сырого масла и золы в клубнях . Влажность (г воды на 100 г образца ^-1 ) определяли сушкой 3 г измельченного образца при 105 ° C до постоянного веса. Содержание азота определяли с использованием метода Кьельдаля и умножали на коэффициент 6,25 для определения содержания сырого протеина (г протеина 100 г ^-1 образца). Сырой жир (г жира на 100 г образца ^-1 ) получали путем исчерпывающей экстракции 5,0 г каждого образца в аппарате Сокслета с использованием петролейного эфира (диапазон температур кипения 40–60 ° C) в качестве экстрагента.Минерализацию проводили на образцах массой 3 г сжиганием в муфельной печи при 550 ° C в течение 8 ч (г золы 100 г образца ^-1 ) (AOAC 920.39C). Содержание углеводов оценивали по разнице средних значений: 100 — (сумма процентов золы, белка и липидов) [11].

2.2.3. Анализ крахмала и сахара

Метод AOAC 996.11 использовали для определения содержания крахмала в муке из клубней Cyperus esculentus . Анализ состоял из использования термостабильной альфа-амилазы и амилоглюкозидазы для ферментативного гидролиза крахмала до глюкозы, которую затем количественно определяли с помощью спектрофотометра ( μ Quant, Bioteck Instruments Inc, США).Глюкозу, сахарозу, фруктозу и мальтозу анализировали с помощью ВЭЖХ в соответствии с официальным методом AOAC 982.14 [12]. Образцы для анализа сахаров ВЭЖХ получали путем гомогенизации 0,3 г муки Cyperus esculentus в 3 мл дистиллированной воды и 7 мл 95% спирта и встряхивании перед центрифугированием при 10 000 об / мин в течение 20 мин. Прозрачный супернатант фильтровали через фильтр 0,45 мкм мкм и дегазировали перед анализом с помощью ВЭЖХ. Отфильтрованный раствор (20 мкл, л) вводили в HPLC 1100 Series (Agilent, Waldbronn, Германия), оборудованную детектором показателя преломления G1362A. Сахара разделяли с использованием коммерческой насадки с Zobax-NH ₂ (250 × 4,6 мм (Dupont, Wilmington, DE, USA)) с размером частиц 5 мкм и мкм и термостатировали при 30 ° C. Фильтр

Примеры гетерогенных смесей: простые типы

Гетерогенная смесь — это просто любая смесь, которая неоднородна по составу — это неоднородная смесь более мелких составных частей. Напротив, однородная по составу смесь является однородной смесью.Для целей данного обсуждения «неоднородный» означает все, что явно имеет различные части, видимые невооруженным глазом. В природе можно найти множество примеров неоднородных смесей в твердой, жидкой и газообразной форме.

Классификация гетерогенных смесей

Гетерогенные смеси определяются тем, на какую фазу вещества они больше всего похожи. Большинство гетерогенных смесей содержат несколько частей в нескольких фазах, но обычно они ведут себя в целом, как если бы они принадлежали одной конкретной фазе вещества:

• Твердые смеси
• Жидкие смеси
• Газообразные смеси

Существуют и другие фазы вещества. , включая плазму и конденсаты Бозе-Эйнштейна, но они выходят за рамки данной статьи.

Твердые смеси

Весь мир — твердая неоднородная смесь! Твердые гетерогенные смеси могут содержать жидкие или газообразные компоненты, но в целом они действуют как твердые частицы.

• Смешанные орехи на вечеринке — это разновидность гетерогенной смеси, которую можно разделить. Просто отсортируйте кучу на отдельные стопки для каждого типа орехов, и вы разделите неоднородную смесь на составные части.
• Камни на песке на пляже представляют собой неоднородную смесь.Природные процессы смешали песок, камни, ракушки и даже живые существа, рассыпав их по пляжу как смесь.
• Салат из салата, сыра, семян, помидоров, брокколи и других овощей является примером неоднородной смеси.
• Почва — пример неоднородной смеси. Он сочетает в себе множество различных компонентов, которые не являются однородными, таких как камень, глина, разлагающийся растительный материал и даже живые существа.

Жидкие смеси

Когда смесь содержит несколько отдельных компонентов, но вся смесь действует как жидкость, то есть жидкая гетерогенная смесь.Вот несколько примеров:

• Бутылка бальзамической заправки для салата с винегретом — это неоднородная смесь, состоящая в основном из масла и уксуса. Вы можете (и должны!) Взболтать винегрет, чтобы смесь выглядела и была более однородной, но она всегда будет разделяться на составные части, если оставить ее в покое.
• Чаша овсянки с изюмом — неоднородная смесь. Изюм может быть твердым, но переверните миску, и вы увидите, что смесь в целом определенно действует как жидкость.
• Грязевые лужи представляют собой неоднородную смесь. Грязь, листья и другие виды стоков смешиваются с дождевой водой и лужами, образуя смесь, в которой хорошо видны составные части.
• Тихий океан — это огромный пример неоднородной смеси, полной твердых предметов и даже живых существ, но все они взвешены в огромном количестве движущейся воды. Сама по себе соленая вода представляет собой однородную смесь, но множество других вещей в воде, от планктона до синих китов, делают ее неоднородной.

Газовые смеси

Некоторые гетерогенные смеси в основном газообразны. Газовые смеси могут содержать жидкости или даже твердые вещества, но в целом они действуют как газ.

• Туман и туман можно считать неоднородными смесями, так как крошечные капельки воды заметно висят в воздухе.
• Духи и одеколон представляют собой газообразные гетерогенные смеси с крошечными капельками ароматических химикатов, стекающих подобно газу на кожу человека.
• Смог — это неоднородная смесь различных частиц и загрязняющих веществ, взвешенных в воздухе.Грязные частицы, из которых состоит смог, можно удалить из воздуха и вдохнуть в легкие, что делает смог довольно проблематичной гетерогенной смесью.
• Дым от пожара — это еще одна неоднородная смесь, в которой химические вещества из горючего и CO2, образующийся в процессе окисления, сочетаются с воздухом, окружающим пламя.

Многофазные смеси

В то время как почти все гетерогенные смеси содержат некоторые вещества в разных фазах, многие из них определяются наличием веществ в разных, разных фазах вещества.

• Классическим примером многофазной смеси на уроках химии является миска с хлопьями. Вот вам неоднородная смесь твердых злаков с жидким молоком.
• Газированная вода (или что-нибудь газированное) представляет собой многофазную гетерогенную смесь, в которой газообразный диоксид углерода (CO2) барботирует через жидкую воду (h3O).
• Лава из вулкана представляет собой многофазную смесь, состоящую из нескольких твердых кусков породы, окруженных горячим расплавленным камнем.
• Песок, взбитый в бутылке с водой, представляет собой неоднородную смесь твердого вещества и жидкости.Если оставить в покое, твердые частицы песка осядут на дно жидкой воды.

Наука о смесях

Гомогенные и гетерогенные смеси — это самый простой и понятный способ определения смесей в науке. По мере того, как становятся более конкретными, все становится интереснее.

• Суспензии: твердые частицы, плавающие в жидкости или газе
• Растворы: гомогенные смеси, в которых одно вещество, растворенное вещество, прекрасно растворяется в другом, растворителе
• Коллоиды: крошечные несмешиваемые капли плавают в другом веществе
• Эмульсии : Жидкие коллоиды, в которых капли несмешиваемой жидкости плавают в другой

Все смешано

Все эти смеси являются частью повседневной жизни.Примеры можно найти на вашей кухне, в машине и в собственном человеческом теле. Понимание того, что такое смеси и как наука определяет их, является важной частью изучения того, как устроен мир. Когда вы будете готовы к проведению собственных научных экспериментов, обязательно следуйте научным методам. Это официальный процесс проверки гипотез!

10 Примеры смесей

Смесь получается, когда два вещества соединяются физически, но не вступают в химическую реакцию. Эти два типа смесей представляют собой гомогенные смеси и гетерогенные смеси.Вот 10 примеров смесей и посмотрите, являются ли они однородными или неоднородными.

Гомогенные смеси

Гомогенная смесь — это смесь, которая имеет однородный состав. Образцы, взятые из разных частей однородной смеси, имеют одинаковый химический состав. Гомогенная смесь состоит из одной фазы (например, твердой, жидкой, газовой).

Гетерогенные смеси

Гетерогенная смесь не имеет однородного состава. Образцы, взятые из разных частей смеси, не будут иметь одинаковый состав.Обычно вы можете механически разделить компоненты неоднородной смеси (например, удалив камни из смеси камней и песка). Составляющие гетерогенной смеси могут быть одной и той же фазой (например, масло и вода, которые являются жидкостью) или разными фазами (оливки в масле, которые являются твердым и жидким).

Примеры смесей

1. Воздух — это однородная смесь газов. Однако атмосфера Земли представляет собой неоднородную смесь, поскольку содержит облака.
2. Сплавы обычно представляют собой однородные смеси металлов.Примеры однородных сплавов включают бронзу, латунь, золото 585 пробы, сталь, амальгаму и стерлинговое серебро. Однако некоторые сплавы содержат несколько фаз и представляют собой гетерогенные смеси.
3. Если твердые вещества не плавятся вместе, они обычно представляют собой гетерогенные смеси. Примеры включают смесь цветных конфет, коробку игрушек, соль и сахар, соль и песок, корзину овощей и коробку игрушек.
4. Смеси с двумя фазами всегда являются гетерогенными смесями. Примеры включают лед в воде, соль и масло, лапшу в бульоне, песок и воду.
5. Многие обычные жидкости представляют собой гомогенные смеси. Примеры включают жидкость для мытья посуды, шампунь, уксус, вино и водку.
6. Точно так же многие обычные жидкости представляют собой гетерогенные смеси. Примеры включают апельсиновый сок с мякотью и заправкой для салата.
7. Несмешивающиеся жидкости образуют гетерогенные смеси. Примеры включают масло и воду, расплавленное серебро и свинец, а также пентан и уксусную кислоту.
8. Химические растворы — это гомогенные смеси, содержащие ту же фазу, что и их растворитель.
9. Некоторые гомогенные смеси являются составными частями гетерогенных смесей. Например, битум — это однородная смесь, входящая в состав асфальта (гетерогенная смесь).
10. Некоторые смеси на расстоянии кажутся однородными, но при ближайшем рассмотрении — неоднородными. Примеры включают почву, кровь и песок.

Когда идентификация однородной и неоднородной оказывается сложной

Некоторые смеси кажутся однородными невооруженным глазом, но неоднородны при увеличении.Кровь — хороший пример. Жидкость и различные клетки не видны, кроме как под микроскопом.

Иногда смесь может переключаться между однородной и неоднородной в зависимости от условий. Например, неоткрытая бутылка газировки представляет собой однородную смесь. Когда бутылка открывается и давление падает, образуются пузырьки углекислого газа. Пузырьки в жидкости делают ее неоднородной.

Примеры, не являющиеся смесями

Технически, всякий раз, когда вы объединяете два или более веществ и происходит химическая реакция, в результате получается не смесь (по крайней мере, до тех пор, пока реакция не закончится).

• Объединение ингредиентов для выпечки печенья или торта образует то, что в кулинарии называется «смесью». Но между ингредиентами происходит химическая реакция. Конечный результат (печенье или торт) — неоднородная смесь.
• Смешивание пищевой соды и уксуса вызывает химическую реакцию. Конечным результатом может быть раствор ацетата натрия в воде или смесь, содержащая воду, ацетат натрия и либо избыток уксуса, либо нерастворенную пищевую соду.

Ссылки

• IUPAC (1997).»Смесь.» Сборник химической терминологии (2-е изд.). («Золотая книга»). Оксфорд: Научные публикации Блэквелла. ISBN: 0-9678550-9-8. DOI: 10.1351 / goldbook
• Weast R.C., Ed. (1990). CRC Справочник по химии и физике . Бока-Ратон: Издательская компания по производству химического каучука. ISBN 978-0-8493-0470-5.
• Whitten, K.W .; Gailey, K. D .; Дэвис, Р. Э. (1992). Общая химия (4-е изд.) Филадельфия: издательство Saunders College. ISBN 978-0-03-072373-5.

Похожие сообщения

Количественное выражение состава смесей и растворов

Химико-технологический факультет в Сплите

Относительная атомная масса ( A _r ) элемента — это отношение между средней массой его атомов и 1/12 массы атома нуклида ¹² C. Относительная молекулярная масса ( M _r ) равно сумме относительной атомной массы всех атомов, входящих в эмпирическую формулу.Например, относительная молекулярная масса серной кислоты M _r (H ₂ SO ₄ ) равна:

= 2 * A _r (H) + A _r (S) + 4 * A _r (O)

= 2 * 1,00794 + 32,066 + 4 * 15,9994

= 2,01 + 32,07 + 64,00

= 98,08

Относительная молекулярная масса — величина безразмерная, не имеет единиц измерения.

Количество вещества ( n ) равно соотношению количества элементарных сущностей: атомов, ионов, молекул, электронов… ( N ) и константа Авогадро ( L = 6,022045 · 10 ²³ моль ^-1 )

Молярная масса вещества ( M ) — это масса одного моля вещества, а точнее масса 6,022045 · 10 ²³ элементарных единиц вещества. Единица измерения молярной массы в системе СИ — кг моль ^-1 , хотя чаще используется десятичная единица измерения г моль ^-1 . Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе, поэтому молярная масса серной кислоты, M (H ₂ SO ₄ ), равна 98.08 г моль ^-1 .

Плотность вещества определяется как отношение массы ( м ) к объему ( V ) при заданной температуре. Единица измерения плотности — кг · м ^-3 , хотя чаще используется десятичная единица СИ: кг дм ^-3 . Важно указать температуру, при которой была измерена плотность, поскольку изменение температуры обычно приводит к изменению объема, а вместе с ним и к изменению плотности.

Растворы представляют собой однородные смеси чистых веществ.Растворы содержат два или более веществ (компонентов), смешанных вместе в состоянии молекулярной дисперсии. Компонент, который образует большую часть раствора, известен как растворитель , в то время как другие компоненты называются растворенными веществами . Стоит отметить, что сам растворитель может быть смесью.

Количественный состав раствора можно выразить с помощью:

• концентрация (молярная, массовая и объемная)
• фракции (молярные, массовые и объемные)
• соотношение (молярное, массовое и объемное)
• моляльность

Если не указано иное, соотношение относится к массовому соотношению .

Молярные, массовые и объемные доли пронумерованы, безразмерные единицы обычно выражаются как:

• процентов, (% = 1/100)
• на мил или на тысячу, (‰ = 1/1 000)
• частей на миллион, (ppm = 1/1 000000)

Помните: процент — это не единица измерения, а отношение определенного числа к 100 , поэтому 7% равно 0,07.

Элемент, смесь, соединение — активность

Введение / Мотивация

Мы все полностью окружены материей.Чтобы лучше понять этот вопрос — как он влияет на вас, как вы влияете на него и как этим можно манипулировать в наших интересах, — нам нужно получить базовое понимание типов и свойств материи. Разнообразие материи в мире и во Вселенной поражает. Если мы хотим понять это разнообразие, мы должны начать со способа организации и описания материи.

Вся материя состоит из элементов, которые являются основными веществами, которые не могут быть разрушены химическими средствами. Элемент — это вещество, которое не может быть далее восстановлено до более простых веществ обычными способами.По сути, элемент — это вещество, состоящее из одного типа атомов.

Соединение представляет собой чистое вещество, состоящее из двух или более различных атомов, химически связанных друг с другом. Это означает, что он не может быть разделен на составляющие механическими или физическими средствами, а может быть разрушен только химическим путем.

Смесь — это материал, содержащий два или более элементов или соединений, которые находятся в тесном контакте и смешиваются в любой пропорции. Например, воздух, морская вода, сырая нефть и т. Д.Составляющие смеси можно разделить физическими средствами, такими как фильтрация, испарение, сублимация и магнитное разделение. Составляющие смеси сохраняют свой первоначальный набор свойств. Кроме того, смеси можно разделить на гомогенные и гетерогенные смеси. Гомогенная смесь имеет одинаковый однородный вид и состав по всей массе. Например, сахар или соль, растворенные в воде, спирт в воде и т. Д. Гетерогенная смесь состоит из явно разных веществ или фаз.Три фазы или состояния вещества — это газ, жидкость и твердое тело. Гетерогенная смесь не имеет однородного состава по своей массе.

Новые материалы являются одними из величайших достижений всех времен, и они играли ключевую роль в росте, процветании, безопасности и качестве жизни людей с самого начала истории. Новые материалы открывают двери новым технологиям, будь то гражданская, химическая, строительная, ядерная, авиационная, сельскохозяйственная, механическая, биомедицинская или электротехническая инженерия.

Изучение металлических сплавов, которые представляют собой смесь различных металлов, составляет важную часть материаловедения и материаловедения. Из всех металлических сплавов, используемых сегодня, сплавы железа (сталь, нержавеющая сталь, чугун, инструментальная сталь, легированные стали) составляют самую большую долю как по количеству, так и по коммерческой стоимости. Железо, легированное углеродом в различных пропорциях, дает стали с низким, средним и высоким содержанием углерода. Что касается сталей, твердость и предел прочности стали напрямую связаны с количеством присутствующего углерода, причем повышение уровня углерода также приводит к снижению пластичности и вязкости.Добавление кремния и графитизация производят чугун. Добавление хрома, никеля и молибдена к углеродистой стали (более 10%) дает нам нержавеющую сталь.

Другими важными металлическими сплавами являются сплавы алюминия, титана, меди и магния. Медные сплавы известны давно (с бронзового века), тогда как сплавы трех других металлов были разработаны относительно недавно. Сплавы алюминия, титана и магния также известны и ценятся за их высокое отношение прочности к весу и, в случае магния, за их способность обеспечивать электромагнитное экранирование.Эти материалы идеальны для ситуаций, в которых высокое отношение прочности к весу более важно, чем общая стоимость, например, в аэрокосмической промышленности и некоторых областях автомобильной техники.

Помимо металлов, полимеры и керамика также являются важной частью материаловедения. Полимеры — это сырье (смолы), используемое для производства того, что мы обычно называем пластиком. Пластмассы — это действительно конечный продукт, созданный после того, как один или несколько полимеров или добавок были добавлены в смолу во время обработки, которой затем придается окончательная форма.

Еще одно промышленное применение — производство композитных материалов. Композиционные материалы — это структурированные материалы, состоящие из двух или более макроскопических фаз. Области применения варьируются от конструктивных элементов, таких как железобетон, до теплоизоляционных плиток, которые играют ключевую и неотъемлемую роль в системе тепловой защиты космического шаттла НАСА, которая защищает поверхность шаттла от тепла, возникающего при повторном вхождении в атмосферу Земли. . Одним из примеров является армированный углерод-углерод (RCC). Светло-серый материал выдерживает температуру входа до 1510 ° C (2750 ° F) и защищает передние кромки крыла и носовую часть космического челнока.RCC — это ламинированный композитный материал, изготовленный из графитовой вискозной ткани и пропитанный фенольной смолой.

Другие примеры можно увидеть в «пластиковых» корпусах телевизоров, сотовых телефонов и других современных устройств. Эти пластиковые корпуса обычно представляют собой композитный материал.

OpenFOAM v6 Руководство пользователя: 7.1 Теплофизические модели

[Содержание] [Индекс] [Версия 8 | Версия 7 | Версия 6 | Версия 5 | Версия 4]

7.1 Теплофизические модели

Теплофизические модели связаны с энергетическими, тепловыми и физическими свойствами. Словарь термофизических свойств читается любым решателем, который использует библиотеку теплофизических моделей. Теплофизическая модель строится в OpenFOAM как система давление-температура, из которой вычисляются другие свойства. Есть одна обязательная словарная статья с названием thermoType, которая определяет пакет теплофизического моделирования, который используется при моделировании. OpenFOAM включает большой набор предварительно скомпилированных комбинаций моделирования, построенных в коде с использованием шаблонов C ++.Этот подход к кодированию собирает пакеты теплофизического моделирования, начиная с уравнения состояния, а затем добавляя дополнительные слои теплофизического моделирования, которые получают свойства из предыдущего слоя (слоев). Ключевые слова в thermoType отражают несколько уровней моделирования и базовую структуру, в которой они объединены. Ниже приведен пример записи для thermoType:

thermoType
{
type hePsiThermo;
смесь pureMixture;
транспортная константа;
thermo hConst;
EquationOfState perfectGas;
особей;
energy sensibleEnthalpy;
}

Ключевые слова определяют выбор теплофизических моделей, например.грамм. постоянный перенос (постоянная вязкость, термодиффузия), уравнение состояния идеального газа и т. д. Кроме того, есть ключевое слово с именем energy, которое позволяет пользователю указать форму энергии, которая будет использоваться в решении и термодинамике. В следующих разделах объясняются записи и опции в пакете thermoType.

7.1.1 Теплофизические и смешанные модели

psiThermo

Теплофизическая модель для фиксированного состава, основанная на сжимаемости, где — газовая постоянная, а — температура. Решатели, которые создают psiThermo, включают семейство сжимаемых решателей (sonicFoam, simpleFoam и т. Д., За исключением rhoPorousSimpleFoam) и uncoupledKinematicParcelFoam и coldEngineFoam.

rhoThermo

Теплофизическая модель для фиксированного состава на основе плотности. Решатели, которые создают rhoThermo, включают семейство решателей heatTransfer (buoyantSimpleFoam, решатели CHT и т. Д., за исключением решателей Буссинеска) и rhoPorousSimpleFoam, twoPhaseEulerFoam и thermoFoam.

psiReactionThermo

Теплофизическая модель реагирующей смеси на основе. Решатели, которые создают psiReactionThermo, включают многие решатели горения, например SprayFoam, ChemFoam, FireFoam и ReactingFoam, а также некоторые лагранжевые решатели, например угольХимияПена и реагирующая посылкаПленкаПена.

psiuReactionThermo

Теплофизическая модель горения, основанная на сжимаемости несгоревшего газа.Решатели, которые создают psiuReactionThermo, включают в себя решатели горения, которые моделируют горение на основе скорости ламинарного пламени и переменной регрессии, например XiFoam, PDRFoam и EngineFoam.

rhoReactionThermo

Теплофизическая модель реагирующей смеси на основе. Решатели, которые создают rhoReactionThermo, включают некоторые решатели горения, например rhoReactingFoam, rhoReactingBuoyantFoam и некоторые лагранжевые решатели, например reactingParcelFoam и simpleReactingParcelFoam.

multiphaseMixtureThermo

Теплофизические модели для нескольких фаз. Решатели, которые создают multiphaseMixtureThermo, включают в себя сжимаемые многофазные решатели с захватом интерфейса, например сжатыйInterFoam и сжимаемыйMultiphaseInterFoam.

Ключевое слово type определяет лежащую в основе теплофизическую модель. Варианты перечислены ниже.

• hePsiThermo: для решателей, которые создают psiThermo и psiReactionThermo.
• heRhoThermo: для решателей, которые создают rhoThermo, rhoReactionThermo и multiphaseMixtureThermo.
• heheuPsiThermo: для решателей, которые создают psiuReactionThermo.

Смесь определяет состав смеси. Для теплофизических моделей без реакций обычно используется опция pureMixture, которая представляет собой смесь с фиксированным составом.Когда указан pureMixture, коэффициенты теплофизических моделей указываются в подкаталоге, называемом смесью.

Для смесей с переменным составом, требуемых теплофизическими моделями с реакциями, используется опция реагирующая смесь. Виды и реакции перечислены в химическом файле, указанном ключевым словом foamChemistryFile. Затем модель реагирующей смеси требует, чтобы коэффициенты теплофизических моделей были указаны для каждого вида в подкаталогах, названных в честь каждого вида, например.грамм. О2, N2.

Для горения, основанного на скорости ламинарного пламени и регрессионных переменных, составляющие представляют собой набор смесей, таких как топливо, окислитель и сгоревшие продукты. Доступными моделями смеси для этого моделирования горения являются гомогенная смесь, неоднородная смесь и очень неоднородная смесь.

Другими моделями переменного состава являются egrMixture, multiComponentMixture и singleStepReactingMixture.

7.1.2 Транспортная модель

const

предполагает константу и число Прандтля, которое просто задается двумя ключевыми словами, mu и Pr, соответственно.

sutherland

вычисляет как функцию температуры из коэффициента Сазерленда и температуры Сазерленда, заданных ключевыми словами As и Ts; вычисляется в соответствии с:

(7.1)

полином

вычисляет и как функцию температуры от полинома любого порядка, например.грамм. :

(7.2)

logPolynomial

вычисляет и как функцию от полинома любого порядка; из которых рассчитываются по экспоненте, например :

(7.3)

7.1.3 Термодинамические модели

hConst

предполагает постоянную и теплоту плавления, которая просто определяется двумя значениями, заданными ключевыми словами Cp и Hf.

eConst

предполагает постоянную и теплоту плавления, которая просто определяется двумя значениями, задаваемыми ключевыми словами Cv и Hf.

janaf

рассчитывается как функция температуры из набора коэффициентов, взятых из таблиц термодинамики JANAF. Упорядоченный список коэффициентов приведен в таблице 7.1. Функция действительна между нижним и верхним пределом температуры и соответственно. Указаны два набора коэффициентов: первый для температур выше обычной температуры (и ниже), второй — для температур ниже (и выше).Функция, относящаяся к температуре:

(7,4)

Кроме того, существуют константы интегрирования, которые, как при высокой, так и при низкой температуре, используются для оценки и соответственно.

hПолином

вычисляется как функция температуры с помощью полинома любого порядка:

(7.5)

Следующий случай представляет пример его использования:

Таблица 7.1: Коэффициенты термодинамики JANAF.

---

7.1.4 Состав каждой составляющей

В настоящее время существует только одна опция для модели вида, которая определяет состав каждой составляющей. Сама эта модель называется specie, что указано в следующих записях.

• nMoles: количество молей компонента. Эта запись используется только для моделирования горения на основе регрессионной переменной с гомогенной смесью реагентов; в противном случае устанавливается 1.
• molWeight в граммах на моль породы.

7.1.5 Уравнение состояния

Следующие уравнения состояния доступны в библиотеке теплофизического моделирования.

rhoConst

Постоянная плотность:

(7,6)

perfectGas

Perfect Gas:

(7,7)

несжимаемый газ 905

(7.8)

где — эталонное давление.

perfectFluid

Perfect fluid:

(7,9)

где — плотность при.

линейный

Линейное уравнение состояния:

(7.10)

где — сжимаемость (не обязательно).

adiabaticPerfectFluid

Адиабатическая идеальная жидкость:

(7.11)

где — эталонная плотность и давление соответственно, а — константа модели.

Буссинеска

Приближение Буссинеска

(7.12)

где — коэффициент объемного расширения, а — эталонная плотность при эталонной температуре.

PengRobinsonGas

Уравнение состояния Пенга Робинсона:

(7.13)

где на комплексную функцию можно ссылаться в исходном коде в PengRobinsonGasI.H, в каталоге $ FOAM_SRC / thermofysical / specieModels / thermofysical .

icoPolynomial

Несжимаемое, полиномиальное уравнение состояния:

(7.14)

где — полиномиальные коэффициенты любого порядка.

7.1.6 Выбор переменной энергии

Пользователь должен указать форму энергии, которая будет использоваться в растворе, внутреннюю энергию и энтальпию, и в формах, которые включают или не включают теплоту образования.