Modelowanie zjawisk termicznych przepływu ciepła do lokalizacji defektów materiałowych

Kierownik projektu: dr inż. Grzegorz Gralewicz

Streszczenie projektu:

Zadanie badawcze dotyczyło modelowania zjawisk termicznych przepływu ciepła przez struktury jedno- i wielowarstwowe w celu lokalizacji defektów materiałowych. Podczas realizacji zadania badawczego przeprowadzono komputerowe modelowania zjawisk termicznych przepływu ciepła przez struktury materiałowe Opracowano następujące zagadnienia:
- różnicy fazowej pomiędzy obszarem jednorodnym, a obszarem z defektem (struktura wielowarstwowa), co pozwoliło na lokalizacje defektów (rozwarstwień warstw, szczelin powietrznych, korozji),
- rozkładu temperatury w objętości badanej struktury w celu określania wymiarów struktury,
- okresowo zmiennego warunku brzegowego przy założeniu jednego wymuszenia do potrzeb określenia parametrów technicznych i budowy generatora fali cieplnej wchodzącego w skład systemu pomiarowego techniką badań nieniszczących,
- zweryfikowano wyniki modelowania komputerowego,
- opracowano procedurę badań nieniszczących techniką fali cieplnej,
- przeprowadzono badania laboratoryjne struktur modelowych (połączenia spawane i nitowe, blacha z ogniskami korozji), elementu sprzętu chroniącego przed upadkiem z wysokości (łącznik typu hak) oraz elementu obiektu pracującego w warunkach rzeczywistych (rura wymiennika piecowego PC2 instalacji przemysłowej),
- opracowano 4 publikacje dotyczące termografii pasywnej oraz publikacja z zakresu termografii aktywnej

Prowadzone symulacje numeryczne wyżej wymienionych zagadnień dotyczyły wyznaczania parametrów termicznych (przewodności cieplnej, ciepła właściwego, stałej czasowej) oraz parametrów geometrycznych (wymiarów badanej struktury)
Na podstawie przeprowadzonych badań określono przydatność metody termografii aktywnej do wykrywania wewnętrznych defektów, pomiaru grubości warstw, a także przy określaniu właściwości cieplnych struktur materiałowych
Wynikiem praktycznym zadania badawczego jest stanowisko do badań z wykorzystaniem techniki fali cieplnej wraz z dokumentacją techniczną. Pozwoliło to na wykonanie badań struktur modelowych (połączenia spawane i nitowe, blacha z ogniskami korozji) oraz obiektu pracującego w warunkach rzeczywistych (rura wymiennika piecowego PC2 instalacji przemysłowej) w celu weryfikacji wniosków z badań modelowych. W przypadku struktur modelowych określano jakość połączeń (lokalizacja wadliwych połączeń) oraz miejsca występowania ognisk korozji pod powierzchnią farby na blasze stalowej. Badania obiektu przemysłowego miały na celu detekcję obszaru pozbawionego osadu gromadzącego się po wewnętrznej stronie rury. Aplikacja ta stwarza możliwości określania stopnia nagromadzenia się osadu i wykluczeniu z instalacji przemysłowych pieców procesowych rur stanowiących zagrożenie

Jednostka: Pracownia Ochron Oczu i Twarzy

Okres realizacji: 01.05.2004 – 31.08.2005