Wybrane aspekty procesu krzepnięcia zachodzącego w wilgotnym złożu granularnym

• Autorzy: Partyka Jacek

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.3540

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of the solididfication process in a moist granular bed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy przedstawiono zagadnienia dotyczące procesu krzepnięcia zachodzącego w wilgotnych granularnych ośrodkach porowatych, w których woda w wyniku oddziaływania niskich temperatur podlega przemianie fazowej. Tworząca się warstwa zakrzepła, której objętość jest większa od objętości wody, powoduje uszkodzenie struktury danego ośrodka porowatego. W opracowaniu przedstawiono charakterystykę materiałów porowatych, a także opis i sposób wyznaczenia podstawowych parametrów związanych z krzepnięciem w porowatych złożach granularnych. Ponadto, w ramach analizy teoretycznej procesu krzepnięcia w granularnym złożu, przedstawiono w pracy uproszczony model teoretyczny wilgotnego materiału porowatego, umożliwiający opracowanie odpowiednich wzorów teoretycznych opisujących zjawisko krzepnięcia. W celu weryfikacji teoretycznych rozwiązań problemu przedstawiono opis i budowę stanowiska badawczego do przeprowadzenia badań eksperymentalnych. Wykorzystując zdefiniowane wielkości bezwymiarowe i wzory, szczegółowo przedstawione w pracach innych badaczy, opracowano wykresy i zilustrowano je w pracy. Całość opracowania podsumowano wnioskami, które dotyczą dużego znaczenia praktycznego przedstawionych zagadnień, szczególnie dla stanu technicznego nawierzchni drogowych.

EN

This work presents issues related to the solidification process taking place in moist granular porous media in which water undergoes a phase change as a result of low temperatures. The characteristics of porous materials are also presented, as well as the description and method of determining the basic parameters related to solidification in porous granular deposits. Moreover, as part of the theoretical analysis of the solidification process in a granular bed, a simplified theoretical model of a wet porous material was presented, enabling the development of appropriate theoretical formulas describing the solidification phenomenon. In order to verify the theoretical solutions to the problem, a description and construction of a research stand for conducting experimental research were presented. Using defined dimensionless quantities and formulas, presented in detail in the works of other researchers, charts were developed and illustrated in the work. The entire study is summarized with conclusions that concern the great practical importance of the presented issues, especially for the technical condition of road surfaces.

Słowa kluczowe

PL

złoże granularne; złoże porowate; porowatość; krzepnięcie; front krzepnięcia

EN

granular bed; porous bed; porosity; thermal conductivity; soldification; solidification front

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 80, nr 1-2
• Strony: 36--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Partyka Jacek

• Wojskowy Instytut Techniki Inżynieryjnej

• https://orcid.org/0000-0002-8477-629X

Bibliografia

• [1] Graton L.C., Fraser H.J.: Systematic packing of spheres with particular relation to porosity and permeability, J.Geol., No. 8, 43, 1935,785-909.
• [2] Myślińska E.: Laboratoryjne badanie gruntów, PWN, Warszawa, 1997.
• [3] Polska Norma PN-88/B-06250 Beton zwykły.
• [4] Gawin D.: Modelowanie sprzężonych zjawisk cieplno-wilgotnościowych w materiałach i elementach budowlanych, Wydawnictwa Politechniki Łódzkiej, Rozprawy Naukowe z. 279, Łódż, 2000.
• [5] Дyндич Е.И., Koнcтaнтинoв B.Ф., Peycoвa B.A., 1963, Лaбopaтopный пpaкикyм пo cтpoитeльнoй физикe oгpaжaющих кoнcтpyкций, Изп-вo Хapкoвcкoгo Унивepcитeтa, 192 c. (ros.)
• [6] Witakowski P., Klisiński M., Ratajewicz-Natkowska B.: Analiza i podstawy projektowania przegród budowlanych pod względem izolacyjności higrotermicznej, Raport wykonany w ramach CPBP 02.21, temat 6.6, Warszawa, 1989.
• [7] Bezpalko N.: Zastosowanie techniki TDR do badania procesów przenoszenia masy i energii przez wybrane przegrody budowlane, Praca doktorska, Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska, Lublin, 2009.
• [8] Wirasak K., Chayanon S., Ratlanadecho P.: Experimental and Numerical Study of Solidification Process in Saturated Porous Media (Influence of the Solid Particie Types and Freezing Temperature), Journal of Mechanical Science and Technology, 2016.
• [9] Budownictwo ogólne, tom 2 Fizyka budowli, praca zbiorowa pod red. Piotra Klemma, Arkady, Warszawa, 2005-2008.
• [10] Weaver J.A., Viskanta R.: Freezing of Liquid-Saturated Porous Media, Journal of Heat Transfer, Vol. 108, Aug., 1986, pp. 654-659.
• [11] Lipnicki Z., Weigand B.: An experimental and theoretical study of solidification in a free-convection flow inside a vertical annular enclosure, International Journal of Heat and Mass Transfer 55, 2012, pp. 655-664.
• [12] Leśniewska M., Pogorzelski A.: Badania ruchu kapilarnego wody w niektórych materiałach budowlanych, "Arch. Inż. Ląd.", nr 22, 2, 1976, s. 333-343.
• [13] Płoński W., Pogorzelski J.A.: Fizyka budowli, Arkady, Warszawa, 1979.
• [14] Klemm P. i in.: Fizyka materiałów i konstrukcji budowlanych, t. 4, Politechnika Łódzka, Łódż, 1994.
• [15] Bogosłowski W.: Procesy cieplne i wilgotnościowe w budynkach, Arkady, Warszawa, 1989.
• [16] Wyrwał J., Świrska J.: Problemy zawilgocenia przegród budowlanych, Warszawa, 1998.
• [17] Kubik J.: Przepływy wilgoci w materiałach budowlanych, Politechnika Opolska, 2000.
• [18] Partyka J., Lipnicki Z.: Influence of external conditions on the solidification proces in saturated porous flat layers, International Journal of Heat and Mass Transfer Vol. 127, Part A, 2018, pp. 75-83.
• [19] Lebeau M., Konrad J.M.: The effects and significance of natural convection in rockfilI dams under cold climate conditions, Conference Paper, Department of Civil Engineering - Laval University, Quebec, 2007.
• [20] Rafalski L., Wilczek J., Kraszewski C.: Ochrona przeciwmrozowa nawierzchni drogowych na przykładzie wybranych krajów, Drogownictwo 2/2014, 39-45.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).