Термонапружений стан частково прозорих тіл з порожнинами за теплового опромінення

11. Гачкевич Н.Г., Гуменчук О.Б., Пээр-Касперская А., Шимчак Й. Исследование термоупругого состояния полого полупрозрачного цилиндра, находящегося под воздействием электромагнитного излучения // Инж.-физ. проблемы новой техники: Материалы 6-го Всерос. Совещ.-семинара (с участием представителей стран СНГ), Москва, 16-18 мая 2001 г. - Москва: Изд-во МГТУ, 2001. - С. 34-35.

12. Гачкевич О.Р., Гуменчук О.Б., Пеер-Касперська А. Зумовлений дією теплового випромінювання термонапружений стан частково прозорого шару за наявності відбивача // Мат. проблеми техн. механіки: Матеріали міжнар. наук. конф. (Дніпропетровськ, Дніпродзержинськ, 17-20 квітня 2006 р.). - Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2006. - С. 7-9.

13. Гачкевич О.Р., Гуменчук О.Б., Касперський З.І. До побудови раціональних режимів радіаційного технологічного нагріву частково прозорих тіл // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: Материалы междунар. науч.-техн. конф. (Севастополь, 12-17 сентября 2006 г.). - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006. - С. 52-54.

14. Гуменчук О.Б., Гачкевич О.Р., Шимчак Й. Задачі про визначення температури і напружень в частково-прозорих пружних тілах за умов дії теплового електромагнітного випромінювання // Проблеми чисельного аналізу і прикл. математики: Тези доп. міжнар. конф. (Львів, 13-16 вересня 2004 р.). - Львів: Сполом, 2004. - С. 23-24.

15. Гуменчук О., Пеер-Касперська А., Чорний Б. Методика дослідження термонапруженого стану частково прозорих тіл за умов дії електромагнітного випромінювання при врахуванні спектральних залежностей радіаційних характеристик // 7-й Міжнар. симп. укр. інженерів-механіків у Львові: Тези доп. (Львів, 18-20 травня 2005 р.). - Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 2005. - С. 54-55.

16. Гуменчук О., Пеер-Касперська А., Чорний Б. Термонапружений стан частково прозорої порожнистої кулі за дії теплового випромінювання // Мат. проблеми механіки неоднорідних структур: Зб. доп. міжнар. наук. конф. (Львів, 20-23 вересня 2006 р.): В 2 т. - Львів: ІППММ, 2006. - Т. 1. - С. 135-137.

17. Гачкевич О., Гуменчук О., Касперський З. Термонапружений стан частково прозорого шару при тепловому опроміненні, створюваному двома промисловими типовими випромінювачами // Актуальні задачі механіки неоднорідних структур: Тези доп. 7-го укр.-пол. наук. симп. (Львів, 5-9 вересня 2007 р.). - Львів: ДВЦ НТШ, 2007. - С. 38-39.

18. Гачкевич О., Гуменчук О., Касперський З. Термонапружений стан частково прозорого шару за дії різних джерел випромінювання // Пористі матеріали. Теорія і експеримент: Тези доп. 6-ї міжнар. конф. «INTERPOR» (Львів-Брюховичі, 18-22 вересня 2007 р.). - Львів: ЦММ ІППММ, 2007. - С. 25-26.

АНОТАЦІЯ.

Гуменчук О.Б. Термонапружений стан частково прозорих тіл з порожнинами за теплового опромінення. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.02.04 - механіка деформівного твердого тіла. - Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України, Львів, 2008.

В дисертаційній роботі запропоновано модель радіаційної термомеханіки для опису зумовлених тепловим опроміненням теплових і механічних процесів за наявності відбивачів енергії випромінювання (як охолоджуваних, так і неохолоджуваних), конструктивних порожнин в розглядуваних частково прозорих для такого випромінювання тілах за різних властивостей середовища в цих порожнинах та способів врахування радіаційних властивостей матеріалу тіла, випромінювачів і відбивачів (спектральними чи інтегральними характеристиками). Вплив випромінювання на теплові і механічні процеси враховано через тепловиділення внаслідок поглинання матеріалом енергії теплового випромінювання та її перерозподіл в системі тіло-оточуюче середовище за рахунок наявних відбивачів променевої енергії (і їх нагрівання).

Сформульовано задачі радіаційної термомеханіки для частково прозорих тіл канонічної форми (шар, порожнисті циліндр та куля) за однорідного зовнішнього теплового опромінення. Побудовано основану на методах безпосереднього інтегрування та сіток методику розв'язування цих задач.

Виявлено нові дані про термомеханічну поведінку розглядуваних тіл за теплового опромінення в залежності від радіаційних властивостей конкретних матеріалів випромінювачів і відбивачів, а також властивостей середовища в наявних порожнинах.

Розроблено теоретичні основи побудови раціональних режимів знегажування конкретних типів ламп-фар, які грунтуються на використанні технологічного променевого нагрівання промисловими джерелами.

Ключові слова: термонапружений стан, частково прозоре тіло, теплове опромінення, випромінювачі та відбивачі електромагнітного випромінювання, спектральні та інтегральні радіаційні характеристики.

АННОТАЦИЯ.

Гуменчук О.Б. Термоупругое состояние полупрозрачных тел с полостями при тепловом облучении. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.02.04 - механика деформируемого твердого тела. - Институт прикладных проблем механики и математики им. Я.С. Подстригача НАН Украины, Львов, 2008.

В диссертационной работе предложена модель радиационной термомеханики для описания параметров полей теплового излучения во взаимосвязи с тепловыми и механическими процессами при наличии отражателей энергии излучения (как охлаждаемых, так и неохлаждаемых), конструктивных полостей в рассматриваемых частично прозрачных для такого излучения телах при различных свойствах среды в этих полостях и способах учета радиационных свойств материала тела, излучателей и отражателей (спектральными или интегральными характеристиками). В модели влияние излучения на тепловые и механические процессы в исследуемых телах учтено через тепловыделения вследствие поглощения материалом энергии излучения и перераспределение энергии теплового излучения в системе тело-окружающая среда за счет имеющихся отражателей лучевой энергии и их нагрева. При этом учтены спектральные распределения лучевой энергии реальных излучателей, а также спектральные радиационные свойства применяемых материалов.

Сформулированы задачи радиационной термомеханики для частично прозрачных тел канонической формы (слой, полые цилиндр и шар) при однородном (по пространственным координатам) внешнем тепловом облучении.

Построено основанную на методах непосредственного интегрирования и сеток методику решения соответствующих задач математической физики для рассматриваемых тел канонической формы.

На основании анализа полученных решений выявлены новые данные о термомеханическом поведении исследуемых тел при тепловом облучении в зависимости от радиационных свойств конкретных материалов излучателей и отражателей, а также свойств среды в имеющихся полостях.

Разработаны теоретические основы построения рациональных режимов обезгаживания конкретных типов ламп-фар, базирующихся на использовании технологического лучистого нагрева промышленными источниками.

Предложенная методика решения задач положена в основу программного обеспечения, созданного в среде Compaq Vіsual Fortran Standart Edіtіon 6.6.0, что позволило провести численные исследования для широкого диапазона изменения параметров.

Ключевые слова: термоупругое состояние, частично прозрачное тело, тепловое излучение, излучатели и отражатели электромагнитного излучения, спектральные и интегральные радиационные характеристики.

АBSTRACT.

Humenchuk O.B. Thermostressed state of semitransparent solid with cavities subjected to thermal radiation. - Manuscript.

Thesis for the Candidate Degree in Physics and Mathematics in speciality 01.02.04 - Mechanics of Deformable Solids. - Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics, National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv, 2007.The model of radiative thermomechanics for semitransparent solids with constructive cavities is developed. Various thermal and mechanical properties of a material in the cavity are considered. An irradiated solid is equipped with radiation reflectors, the latter being both cooling and non-cooling. Different approaches to determination radiative characteristics of irradiated solid, radiation source and reflector are used, namely, spectral and intergral characteristics are applied. Effect of radiation on thermal and mechanical processes in the solid is taken into account by heat sources due to radiation absorption as well as radiative heat energy redistribution in the interactive solid-reflectors system. Spectral characteristics of real radiation sources as well as irradiated solids are taken into account.

The problems of radiative thermomechanics for semitransparent solids of such canonic shapes as layer, hollow cylinder and hollow sphere subjected to spatially homogeneous thermal radiation are posed. The approach to solve these problems is developed, involving the grid method and the methods of numerical integrations.

On analysing the posed problems solutions, the new features of thermomechanical behaviour of semitransparent solids of canonic shapes are established, dependent on the set of various factors, namely on radiation source and reflectors radiative characteristices, thermal and mechanical properties of a material of the cavity as well as considering either spectral or integral radiative characteristics.

Theoretical foundations for development rational techniques for outgassing certain types of lamps by using industrial thermal radiation sources are presented.

Keywords: thermostressed state, semitransparent solid, thermal radiation, radiation source, radiation reflector, spectral and integral radiative characteristics.