Mathematische Beschreibung der Trocknung einer Schicht brennender Waldrohstoffe: Fid-Bau Portal

Mathematische Beschreibung der Trocknung einer Schicht brennender Waldrohstoffe

Grisin, A.M. / Golovanov, A.N. / Kataeva, L.Y. / Loboda, E.L.

Der jährlich in der Welt verursachte Schaden durch Waldbrände ist bekanntlich groß. Die sichere Prognose einer Waldbrandgefahr ist daher eine aktuelle Aufgabe. Gegenwärtig sind Methoden zur Waldbrandvorhersage praktisch nicht entwickelt. Gearbeitet wird an einem neuen physikalischen und mathematischen Modell der Trocknung einer Schicht brennender Waldrohstoffe. Bei den Berechnungen wurde eine präzisierte Kinetik der Trocknung dieser Stoffe verwendet, die auf der Grundlage von Versuchsdaten über die Trocknung von Kiefernadelholz und einer Reihe anderer Nadelbaumsorten erhalten wurde. Die Rechenergebnisse werden mit Versuchsdaten über die Konvektionstrocknung brennender Waldrohstoffe unter Verwendung eines Unterschallwindkanales verglichen. Ausgegangen wird von einer Schicht brennender Waldrohstoffe (heruntergefallene Zweige, Nadelhölzer und trockenes Gras), die durch Wind angeblasen und durch Sonnenstrahlung erwärmt wird. Bekannt sind die Schichthöhe h, die Windgeschwindigkeit u_W in einer Höhe von 2 m, die Fraktionszusammensetzung der Schicht sowie die wärmephysikalischen Koeffizienten, die die Prozesse des Transportes und der Verdampfung des Wassers aus der Schicht kennzeichnen. Gefordert wird die Bestimmung der Trocknungszeit der Schicht bei vorgegebenen konkreten Witterungsbedingungen, das heißt der Zeit, bei der der Feuchtegehalt der Schicht kleiner als der kritische Wert wird. Betrachtet wird die physikalische und mathematische Modellierung der Trocknung einer Schicht brennender Waldrohstoffe in einer konjugierten Aufgabenstellung, im Rahmen derer die Gleichungen der binären Grenzschicht und des Wärme- und Stofftransportes in der Schicht gelöst werden.