Моделювання процесу тепломасоперенесення в композитних поліграфічних структурах

Анотація

Сформульовано математичну модель процесу кондуктивного нагрівання композитних поліграфічних систем, яка зводиться до розв’язування початково-крайової задачі для однорідного нестаціонарного рівняння теплопровідності для двошарової пластини з несиметричними граничними умовами. Отриману початково-крайову задачу для нестаціонарного рівняння теплопровідності розв’язано методом інтегральних перетворень Лапласа, а саме: методом інтегральних перетворень Лапласа в аналітичному вигляді отримано трансформанти розподілів температури в спряжених шарах. Трансформанти розподілів температури представляються у вигляді лінійних комбінацій гіперболічних триногометричних функцій. Проведено чисельні обрахунки стаціонарної задачі теплопровідності для двошарової нескінченної пластини щодо кондуктивного сушіння; для дослідження взято композитні структури полімер-картон і полімер-папір. Визначено теплофізичні параметри картону, паперу і поліуретану, що дає змогу моделювати процес кондуктивного нагрівання картону різної товщини на основі встановленого стаціонарного розподілу температури в двошарових композитах типу поліуретан-папір, поліуретан-картон, внаслідок чого виникає можливість удосконалення процесу кондуктивного нагрівання двошарових поліграфічних матеріалів і процесу припресування полімерних плівок. Встановлено, що папір є кращим теплоізолятором, ніж картон, оскільки під час нагрівання двошарової пластини, виготовленої з поліуретану і паперу виникають більші градієнти температури, ніж при нагріванні двошарової пластини такої ж товщини з поліуретану і картону. Також, встановлено, що шар поліуретану, товщиною 1 мм втримує приблизно таку ж температуру, як і картон чи папір, товщиною 5 мм. Чисельні розрахунки стаціонарної задачі теплопровідності для двошарової нескінченної пластини дозволяють перевірити адекватність розв’язків поставленої нестаціонарної задачі.