A cikk szerzője:

Dr. habil Dr. Majorosné Lublóy Éva Eszter egyetemi docens
BME

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

Alagútfalazatok termikus vizsgálata (2. rész) – Gyakorlati ismeretek

Cikkünk első részében sorra vettük azokat az elméleti ismereteket, amelyek birtokában az alagútfalazatok termikus analízise elvégezhető. Ezekre az ismeretekre támaszkodva cikkünk második részében a mindennapi gyakorlatban alkalmazható, egyszerű lehetőségeket mutatunk be a termikus hatások számszerűsítésére. Ehhez olyan tervezési nomogramokat állítottunk elő, amelyekre példát a szakirodalomban találunk, de a tervezési lehetőséget a szabványos tűzgörbére korlátozza. Túllépve ezen a korláton, a gyakorló mérnökök számára a relevánsnak ítélt tűzgörbékhez tervezési segédletet nyújtunk.

A grafikonok vizsgálata során nyert tapasztalatok tükrében a termikus modell kialakításával kapcsolatban arra a következtetésre jutottunk, hogy a fajhő és a sűrűség hőmérsékletfüggése a modell által szolgáltatott eredményekre elhanyagolható mértékű hatást gyakorol. Ennek belátása azért célszerű, mivel így a modell kialakítása lényegesen egyszerűbbé válik. Ezt bizonyítandó mutatjuk be a 13. és 16. ábrát. A 13. ábra szemlélteti azt az esetet, amikor a fajhő és a sűrűség a hőmérséklettől függő mennyiség, míg a 16. ábra azt az esetet, amikor a sűrűség értéke 2300 kg/m3 és a fajhő értéke 1000 J/kgK. Mindkét esetben a hővezetési tényező a hőmérséklettől függő mennyiség a cikk első részében bemutatott alsó határgörbe szerint. Az alkalmazott tűzgörbe a RABT-ZTV közúti görbe.
Látható, hogy a két ábra közötti különbség elhanyagolható, így a termikus modellek kialakítása során javasolható a vizsgált paraméterek hőmérséklettől független konstans számításba vétele.
Megvizsgáltuk azt is, hogy miképp reagál modellünk a felső határgörbe szerinti értékek figyelembevételére a hővezetési tényező esetén. Ebben az esetben a sűrűség és a fajhő is hőmérséklettől függő mennyiség. A kapott eredményt a 17. ábra szemlélteti. A kapott eredmények alapján belátható, hogy a felületi hőmérsékletben nem történt változás, míg a belső zónákban kismértékű többletfelmelegedés tapasztalható. Eredményeink alapján tehát egyértelmű, hogy a felső határgörbe szerinti számítás a biztonság javára tett közelítést jelent.
Azt a közelítő esetet is megvizsgáltuk, hogy miképp változnak az eredmények, ha csak a hővezetési tényező értékét tekintjük konstansnak, amelyre 1,6 W/mK értéket vettünk fel. Ezt az esetet a 18. ábra szemlélteti.
Látható, hogy a felületi hőmérséklet esetén különbség nem tapasztalható, ellenben a belső zónákban mintegy 200 °C-os többletfelmelegedés tapasztalható, amely erősen a biztonság javára tett közelítésnek tekinthető. Nagyfokú bizonytalanság esetén ez a megközelítés alkalmazható, ellenben egyéb esetekben jelentős túlméretezéshez vezethet.
A 13., 16–18. ábrákon látható hőmérséklet-eloszlások alapján belátható, hogy egy R120 perces tűzkitét esetén nem elégséges csak a 120 perces hőmérséklet-eloszlás vizsgálata, mivel a beton­acélok szempontjából akár korábban is határállapotba kerülhetünk. Ennek fényében a lehűlési szakasszal rendelkező tűzgörbék esetén nagyfokú óvatossággal kell eljárni a tervezés során.

16. ábra. Hőmérséklet-eloszlás konstans sűrűség- és fajhőértékek esetén az alsó határgörbe szerinti hővezetési tényező mellett – RABT-ZTV közúti tűzgörbe17. ábra. Hőmérséklet-eloszlás változó sűrűség- és fajhőértékek esetén a felső határgörbe szerinti hővezetési tényező mellett – RABT-ZTV közúti tűzgörbe18. ábra. Hőmérséklet-eloszlás változó sűrűség- és fajhőértékek esetén konstans hővezetési tényező mellett – RABT-ZTV közúti tűzgörbe19. ábra. Maximális hőmérséklet a felszín alatt – RABT-ZTV közúti tűzgörbe -R30

Annak mérlegelésére, hogy egy lehűlési szakasszal rendelkező tűzgörbe esetén feltételezhetően hogyan alakul tűzkitét során a károsodás, valamint mekkora maradó szilárdság várható a tűzhatást követően, érdemes megrajzolni azt az időtől független grafikont, amely az adott mélységekhez az ott kialakuló maximális hőmérsékleti értékeket rendeli.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12345Következő »
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2023 / 5. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©