Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

"Se vi legas la surskribon "bufalo" sur la kaĝo de elefanto, ne kredu viajn okulojn." Kozma Prutkov

En la antaŭa artikolo pri Model-Based Design montriĝis kial necesas objekta modelo, kaj pruviĝis, ke sen tiu ĉi objektomodelo oni povas nur paroli pri modelbazita dezajno kiel merkata neĝoŝtormo, sensignifa kaj senkompata. Sed kiam aperas modelo de objekto, kompetentaj inĝenieroj ĉiam havas akcepteblan demandon: kia pruvo ekzistas, ke la matematika modelo de la objekto respondas al la reala objekto.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

Unu ekzempla respondo al ĉi tiu demando estas donita en artikolo pri model-bazita dezajno de elektraj veturadoj. En ĉi tiu artikolo ni rigardos ekzemplon pri kreado de modelo por aviadilaj klimatiziloj, diluante la praktikon per iuj teoriaj konsideroj de ĝenerala naturo.

Kreante fidindan modelon de la objekto. Teorio

Por ne prokrasti, mi tuj rakontos al vi pri la algoritmo por krei modelon por model-bazita dezajno. Ĝi bezonas nur tri simplajn paŝojn:

Ŝtupo 1. Disvolvu sistemon de algebra-diferencigaj ekvacioj kiuj priskribas la dinamikan konduton de la modeligita sistemo. Ĝi estas simpla se vi konas la fizikon de la procezo. Multaj sciencistoj jam evoluigis por ni la bazajn fizikajn leĝojn nomitajn laŭ Newton, Brenoul, Navier Stokes kaj aliaj Stangeloj, Kompasoj kaj Rabinoviĉ.

Ŝtupo 2. Elektu en la rezulta sistemo aron de empiriaj koeficientoj kaj karakterizaĵoj de la modela objekto kiu povas esti akirita de testoj.

Ŝtupo 3. Testu la objekton kaj ĝustigu la modelon surbaze de la rezultoj de plenskalaj eksperimentoj, por ke ĝi respondu al la realo, kun la bezonata grado de detalo.

Kiel vi povas vidi, ĝi estas simpla, nur du tri.

Ekzemplo de praktika efektivigo

La klimatizila sistemo (ACS) en aviadilo estas ligita al aŭtomata premfunkciserva sistemo. La premo en la aviadilo ĉiam devas esti pli granda ol la ekstera premo, kaj la indico de premoŝanĝo devas esti tia ke pilotoj kaj pasaĝeroj ne sangas de la nazo kaj oreloj. Tial, la aerenirejo kaj elirejo-kontrolsistemo estas grava por sekureco, kaj multekostaj testaj sistemoj estas metitaj sur la teron por ĝia evoluo. Ili kreas temperaturojn kaj premojn ĉe flugalteco, kaj reproduktas deteriĝo- kaj alteriĝokondiĉojn ĉe flughavenoj de malsamaj altitudoj. Kaj la temo pri evoluigado kaj senararigado de kontrolsistemoj por SCV-oj altiĝas al sia plena potencialo. Kiom longe ni funkcios la testbenkon por akiri kontentigan kontrolsistemon? Evidente, se ni starigas kontrolmodelon sur modelo de objekto, tiam la ciklo de laboro sur la testbenko povas esti signife reduktita.

Aviadila klimatizilo konsistas el la samaj varmointerŝanĝiloj kiel iu alia termika sistemo. La baterio estas baterio ankaŭ en Afriko, nur klimatizilo. Sed pro limigoj de la ekfluga pezo kaj dimensioj de aviadiloj, varmointerŝanĝiloj estas faritaj kiel eble plej kompaktaj kaj efikaj por transdoni kiel eble plej multe da varmo de pli malgranda maso. Kiel rezulto, la geometrio fariĝas sufiĉe bizara. Kiel en la konsiderata kazo. Figuro 1 montras platvarmointerŝanĝilon en kiu membrano estas uzata inter la platoj por plibonigi varmotransigon. Varma kaj malvarma fridigaĵo alternas en la kanaloj, kaj la fluodirekto estas transversa. Unu fridigaĵo estas liverita al la antaŭa tranĉo, la alia - al la flanko.

Por solvi la problemon de kontrolado de SCR, ni devas scii kiom da varmo estas transdonita de unu medio al alia en tia varmointerŝanĝilo po unuo da tempo. La indico de temperaturŝanĝo, kiun ni reguligas, dependas de tio.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 1. Diagramo de aviadila varmointerŝanĝilo.

Modelaj problemoj. Hidraŭlika parto

Unuavide, la tasko estas sufiĉe simpla; necesas kalkuli la masfluon tra la varmointerŝanĝaj kanaloj kaj la varmofluon inter la kanaloj.
La masa flukvanto de la fridigaĵo en la kanaloj estas kalkulita uzante la Bernouli-formulon:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

kie:
ΔP - premdiferenco inter du punktoj;
ξ – fridiga frota koeficiento;
L - kanallongo;
d - hidraŭlika diametro de la kanalo;
ρ - denseco de malvarmiga;
ω - fridiga rapido en la kanalo.

Por kanalo de arbitra formo, la hidraŭlika diametro estas kalkulita per la formulo:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

kie:
F - fluareo;
P - malsekigita perimetro de la kanalo.

La frikciokoeficiento estas kalkulita uzante empiriajn formulojn kaj dependas de la flurapideco kaj trajtoj de la fridigaĵo. Por malsamaj geometrioj, malsamaj dependecoj estas akiritaj, ekzemple, la formulo por turbula fluo en glataj tuboj:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

kie:
Re - Reynolds nombro.

Por fluo en plataj kanaloj, la sekva formulo povas esti uzata:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

De la formulo de Bernoulli, vi povas kalkuli la premofalon por antaŭfiksita rapido, aŭ inverse, kalkuli la fridigaĵrapidecon en la kanalo, surbaze de antaŭfiksita premofalo.

Varmo interŝanĝo

La varmofluo inter la fridigaĵo kaj la muro estas kalkulita per la formulo:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

kie:
α [W/(m2×deg)] – varmotransiga koeficiento;
F - fluareo.

Por problemoj de fridiga fluo en tuboj, sufiĉa kvanto da esplorado estis farita kaj ekzistas multaj kalkulmetodoj, kaj kiel regulo, ĉio venas malsupren al empiriaj dependecoj por la varmotransiga koeficiento α [W/(m2×deg)]

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

kie:
Nu - Nusselt-nombro,
λ – koeficiento de varmokondukteco de la likvaĵo [W/(m×deg)] d – hidraŭlika (ekvivalenta) diametro.

Por kalkuli la nombron de Nusselt (kriterio), oni uzas empiriajn kriteriodependojn, ekzemple, la formulo por kalkuli la nombron de Nusselt de ronda tubo aspektas jene:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

Ĉi tie ni jam vidas la Reynolds-nombron, la Prandtl-nombron ĉe la murtemperaturo kaj likva temperaturo, kaj la malebeneckoeficiento. (Fonto)

Por ondplataj varmointerŝanĝiloj la formulo estas simila ( Fonto ):
Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

kie:
n = 0.73 m = 0.43 por turbula fluo,
koeficiento a - varias de 0,065 ĝis 0.6 depende de la nombro da platoj kaj flureĝimo.

Ni konsideru, ke ĉi tiu koeficiento estas kalkulita nur por unu punkto en la fluo. Por la sekva punkto ni havas malsaman temperaturon de la likvaĵo (ĝi varmiĝis aŭ malvarmiĝis), malsaman temperaturon de la muro kaj, sekve, ĉiuj Reynolds-nombroj kaj Prandtl-nombroj flosas.

Je ĉi tiu punkto, iu ajn matematikisto diros, ke estas neeble precize kalkuli sistemon, en kiu la koeficiento ŝanĝiĝas 10 fojojn, kaj li pravos.

Ĉiu praktika inĝeniero diros, ke ĉiu varmointerŝanĝilo estas fabrikita malsame kaj ne eblas kalkuli la sistemojn, kaj li ankaŭ pravos.

Kio pri Model-Bazita Dezajno? Ĉu ĉio vere estas perdita?

Altnivelaj vendistoj de okcidenta programaro en ĉi tiu loko vendos al vi superkomputilojn kaj 3D-kalkulsistemojn, kiel "vi ne povas fari sen ĝi." Kaj vi devas plenumi la kalkulon dum tago por akiri la temperaturdistribuon ene de 1 minuto.

Estas klare, ke ĉi tio ne estas nia elekto; ni devas sencimigi la kontrolsistemon, se ne en reala tempo, do almenaŭ en la antaŭvidebla tempo.

Solvo hazarde

Varmointerŝanĝilo estas fabrikita, serio de testoj estas efektivigitaj, kaj tabelo de la efikeco de la stabila temperaturo estas fiksita ĉe donitaj fridigaĵfluaj kurzoj. Simpla, rapida kaj fidinda ĉar la datumoj venas de testado.

La malavantaĝo de tiu aliro estas ke ekzistas neniuj dinamikaj karakterizaĵoj de la objekto. Jes, ni scias, kia estos la varmofluo en stabila stato, sed ni ne scias kiom da tempo ĝi bezonos por establi kiam ŝanĝas de unu operacia reĝimo al alia.

Tial, kalkulinte la necesajn trajtojn, ni agordas la kontrolsistemon rekte dum testado, kion ni komence ŝatus eviti.

Modelo-Bazita Aliro

Por krei modelon de dinamika varmointerŝanĝilo, necesas uzi testajn datumojn por forigi necertecojn en la empiriaj kalkulformuloj - la nombro de Nusselt kaj hidraŭlika rezisto.

La solvo estas simpla, kiel ĉio sprita. Ni prenas empirian formulon, faras eksperimentojn kaj determinas la valoron de la koeficiento a, tiel forigante la necertecon en la formulo.

Tuj kiam ni havas certan valoron de la varmotransiga koeficiento, ĉiuj aliaj parametroj estas determinitaj per la bazaj fizikaj leĝoj de konservado. La temperaturdiferenco kaj varmotransiga koeficiento determinas la kvanton de energio transdonita en la kanalon je unuotempo.

Konante la energifluon, eblas solvi la ekvaciojn de konservado de energimaso kaj impeto por la fridigaĵo en la hidraŭlika kanalo. Ekzemple ĉi tio:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Por nia kazo, la varmofluo inter la muro kaj la fridigaĵo - Qwall - restas necerta. Vi povas vidi pli da detaloj Ĉi tie…

Kaj ankaŭ la temperaturderiva ekvacio por la kanalmuro:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
kie:
ΔQwall - la diferenco inter la envenanta kaj eliranta fluo al la kanalmuro;
M estas la maso de la kanalmuro;
Cpc – varmokapacito de la murmaterialo.

Modela precizeco

Kiel menciite supre, en varmointerŝanĝilo ni havas temperaturdistribuon sur la surfaco de la plato. Por stabila valoro, vi povas preni la mezumon super la platoj kaj uzi ĝin, imagante la tutan varmointerŝanĝilon kiel unu koncentrita punkto ĉe kiu, je unu temperaturdiferenco, varmo estas transdonita tra la tuta surfaco de la varmointerŝanĝilo. Sed por pasemaj reĝimoj tia proksimumado eble ne funkcias. La alia ekstremo estas fari plurcent mil punktojn kaj ŝargi la Super Komputilon, kiu ankaŭ ne taŭgas por ni, ĉar la tasko estas agordi la kontrolsistemon en reala tempo, aŭ pli bone, pli rapide.

Estiĝas la demando, kiom da sekcioj devas esti dividita la varmointerŝanĝilo por akiri akcepteblan precizecon kaj rapidecon de kalkulo?

Kiel ĉiam, hazarde mi havis ĉemane modelon de amina varmointerŝanĝilo. La varmointerŝanĝilo estas tubo, hejta medio fluas en la tuboj, kaj varmigita medio fluas inter la sakoj. Por simpligi la problemon, la tuta varmointerŝanĝiltubo povas esti reprezentita kiel unu ekvivalenta tubo, kaj la pipo mem povas esti reprezentita kiel aro de diskretaj kalkulĉeloj, en ĉiu el kiuj punktomodelo de varmotransigo estas kalkulita. La diagramo de unuĉela modelo estas montrita en Figuro 2. La kanalo de varma aero kaj la kanalo de malvarma aero estas konektitaj tra muro, kio certigas la translokigon de varmofluo inter la kanaloj.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 2. Varmointerŝanĝilo ĉela modelo.

La tubforma varmointerŝanĝilo estas facile instalebla. Vi povas ŝanĝi nur unu parametron - la nombron da sekcioj laŭ la longo de la tubo kaj rigardi la kalkulrezultojn por malsamaj sekcioj. Ni kalkulu plurajn eblojn, komencante per divido en 5 poentojn laŭ la longo (Fig. 3) kaj ĝis 100 poentoj laŭ la longo (Fig. 4).

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 3. Senmova temperaturdistribuo de 5 kalkulitaj punktoj.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 4. Senmova temperaturdistribuo de 100 kalkulitaj punktoj.

Rezulte de la kalkuloj, montriĝis, ke la stabila temperaturo dividita en 100 poentojn estas 67,7 gradoj. Kaj se dividite en 5 kalkulitaj punktoj, la temperaturo estas 72 gradoj C.

Ankaŭ ĉe la malsupro de la fenestro estas montrata la kalkulrapideco rilate al reala tempo.
Ni vidu kiel la stabila temperaturo kaj kalkulrapideco ŝanĝiĝas depende de la nombro da kalkulpunktoj. La diferenco en konstantaj temperaturoj dum kalkuloj kun malsamaj nombroj da kalkulĉeloj povas esti uzita por taksi la precizecon de la rezulto akirita.

Tabelo 1. Dependeco de temperaturo kaj kalkulrapideco de la nombro da kalkulpunktoj laŭ la longo de la varmointerŝanĝilo.

Nombro de kalkulpunktoj Konstanta temperaturo Kalkula rapideco
5 72,66 426
10 70.19 194
25 68.56 124
50 67.99 66
100 67.8 32

Analizante ĉi tiun tabelon, ni povas tiri la jenajn konkludojn:

  • La kalkulrapideco malpliiĝas proporcie al la nombro da kalkulpunktoj en la varmointerŝanĝilo.
  • La ŝanĝo en kalkulprecizeco okazas eksponente. Ĉar la nombro da poentoj pliiĝas, la rafinado ĉe ĉiu posta pliiĝo malpliiĝas.

En la kazo de platvarmointerŝanĝilo kun transflua fridigaĵo, kiel en Figuro 1, krei ekvivalentan modelon el elementaj kalkulĉeloj estas iomete pli komplika. Ni devas ligi la ĉelojn tiel, ke oni organizu krucajn fluojn. Por 4 ĉeloj, la cirkvito aspektos kiel montrita en Figuro 5.

La fridiga fluo estas dividita laŭ la varmaj kaj malvarmaj branĉoj en du kanalojn, la kanaloj estas konektitaj tra termikaj strukturoj, tiel ke trapasante la kanalon la fridigaĵo interŝanĝas varmon kun malsamaj kanaloj. Simulante krucfluon, la varma fridigaĵo fluas de maldekstre dekstren (vidu Fig. 5) en ĉiu kanalo, sinsekve interŝanĝante varmegon kun la kanaloj de la malvarma fridigaĵo, kiu fluas de malsupre al supro (vidu Fig. 5). La plej varma punkto estas en la supra maldekstra angulo, ĉar la varma fridigaĵo interŝanĝas varmon kun la jam varmigita fridigaĵo de la malvarma kanalo. Kaj la plej malvarma estas en la malsupra dekstre, kie la malvarma fridigaĵo interŝanĝas varmon kun la varma fridigaĵo, kiu jam malvarmiĝis en la unua sekcio.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 5. Transflua modelo de 4 komputilaj ĉeloj.

Ĉi tiu modelo por plato varmointerŝanĝilo ne konsideras la varmotransigo inter ĉeloj pro varmokondukteco kaj ne konsideras la miksadon de la fridigaĵo, ĉar ĉiu kanalo estas izolita.

Sed en nia kazo, la lasta limigo ne reduktas la precizecon, ĉar en la dezajno de la varmointerŝanĝilo la ondumita membrano dividas la fluon en multajn izolitajn kanalojn laŭ la fridigaĵo (vidu Fig. 1). Ni vidu kio okazas al la kalkulprecizeco dum modelado de platvarmointerŝanĝilo kiam la nombro da kalkulĉeloj pliiĝas.

Por analizi la precizecon, ni uzas du eblojn por dividi la varmointerŝanĝilon en dezajnajn ĉelojn:

  1. Ĉiu kvadrata ĉelo enhavas du hidraŭlikajn (malvarmajn kaj varmajn fluojn) kaj unu termikan elementon. (vidu figuron 5)
  2. Ĉiu kvadrata ĉelo enhavas ses hidraŭlikajn elementojn (tri sekcioj en la varma kaj malvarma fluoj) kaj tri termikaj elementoj.

En ĉi-lasta kazo, ni uzas du tipojn de konekto:

  • kontraŭfluo de malvarmaj kaj varmaj fluoj;
  • paralela fluo de malvarma kaj varma fluo.

Kontraŭfluo pliigas efikecon kompare kun krucfluo, dum kontraŭfluo reduktas ĝin. Kun granda nombro da ĉeloj, averaĝado super la fluo okazas kaj ĉio iĝas proksima al la reala krucfluo (vidu Figuro 6).

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 6. Kvarĉela, 3-elementa transflua modelo.

Figuro 7 montras la rezultojn de la stabila senmova temperaturdistribuo en la varmointerŝanĝilo dum liverado de aero kun temperaturo de 150 °C laŭ la varma linio, kaj 21 °C laŭ la malvarma linio, por diversaj opcioj por dividado de la modelo. La koloro kaj nombroj sur la ĉelo reflektas la mezan murtemperaturon en la kalkulĉelo.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 7. Konstancigaj temperaturoj por malsamaj dezajnoskemoj.

Tabelo 2 montras la stabilan temperaturon de la varmigita aero post la varmointerŝanĝilo, depende de la dividado de la varmointerŝanĝa modelo en ĉelojn.

Tabelo 2. Dependeco de temperaturo sur la nombro da dezajnaj ĉeloj en la varmointerŝanĝilo.

Modela dimensio Konstanta temperaturo
1 elemento por ĉelo
Konstanta temperaturo
3 elementoj por ĉelo
2h2 62,7 67.7
3 × 3 64.9 68.5
4h4 66.2 68.9
8h8 68.1 69.5
10 × 10 68.5 69.7
20 × 20 69.4 69.9
40 × 40 69.8 70.1

Ĉar la nombro da kalkulĉeloj en la modelo pliiĝas, la finaj stabilsubstancaj temperaturoj pliiĝas. La diferenco inter la stabila temperaturo por malsamaj sekcioj povas esti konsiderata kiel indikilo de la precizeco de la kalkulo. Oni povas vidi, ke kun pliiĝo en la nombro da kalkulĉeloj, la temperaturo tendencas al la limo, kaj la pliiĝo en precizeco ne estas proporcia al la nombro da kalkulpunktoj.

La demando ŝprucas: kian modelan precizecon ni bezonas?

La respondo al ĉi tiu demando dependas de la celo de nia modelo. Ĉar ĉi tiu artikolo temas pri model-bazita dezajno, ni kreas modelon por agordi la kontrolsistemon. Ĉi tio signifas, ke la precizeco de la modelo devas esti komparebla al la precizeco de la sensiloj uzitaj en la sistemo.

En nia kazo, la temperaturo estas mezurata per termoparo, kies precizeco estas ±2.5°C. Ĉiu pli alta precizeco por starigi kontrolsistemon estas senutila; nia reala kontrolsistemo simple "ne vidos" ĝin. Tiel, se ni akceptas ke la limiga temperaturo por senfina nombro da sekcioj estas 70 °C, tiam modelo kiu donas al ni pli ol 67.5 °C estos sufiĉe preciza. Ĉiuj modeloj kun 3 poentoj en kalkulĉelo kaj modeloj pli grandaj ol 5x5 kun unu poento en ĉelo. (Elstarigita verde en Tabelo 2)

Dinamikaj operaciumoj

Por taksi la dinamikan reĝimon, ni taksos la procezon de temperaturŝanĝo ĉe la plej varmaj kaj malvarmaj punktoj de la varmointerŝanĝilo por malsamaj variantoj de dezajnaj skemoj. (vidu Fig. 8)

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 8. Varmigo de la varmointerŝanĝilo. Modeloj de dimensioj 2x2 kaj 10x10.

Oni povas vidi, ke la tempo de la transira procezo kaj ĝia propra naturo estas preskaŭ sendependaj de la nombro da kalkulĉeloj, kaj estas determinitaj ekskluzive de la maso de la varmigita metalo.

Tiel, ni konkludas, ke por justa modeligado de la varmointerŝanĝilo en reĝimoj de 20 ĝis 150 °C, kun la precizeco postulita de la SCR-kontrolsistemo, proksimume 10 - 20 dezajnpunktoj sufiĉas.

Starigante dinamikan modelon bazitan sur eksperimento

Havante matematikan modelon, kaj ankaŭ eksperimentajn datumojn pri purigado de la varmointerŝanĝilo, nur ni devas fari simplan korekton, nome, enkonduki intensigan faktoron en la modelon tiel ke la kalkulo koincidas kun la eksperimentaj rezultoj.

Krome, uzante la grafikan modelan krean medion, ni faros tion aŭtomate. Figuro 9 montras algoritmon por elekti varmotransigajn intensigajn koeficientojn. La datumoj akiritaj de la eksperimento estas liveritaj al la enigaĵo, la varmointerŝanĝilo estas konektita, kaj la postulataj koeficientoj por ĉiu reĝimo estas akiritaj ĉe la eligo.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 9. Algoritmo por elekti la intensigan koeficienton surbaze de la eksperimentaj rezultoj.

Tiel, ni determinas la saman koeficienton por Nusselt-nombro kaj forigas la necertecon en la kalkulformuloj. Por malsamaj operaciaj modoj kaj temperaturoj, la valoroj de la korektaj faktoroj povas ŝanĝiĝi, sed por similaj operaciaj modoj (normala funkciado) ili rezultas tre proksimaj. Ekzemple, por antaŭfiksita varmointerŝanĝilo por diversaj reĝimoj la koeficiento varias de 0.492 ĝis 0.655

Se ni aplikas koeficienton de 0.6, tiam en la studataj operaciaj modoj la kalkuleraro estos malpli ol la termopara eraro, tiel, por la kontrolsistemo, la matematika modelo de la varmointerŝanĝilo estos tute adekvata al la reala modelo.

Rezultoj de starigo de la modelo de varmointerŝanĝilo

Por taksi la kvaliton de varmotransigo, estas uzata speciala karakterizaĵo - efikeco:

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
kie:
effvarma - efikeco de la varmo-interŝanĝilo por varma fridigaĵo;
Tmontojin – temperaturo ĉe la enirejo al la varmointerŝanĝilo laŭ la varmega fridiga fluo vojo;
Tmontojeksteren – temperaturo ĉe la elirejo de ilia varmointerŝanĝilo laŭ la varmega fridiga fluo vojo;
THaloin – temperaturo ĉe la enirejo al la varmointerŝanĝilo laŭ la fluo de malvarma fridiga vojo.

Tabelo 3 montras la devion de la efikeco de la varmointerŝanĝilo modelo de la eksperimenta unu ĉe diversaj flukvantoj laŭ la varma kaj malvarma linioj.

Tabelo 3. Eraroj en kalkulado de varmotransiga efikeco en %
Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo

En nia kazo, la elektita koeficiento povas esti uzata en ĉiuj operaciaj reĝimoj interesaj por ni. Se ĉe malaltaj flukvantoj, kie la eraro estas pli granda, la bezonata precizeco ne estas atingita, ni povas uzi varian intensigan faktoron, kiu dependos de la nuna flukvanto.

Ekzemple, en figuro 10, la intensigkoeficiento estas kalkulita uzante antaŭfiksitan formulon depende de la nuna flukvanto en la kanalĉeloj.

Model-bazita dezajno. Kreado de fidinda modelo uzante la ekzemplon de aviadila varmointerŝanĝilo
Figuro 10. Varia varmotransiga pliboniga koeficiento.

trovoj

  • Scio pri fizikaj leĝoj permesas krei dinamikajn modelojn de objekto por model-bazita dezajno.
  • La modelo devas esti kontrolita kaj agordita surbaze de testaj datumoj.
  • Modelevoluiloj devus permesi al la ellaboranto personecigi la modelon bazitan sur la rezultoj de testado de la objekto.
  • Uzu la ĝustan model-bazitan aliron kaj vi estos feliĉa!

Gratifiko por tiuj, kiuj finis legi. Vidbendo pri la funkciado de virtuala modelo de la SCR-sistemo.

Nur registritaj uzantoj povas partopreni la enketon. Ensaluti, bonvolu.

Pri kio mi parolu poste?

  • 76,2%Kiel pruvi, ke la programo en la modelo respondas al la programo en la aparataro.16

  • 23,8%Kiel uzi superkomputilan komputadon por model-bazita dezajno.5

21 uzantoj voĉdonis. 1 uzanto sindetenis.

fonto: www.habr.com

Aldoni komenton