Wyznaczanie współczynnika dyfuzji wilgoci za pomocą algorytmów genetycznych

• Autorzy: Świrska-Perkowska J. , Perkowski Z.

Warianty tytułu

EN

Determination of moisture diffusivity by means of genetic algorithms

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono badania eksperymentalne kinetyki sorpcji próbek z normowej zaprawy cementowej i betonu komórkowego, wykonanych w kształcie beleczek o wymiarach ~4cm×4cm×16cm. Próbki sorbowały wilgoć z otoczenia przez jedną powierzchnię czołową tak, aby warunki eksperymentu odpowiadały jednowymiarowemu przypadkowi dyfuzji. W trakcie eksperymentu rejestrowano zmiany w czasie wskazań dwóch wag, na których opie-rały się końce beleczek za pośrednictwem podpór wykonanych z aluminiowych teowników. Następnie sformułowano współczynnikowe zadanie odwrotne w przypadku nieliniowej dyfuzji. Zadanie to rozwiązano przy wykorzystaniu metody różnic skończonych oraz algorytmów genetycznych. W efekcie uzyskano wielomiany czwartego stopnia, aproksymujące zmienność współczynnika dyfuzji wilgoci w zależności od jej stężenia w przypadku badanych materiałów budowlanych.

EN

Tests on sorption kinetics in prismatic specimens (~4cm×4cm×16cm) of standard cement mortar and cellular concrete were presented. Moisture was absorbed by the specimens through the frontal, not insulated surfaces in the conditions corresponding to a one-dimensional case of diffusion. During the experiment the indications of two balances on which the ends of specimens were supported thanks to the small aluminium T-bars glued to them were recorded. Next, a coefficient inverse problem was formulated employing a non-linear model of diffusion. The problem consisted in finding a minimum of square error function for experimental and calculated (according to the model) data. It was solved by means of the finite difference method and genetic algorithms. As a result, values of coefficients for polynomials of the 4th degree describing the moisture contents – moisture diffusivity relation for the tested building materials were obtained.

Słowa kluczowe

PL

materiał budowlany; zaprawa cementowa; gazobeton; transport wilgoci; współczynnik dyfuzji; sorpcja wilgoci; kinetyka procesu; algorytm genetyczny

EN

building material; cement mortar; cellular concrete; moisture transport; diffusion coefficient; moisture sorption; process kinetics; genetic algorithm

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 59, nr 3/III
• Strony: 39--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Świrska-Perkowska J.

autor

Perkowski Z.

• Politechnika Opolska,

Bibliografia

• [1] Crank J.: The mathematics of diffusion, 2th ed., Oxford University Press, Oxford 1975.
• [2] Cai L.: Determination of diffusion coefficient for sub-alpine fir, Wood Science and Technology, 39, 2005, 153-62.
• [3] Danvind J., Ekevad M.: Local water vapour diffusion coefficient when drying Norway spruce sapwood, J. Wood Science, 52, 3, 2006, 195-201.
• [4] Dincer I.: Moisture loss from wood products during dying – Part I: Moisture diffusivities and moisture transfer coefficients, Energy Sources, 20, 1998, 67-75.
• [5] Garbalińska H.: Measurement of the mass diffusivity in cement mortar: use of initial rates of water absorption, Int. J. Heat and Mass Transfer, 45, 2002, 1353-1357.
• [6] Garbalińska H., Kowalski S.J., Staszak M.: Linear and non-linear analysis of desorption processes in cement mortar, Cement and Concrete Research, 40, 2010, 752-762.
• [7] Kubik J.: Przepływ wilgoci w materiałach budowlanych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole, 2000.
• [8] Olek W., Weres J.: Effects of the method o identification of the diffusion coefficient on accuracy of modelling bound water transfer in wood, Transport in Porous Media, 66, 2007, 135-144.
• [9] Świrska-Perkowska J.: Adsorpcja i ruch wilgoci w porowatych materiałach budowlanych w warunkach izotermicznych, PAN KILiW, Studia z zakresu inż., 77, Warszawa, 2012.