MINISTERUL ADMINISTRAŢIEI ŞI INTERNELOR - IGSU

166
⎡ kW ⎤
λ – coeficientul de conducţie termică ⎢ ⎥ ;
⎣m
⋅ K ⎦
c p – căldura masică la presiune constantă a solidului ⎢
kg ⋅ K
⎥
⎦
⎡ kg ⎤
ρ – densitatea iniţială a solidului ⎢ 3
⎣m
⎥ ;
⎦
ρ c – densitatea materialului consumat prin ardere ⎢ 3
⎣m
⎥
⎦
⎡
⎣
⎡ kg ⎤
;
ρ ∞ – densitatea solidului la temperatura mediului ambiant ⎢ 3
⎣m
⎥
⎦
⎡ W
2
⎤
;
σ – constanta de radiaţie a lui Stefan-Boltzmann ⎢
⎣m
⋅ K ⎥
⎦
m .
y – direcţia perpendiculară pe suprafaţa solidului [ ]
J
⎤
;
⎡ kg ⎤
;
Din punct de vedere al fenomenului fizic, problema poate fi descrisă astfel: o
placă combustibilă dintr-un material solid (lemn, în metoda propusă de Atreya),
iniţial aflată în echilibru cu mediul înconjurător, este supusă în acest moment ( t = 0)
la
densitatea de flux radiativ constantă F . Se presupune că faza gazoasă este de natură
inertă (nu au loc fenomene de oxidare) şi că influenţele date de eventualele despicări,
alunecări, reduceri, modificări ale granulaţiei materialului solid, sunt neglijabile. De
asemenea, interacţiunea dintre densitatea fluxului termic F şi produsele de natură
gazoasă ale arderii sunt neglijabile. Valoarea lui F este determinată ca o valoare
medie în timp. Materialul solid, se consideră de asemenea a fi non-diatermic şi opac
la acţiunea lui F .
FAZELE ARDERII MATERIALULUI SOLID
Modelul Atreya presupune patru faze distincte. Faza de încălzire iniţială
caracterizată prin încălzirea suprafeţei solidului până la temperatura T ay , care este
definită ca fiind valoarea lui T la începutul arderii. În această etapă nu au loc reacţii
chimice (Fig. 2a) şi deoarece materialul este considerat uscat, evident nu avem
influenţe ale umidităţii. Modificarea densităţii materialului solid este de asemenea
neglijabilă, deoarece temperatura materialului solid este apropiată de temperatura de
ardere. În faza următoare de încălzire (regimul tranzitoriu – Fig. 2b), eliberarea
substanţelor volatile la suprafaţa materialului solid coincide cu formarea frontului de
ardere. În această etapă are loc o creştere rapidă a masei de substanţe volatile precum
şi o pierdere de căldură prin convecţie şi radiaţie importante la nivelul suprafeţei
materialului solid. Temperatura suprafeţei solidului şi a substanţelor volatile emise,
cresc până când se formează un strat de material solid ars, la interfaţa cu mediul
ambiant (Fig. 2c). În acest strat nou format, temperatura are valoarea T c . Etapa finală