Численные методы при расчете двумерных температурных полей

На железнодорожном транспорте, в автомобильной промышленности и в других отраслях народного хозяйства нашли широкое применение резинотехнические или пластмассовые изделия, имеющие, как правило, сложную геометрическую форму. Эти изделия изготавливаются в закрытых тепловых камерах, в которых под высоким давлением и при заданном температурном режиме заготовки изделий выдерживаются строго определённое время. Материал заготовки хоть и обладает конечными упругими характеристиками, но находится в состоянии близкому к пластическому.

В течении времени нахождения в тепловой камере в результате химических реакций материал приобретает такие упругие свойства, которые делают его работоспособным. Этот процесс перехода пластических свойств в упругие называют вулканизацией. Производство изделий требует точного знания времени пребывания заготовки изделия в тепловой камере, в течении которого изделие прогревается до той температуры, при которой произойдёт вулканизация. Так как материал изделий имеет низкую теплопроводность, время вулканизации в зависимости от толщины изделия может изменятся от нескольких минут до нескольких часов.

Для определения времени вулканизации необходимо определить температурное поле изделий при заданных граничных условиях на внутренней и наружной поверхностях изделия (рис.2).

Экзотермический эффект вулканизации в данном случае не учитывается, поскольку повышение при этом интенсивности нагрева компенсируется понижением коэффициента теплопроводности, а соответственно и температуропроводности, при повышении температуры нагрева изделия от начальной до температуры вулканизации.