"Jekk taqra l-iskrizzjoni "buffalo" fuq il-gaġġa tal-iljunfant, temminx għajnejk." Kozma Prutkov
Fil-preċedenti intwera għaliex hemm bżonn ta' mudell ta' oġġett, u ġie ppruvat li mingħajr dan il-mudell ta' oġġett wieħed jista' jitkellem biss fuq disinn ibbażat fuq mudell bħala blizzard tal-marketing, bla sens u bla ħniena. Imma meta jidher mudell ta 'oġġett, inġiniera kompetenti dejjem ikollhom mistoqsija raġonevoli: x'evidenza hemm li l-mudell matematiku tal-oġġett jikkorrispondi mal-oġġett reali.
Eżempju ta’ tweġiba għal din il-mistoqsija tingħata fi F'dan l-artikolu se nħarsu lejn eżempju ta 'ħolqien ta' mudell għal sistemi ta 'kondizzjonament ta' l-arja ta 'inġenji ta' l-ajru, li nħalltu l-prattika b'xi kunsiderazzjonijiet teoretiċi ta 'natura ġenerali.
Ħolqien ta 'mudell affidabbli tal-oġġett. Teorija
Sabiex ma tipprocrastinawx, jien ngħidlek minnufih dwar l-algoritmu għall-ħolqien ta 'mudell għal disinn ibbażat fuq mudell. Tieħu biss tliet passi sempliċi:
Pass 1. Żviluppa sistema ta 'ekwazzjonijiet alġebrin-differenzjali li jiddeskrivu l-imġieba dinamika tas-sistema mudellata. Huwa sempliċi jekk taf il-fiżika tal-proċess. Bosta xjentisti diġà żviluppaw għalina l-liġijiet fiżiċi bażiċi msemmijin għal Newton, Brenoul, Navier Stokes u Stangels, Compasses u Rabinovich oħra.
Pass 2. Agħżel fis-sistema li tirriżulta sett ta 'koeffiċjenti empiriċi u karatteristiċi tal-oġġett tal-immudellar li jistgħu jinkisbu mit-testijiet.
Pass 3. Ittestja l-oġġett u aġġusta l-mudell ibbażat fuq ir-riżultati ta 'esperimenti fuq skala sħiħa, sabiex jikkorrispondi mar-realtà, bil-grad meħtieġ ta' dettall.
Kif tistgħu taraw, huwa sempliċi, biss tnejn tlieta.
Eżempju ta' implimentazzjoni prattika
Is-sistema tal-kondizzjonament tal-arja (ACS) f'inġenju tal-ajru hija konnessa ma' sistema awtomatika ta' manutenzjoni tal-pressjoni. Il-pressjoni fl-ajruplan għandha dejjem tkun ikbar mill-pressjoni esterna, u r-rata tal-bidla tal-pressjoni għandha tkun tali li l-piloti u l-passiġġieri ma joħorġux demm mill-imnieħer u mill-widnejn. Għalhekk, is-sistema ta 'kontroll tad-dħul u l-ħruġ tal-arja hija importanti għas-sikurezza, u sistemi ta' ttestjar għaljin jitqiegħdu fuq l-art għall-iżvilupp tagħha. Huma joħolqu temperaturi u pressjonijiet fl-altitudni tat-titjira, u jirriproduċu kundizzjonijiet tat-tlugħ u l-inżul f'ajruporti ta 'altitudni differenti. U l-kwistjoni tal-iżvilupp u d-debugging ta 'sistemi ta' kontroll għall-SCVs qed tiżdied għall-potenzjal sħiħ tagħha. Kemm se ddum inħaddmu l-bank tat-test biex tikseb sistema ta 'kontroll sodisfaċenti? Ovvjament, jekk inwaqqfu mudell ta 'kontroll fuq mudell ta' oġġett, allura ċ-ċiklu ta 'xogħol fuq il-bank tat-test jista' jitnaqqas b'mod sinifikanti.
Sistema ta’ arja kundizzjonata ta’ inġenju tal-ajru tikkonsisti fl-istess skambjaturi tas-sħana bħal kull sistema termali oħra. Il-batterija hija batterija fl-Afrika wkoll, arja kondizzjonata biss. Iżda minħabba limitazzjonijiet fuq il-piż tat-tlugħ u d-dimensjonijiet tal-inġenji tal-ajru, l-iskambjaturi tas-sħana huma magħmula kemm jista 'jkun kompatti u effiċjenti sabiex tittrasferixxi kemm jista' jkun sħana minn massa iżgħar. Bħala riżultat, il-ġeometrija ssir pjuttost stramba. Bħal fil-każ li qed jiġi kkunsidrat. Il-Figura 1 turi skambjatur tas-sħana tal-pjanċa li fih tintuża membrana bejn il-pjanċi biex ittejjeb it-trasferiment tas-sħana. Il-likwidu li jkessaħ sħun u kiesaħ jalterna fil-kanali, u d-direzzjoni tal-fluss hija trasversali. Likwid li jkessaħ wieħed huwa fornut mal-qatgħa ta 'quddiem, l-ieħor - mal-ġenb.
Biex issolvi l-problema tal-kontroll tal-SCR, għandna bżonn inkunu nafu kemm tiġi trasferita sħana minn mezz għal ieħor f'tali skambjatur tas-sħana għal kull unità ta 'ħin. Ir-rata tal-bidla fit-temperatura, li aħna nirregolaw, tiddependi minn dan.
Figura 1. Dijagramma ta' skambjatur tas-sħana ta' inġenju tal-ajru.
Problemi tal-immudellar. Parti idrawlika
L-ewwel daqqa t'għajn, il-kompitu huwa pjuttost sempliċi; huwa meħtieġ li jiġi kkalkulat il-fluss tal-massa mill-kanali tal-iskambjatur tas-sħana u l-fluss tas-sħana bejn il-kanali.
Ir-rata tal-fluss tal-massa tal-likwidu li jkessaħ fil-kanali hija kkalkulata bl-użu tal-formula Bernouli:
fejn:
ΔP – differenza fil-pressjoni bejn żewġ punti;
ξ – koeffiċjent tal-frizzjoni tal-likwidu li jkessaħ;
L - tul tal-kanal;
d – dijametru idrawliku tal-kanal;
ρ – id-densità tal-likwidu li jkessaħ;
ω – veloċità tal-likwidu li jkessaħ fil-kanal.
Għal kanal ta 'forma arbitrarja, id-dijametru idrawliku huwa kkalkulat bil-formula:
fejn:
F – żona tal-fluss;
P – perimetru imxarrab tal-kanal.
Il-koeffiċjent tal-frizzjoni huwa kkalkulat bl-użu ta 'formuli empiriċi u jiddependi fuq il-veloċità tal-fluss u l-proprjetajiet tal-likwidu li jkessaħ. Għal ġeometriji differenti, jinkisbu dipendenzi differenti, pereżempju, il-formula għal fluss turbolenti f'pajpijiet lixxi:
fejn:
Re – Numru Reynolds.
Għall-fluss f'kanali ċatti, tista' tintuża l-formula li ġejja:
Mill-formula ta 'Bernoulli, tista' tikkalkula l-waqgħa tal-pressjoni għal veloċità partikolari, jew viċi versa, tikkalkula l-veloċità tal-likwidu li jkessaħ fil-kanal, ibbażata fuq tnaqqis fil-pressjoni partikolari.
Skambju tas-sħana
Il-fluss tas-sħana bejn il-likwidu li jkessaħ u l-ħajt huwa kkalkulat permezz tal-formula:
fejn:
α [W/(m2×deg)] – koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana;
F – żona tal-fluss.
Għal problemi ta 'fluss tal-likwidu li jkessaħ fil-pajpijiet, twettqet ammont suffiċjenti ta' riċerka u hemm ħafna metodi ta 'kalkolu, u bħala regola, kollox jaqa' għal dipendenzi empiriċi għall-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana α [W/(m2×deg)]
fejn:
Nu – numru Nusselt,
λ – koeffiċjent tal-konduttività termali tal-likwidu [W/(m×deg)] d – dijametru idrawliku (ekwivalenti).
Biex jiġi kkalkulat in-numru Nusselt (kriterju), jintużaw dipendenzi empiriċi tal-kriterju, pereżempju, il-formula għall-kalkolu tan-numru Nusselt ta' pajp tond tidher bħal din:
Hawnhekk diġà naraw in-numru Reynolds, in-numru Prandtl fit-temperatura tal-ħajt u t-temperatura tal-likwidu, u l-koeffiċjent ta 'l-irregolarità. ()
Għall-iskambjaturi tas-sħana tal-pjanċi korrugati l-formula hija simili ( ):
fejn:
n = 0.73 m = 0.43 għal fluss turbolenti,
koeffiċjent a - ivarja minn 0,065 sa 0.6 skond in-numru ta 'pjanċi u r-reġim tal-fluss.
Ejja nqisu li dan il-koeffiċjent huwa kkalkulat biss għal punt wieħed fil-fluss. Għall-punt li jmiss għandna temperatura differenti tal-likwidu (saħħnu jew kesaħ), temperatura differenti tal-ħajt u, għaldaqstant, in-numri Reynolds u n-numri Prandtl kollha jgħumu.
F'dan il-punt, kull matematiku jgħid li huwa impossibbli li tikkalkula b'mod preċiż sistema li fiha l-koeffiċjent jinbidel 10 darbiet, u hu se jkollu raġun.
Kwalunkwe inġinier prattiku jgħid li kull skambjatur tas-sħana huwa manifatturat b'mod differenti u huwa impossibbli li jiġu kkalkulati s-sistemi, u hu wkoll ikollu raġun.
Xi ngħidu dwar id-Disinn Ibbażat fuq Mudell? Huwa kollox verament mitluf?
Bejjiegħa avvanzati ta' softwer tal-Punent f'dan il-post ser ibigħulek superkompjuters u sistemi ta' kalkolu 3D, bħal "ma tistax tagħmel mingħajrha." U għandek bżonn tmexxi l-kalkolu għal ġurnata biex tikseb id-distribuzzjoni tat-temperatura fi żmien minuta.
Huwa ċar li din mhix l-għażla tagħna; irridu niddibaggjaw is-sistema ta 'kontroll, jekk mhux f'ħin reali, allura għall-inqas fiż-żmien prevedibbli.
Soluzzjoni bl-addoċċ
Jiġi mmanifatturat skambjatur tas-sħana, isiru serje ta 'testijiet, u tabella tal-effiċjenza tat-temperatura ta' l-istat fiss hija ssettjata f'rati ta 'fluss partikolari tal-likwidu li jkessaħ. Sempliċi, veloċi u affidabbli minħabba li d-dejta tiġi mill-ittestjar.
L-iżvantaġġ ta 'dan l-approċċ huwa li m'hemm l-ebda karatteristiċi dinamiċi tal-oġġett. Iva, nafu x'se jkun il-fluss tas-sħana fi stat fiss, iżda ma nafux kemm se jieħu biex jiġi stabbilit meta taqleb minn mod operattiv għal ieħor.
Għalhekk, wara li kkalkulaw il-karatteristiċi meħtieġa, aħna kkonfiguraw is-sistema ta 'kontroll direttament waqt l-ittestjar, li inizjalment nixtiequ nevitaw.
Approċċ Ibbażat fuq Mudell
Biex jinħoloq mudell ta 'skambjatur tas-sħana dinamiku, huwa meħtieġ li tintuża data tat-test biex jiġu eliminati l-inċertezzi fil-formuli tal-kalkolu empiriċi - in-numru ta' Nusselt u r-reżistenza idrawlika.
Is-soluzzjoni hija sempliċi, bħal kollox inġenjuż. Nieħdu formula empirika, nagħmlu esperimenti u niddeterminaw il-valur tal-koeffiċjent a, u b'hekk neliminaw l-inċertezza fil-formula.
Hekk kif ikollna ċertu valur tal-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana, il-parametri l-oħra kollha huma ddeterminati mil-liġijiet fiżiċi bażiċi tal-konservazzjoni. Id-differenza fit-temperatura u l-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana jiddeterminaw l-ammont ta 'enerġija trasferita fil-kanal għal kull unità ta' ħin.
Meta tkun taf il-fluss tal-enerġija, huwa possibbli li jiġu solvuti l-ekwazzjonijiet tal-konservazzjoni tal-massa tal-enerġija u l-momentum għall-likwidu li jkessaħ fil-kanal idrawliku. Per eżempju dan:
Għall-każ tagħna, il-fluss tas-sħana bejn il-ħajt u l-likwidu li jkessaħ - Qwall - jibqa 'inċert. Tista' tara aktar dettalji
U wkoll l-ekwazzjoni derivattiva tat-temperatura għall-ħajt tal-kanal:
fejn:
ΔQwall – id-differenza bejn il-fluss deħlin u ħerġin lejn il-ħajt tal-kanal;
M hija l-massa tal-ħajt tal-kanal;
Cpc – il-kapaċità tas-sħana tal-materjal tal-ħajt.
Eżattezza tal-mudell
Kif imsemmi hawn fuq, fi skambjatur tas-sħana għandna distribuzzjoni tat-temperatura fuq il-wiċċ tal-pjanċa. Għal valur fiss, tista 'tieħu l-medja fuq il-pjanċi u tużaha, billi timmaġina l-iskambjatur tas-sħana kollu bħala punt wieħed konċentrat li fih, f'differenza fit-temperatura waħda, is-sħana tiġi trasferita mill-wiċċ kollu tal-iskambjatur tas-sħana. Iżda għal reġimi temporanji tali approssimazzjoni tista' ma taħdimx. L-estrem l-ieħor huwa li tagħmel diversi mijiet ta 'eluf ta' punti u tgħabbi s-Super Computer, li wkoll mhix adattata għalina, peress li l-kompitu huwa li tikkonfigura s-sistema ta 'kontroll f'ħin reali, jew aħjar, aktar malajr.
Tqum il-mistoqsija, f'kemm sezzjonijiet għandu jinqasam l-iskambjatur tas-sħana sabiex tinkiseb preċiżjoni u veloċità aċċettabbli tal-kalkolu?
Bħal dejjem, b'kumbinazzjoni nzertajt għandi mudell ta' skambjatur tas-sħana tal-amine. L-iskambjatur tas-sħana huwa tubu; medju li jsaħħan jiċċirkola fil-pajpijiet, u mezz imsaħħan jgħaddi bejn il-boroż. Biex tissimplifika l-problema, it-tubu kollu tal-iskambjatur tas-sħana jista 'jiġi rappreżentat bħala pajp wieħed ekwivalenti, u l-pajp innifsu jista' jiġi rappreżentat bħala sett ta 'ċelloli ta' kalkolu diskreti, li f'kull wieħed minnhom jiġi kkalkulat mudell ta 'punt ta' trasferiment tas-sħana. Id-dijagramma ta 'mudell ta' ċellula waħda hija murija fil-Figura 2. Il-kanal tal-arja sħuna u l-kanal tal-arja kiesħa huma konnessi permezz ta 'ħajt, li jiżgura t-trasferiment tal-fluss tas-sħana bejn il-kanali.
Figura 2. Mudell taċ-ċellula tal-iskambjatur tas-sħana.
Il-mudell tal-iskambjatur tas-sħana tubulari huwa faċli biex jitwaqqaf. Tista 'tbiddel parametru wieħed biss - in-numru ta' sezzjonijiet tul it-tul tal-pajp u tħares lejn ir-riżultati tal-kalkolu għal diviżorji differenti. Ejja nikkalkulaw diversi għażliet, nibdew b'diviżjoni f'punti 5 tul it-tul (Fig. 3) u sa 100 punt tul it-tul (Fig. 4).
Figura 3. Distribuzzjoni tat-temperatura stazzjonarja ta '5 punti kkalkulati.
Figura 4. Distribuzzjoni tat-temperatura stazzjonarja ta '100 punti kkalkulati.
Bħala riżultat tal-kalkoli, irriżulta li t-temperatura tal-istat fiss meta maqsuma f'100 punt hija 67,7 grad. U meta maqsuma f'5 punti kkalkulati, it-temperatura hija 72 gradi C.
Ukoll fil-qiegħ tat-tieqa tintwera l-veloċità tal-kalkolu relattiva għall-ħin reali.
Ejja naraw kif it-temperatura fl-istat fiss u l-veloċità tal-kalkolu jinbidlu skont in-numru ta 'punti ta' kalkolu. Id-differenza fit-temperaturi fi stat fiss matul il-kalkoli b'numri differenti ta 'ċelluli ta' kalkolu tista 'tintuża biex tiġi vvalutata l-eżattezza tar-riżultat miksub.
Tabella 1. Dipendenza tat-temperatura u l-veloċità tal-kalkolu fuq in-numru ta 'punti ta' kalkolu tul it-tul tal-iskambjatur tas-sħana.
| Numru ta' punti ta' kalkolu | Temperatura stabbli | Veloċità tal-kalkolu |
| 5 | 72,66 | 426 |
| 10 | 70.19 | 194 |
| 25 | 68.56 | 124 |
| 50 | 67.99 | 66 |
| 100 | 67.8 | 32 |
Meta nanalizzaw din it-tabella, nistgħu niġbdu l-konklużjonijiet li ġejjin:
- Il-veloċità tal-kalkolu tinżel fi proporzjon għan-numru ta 'punti ta' kalkolu fil-mudell tal-iskambjatur tas-sħana.
- Il-bidla fl-eżattezza tal-kalkolu sseħħ b'mod esponenzjali. Hekk kif in-numru ta 'punti jiżdied, ir-raffinament f'kull żieda sussegwenti jonqos.
Fil-każ ta 'skambjatur tas-sħana tal-pjanċa b'likwidu li jkessaħ cross-flow, bħal fil-Figura 1, il-ħolqien ta' mudell ekwivalenti minn ċelloli ta 'kalkolu elementari huwa kemmxejn aktar ikkumplikat. Għandna bżonn nikkonnettjaw iċ-ċelloli b'tali mod li norganizzaw cross flows. Għal 4 ċelloli, iċ-ċirkwit se jidher kif muri fil-Figura 5.
Il-fluss tal-likwidu li jkessaħ huwa maqsum tul il-fergħat sħan u kesħin f'żewġ kanali, il-kanali huma konnessi permezz ta 'strutturi termali, sabiex meta jgħaddi mill-kanal il-likwidu li jkessaħ jiskambja s-sħana b'kanali differenti. Jissimula l-fluss trasversali, il-likwidu li jkessaħ jaħraq jiċċirkola mix-xellug għal-lemin (ara Fig. 5) f'kull kanal, b'mod sekwenzjali jiskambja s-sħana mal-kanali tal-likwidu li jkessaħ kiesaħ, li jgħaddi minn isfel għal fuq (ara Fig. 5). L-iktar punt sħun jinsab fir-rokna ta 'fuq tax-xellug, peress li l-likwidu li jkessaħ jaħraq jiskambja s-sħana mal-likwidu li jkessaħ diġà msaħħan tal-kanal kiesaħ. U l-iktar kiesaħ huwa fin-naħa t'isfel tal-lemin, fejn il-likwidu li jkessaħ kiesaħ jiskambja s-sħana mal-likwidu li jkessaħ sħun, li diġà tkessaħ fl-ewwel taqsima.
Figura 5. Mudell ta 'fluss inkroċjat ta' 4 ċelloli komputazzjonali.
Dan il-mudell għal skambjatur tas-sħana tal-pjanċa ma jqisx it-trasferiment tas-sħana bejn iċ-ċelloli minħabba l-konduttività termali u ma jqisx it-taħlit tal-likwidu li jkessaħ, peress li kull kanal huwa iżolat.
Iżda fil-każ tagħna, l-aħħar limitazzjoni ma tnaqqasx l-eżattezza, peress li fid-disinn tal-iskambjatur tas-sħana l-membrana korrugata taqsam il-fluss f'ħafna kanali iżolati tul il-likwidu li jkessaħ (ara Fig. 1). Ejja naraw x'jiġri mill-eżattezza tal-kalkolu meta timmudella skambjatur tas-sħana tal-pjanċa hekk kif in-numru ta 'ċelloli tal-kalkolu jiżdied.
Biex tanalizza l-eżattezza, nużaw żewġ għażliet biex naqsmu l-iskambjatur tas-sħana f'ċelloli tad-disinn:
- Kull ċellula kwadra fiha żewġ idrawliċi (flussi kiesaħ u sħun) u element termali wieħed. (ara l-Figura 5)
- Kull ċellula kwadra fiha sitt elementi idrawliċi (tliet sezzjonijiet fil-flussi sħun u kiesaħ) u tliet elementi termali.
Fil-każ tal-aħħar, nużaw żewġ tipi ta 'konnessjoni:
- kontrofluss ta' flussi kesħin u sħan;
- fluss parallel ta 'fluss kiesaħ u sħun.
A counter flow iżid l-effiċjenza meta mqabbel ma 'cross flow, filwaqt li counter flow inaqqasha. B'numru kbir ta 'ċelloli, iseħħ il-medja fuq il-fluss u kollox isir qrib il-fluss inkroċjat reali (ara l-Figura 6).
Figura 6. Mudell ta 'cross-flow b'erba' ċelloli, 3 elementi.
Il-Figura 7 turi r-riżultati tad-distribuzzjoni tat-temperatura stazzjonarja fi stat fiss fl-iskambjatur tas-sħana meta tforni l-arja b'temperatura ta '150 °C tul il-linja sħuna, u 21 °C tul il-linja kiesħa, għal diversi għażliet għad-diviżjoni tal-mudell. Il-kulur u n-numri fuq iċ-ċellula jirriflettu t-temperatura medja tal-ħajt fiċ-ċellula tal-kalkolu.
Figura 7. Temperaturi fi stat fiss għal skemi ta 'disinn differenti.
It-Tabella 2 turi t-temperatura ta 'l-istat fiss ta' l-arja msaħħna wara l-iskambjatur tas-sħana, skond id-diviżjoni tal-mudell ta 'l-iskambjatur tas-sħana f'ċelloli.
Tabella 2. Dipendenza tat-temperatura fuq in-numru ta 'ċelloli tad-disinn fl-iskambjatur tas-sħana.
| Dimensjoni tal-mudell | Temperatura stabbli 1 element għal kull ċellula |
Temperatura stabbli 3 elementi għal kull ċellula |
| 2х2 | 62,7 | 67.7 |
| 3 × 3 | 64.9 | 68.5 |
| 4х4 | 66.2 | 68.9 |
| 8х8 | 68.1 | 69.5 |
| 10 × 10 | 68.5 | 69.7 |
| 20 × 20 | 69.4 | 69.9 |
| 40 × 40 | 69.8 | 70.1 |
Hekk kif in-numru ta 'ċelluli ta' kalkolu fil-mudell jiżdied, it-temperatura finali tal-istat fiss tiżdied. Id-differenza bejn it-temperatura tal-istat fiss għal diviżorji differenti tista 'titqies bħala indikatur tal-eżattezza tal-kalkolu. Wieħed jista 'jara li b'żieda fin-numru ta' ċelloli ta 'kalkolu, it-temperatura għandha tendenza għal-limitu, u ż-żieda fl-eżattezza mhix proporzjonali għan-numru ta' punti ta 'kalkolu.
Tqum il-mistoqsija: x'tip ta 'eżattezza tal-mudell għandna bżonn?
It-tweġiba għal din il-mistoqsija tiddependi fuq l-iskop tal-mudell tagħna. Peress li dan l-artikolu huwa dwar disinn ibbażat fuq mudell, noħolqu mudell biex tikkonfigura s-sistema ta 'kontroll. Dan ifisser li l-eżattezza tal-mudell għandha tkun komparabbli mal-eżattezza tas-sensuri użati fis-sistema.
Fil-każ tagħna, it-temperatura titkejjel minn thermocouple, li l-eżattezza tiegħu hija ± 2.5 ° C. Kwalunkwe preċiżjoni ogħla għall-iskop li titwaqqaf sistema ta 'kontroll hija inutli; is-sistema ta' kontroll reali tagħna sempliċement "mhux se taraha". Għalhekk, jekk nassumu li t-temperatura ta 'limitazzjoni għal numru infinit ta' diviżorji hija 70 °C, allura mudell li jagħtina aktar minn 67.5 °C ikun preċiż biżżejjed. Il-mudelli kollha bi 3 punti f'ċellula ta' kalkolu u mudelli akbar minn 5x5 b'punt wieħed f'ċellula. (Enfasizzat bl-aħdar fit-Tabella 2)
Modi operattivi dinamiċi
Biex nevalwaw ir-reġim dinamiku, aħna se nevalwaw il-proċess tal-bidla fit-temperatura fil-punti l-aktar sħan u kesħin tal-ħajt tal-iskambjatur tas-sħana għal varjanti differenti ta 'skemi ta' disinn. (ara Fig. 8)
Figura 8. Tisħon l-iskambjatur tas-sħana. Mudelli ta 'dimensjonijiet 2x2 u 10x10.
Wieħed jista 'jara li l-ħin tal-proċess ta' transizzjoni u n-natura stess tiegħu huma prattikament indipendenti min-numru ta 'ċelloli ta' kalkolu, u huma determinati esklussivament mill-massa tal-metall imsaħħan.
Għalhekk, nikkonkludu li għall-immudellar ġust tal-iskambjatur tas-sħana f'modi minn 20 sa 150 °C, bl-eżattezza meħtieġa mis-sistema ta 'kontroll SCR, madwar 10 - 20 punt tad-disinn huma biżżejjed.
It-twaqqif ta' mudell dinamiku bbażat fuq esperiment
Li jkollok mudell matematiku, kif ukoll dejta sperimentali dwar it-tindif tal-iskambjatur tas-sħana, kull ma rridu nagħmlu huwa li nagħmlu korrezzjoni sempliċi, jiġifieri, nintroduċu fattur ta 'intensifikazzjoni fil-mudell sabiex il-kalkolu jikkoinċidi mar-riżultati sperimentali.
Barra minn hekk, bl-użu tal-ambjent tal-ħolqien tal-mudell grafiku, se nagħmlu dan awtomatikament. Il-Figura 9 turi algoritmu għall-għażla tal-koeffiċjenti tal-intensifikazzjoni tat-trasferiment tas-sħana. Id-dejta miksuba mill-esperiment hija fornuta lill-input, il-mudell tal-iskambjatur tas-sħana huwa konness, u l-koeffiċjenti meħtieġa għal kull mod jinkisbu fl-output.
Figura 9. Algoritmu għall-għażla tal-koeffiċjent ta 'intensifikazzjoni ibbażat fuq ir-riżultati sperimentali.
Għalhekk, niddeterminaw l-istess koeffiċjent għal numru Nusselt u neliminaw l-inċertezza fil-formuli tal-kalkolu. Għal modi operattivi u temperaturi differenti, il-valuri tal-fatturi ta 'korrezzjoni jistgħu jinbidlu, iżda għal modi operattivi simili (tħaddim normali) jirriżultaw li huma qrib ħafna. Pereżempju, għal skambjatur tas-sħana partikolari għal diversi modi il-koeffiċjent ivarja minn 0.492 sa 0.655
Jekk napplikaw koeffiċjent ta '0.6, allura fil-modi operattivi taħt studju l-iżball tal-kalkolu jkun inqas mill-iżball tat-termokoppja, għalhekk, għas-sistema ta' kontroll, il-mudell matematiku tal-iskambjatur tas-sħana jkun kompletament adegwat għall-mudell reali.
Riżultati tat-twaqqif tal-mudell tal-iskambjatur tas-sħana
Biex tiġi vvalutata l-kwalità tat-trasferiment tas-sħana, tintuża karatteristika speċjali - effiċjenza:
fejn:
effsħun – effiċjenza tal-iskambjatur tas-sħana għal likwidu li jkessaħ sħun;
Tmuntanjiin – temperatura fid-daħla tal-iskambjatur tas-sħana tul il-mogħdija tal-fluss tal-likwidu li jkessaħ sħun;
Tmuntanjibarra – temperatura fl-iżbokk tal-iskambjatur tas-sħana tagħhom tul il-mogħdija tal-fluss tal-likwidu li jkessaħ sħun;
TSalain – temperatura fid-daħla tal-iskambjatur tas-sħana tul il-mogħdija tal-fluss tal-likwidu li jkessaħ.
It-Tabella 3 turi d-devjazzjoni tal-effiċjenza tal-mudell tal-iskambjatur tas-sħana minn dak sperimentali f'diversi rati ta 'fluss tul il-linji sħun u kiesaħ.
Tabella 3. Żbalji fil-kalkolu tal-effiċjenza tat-trasferiment tas-sħana f'%
Fil-każ tagħna, il-koeffiċjent magħżul jista 'jintuża fil-modi operattivi kollha ta' interess għalina. Jekk b'rati ta 'fluss baxxi, fejn l-iżball huwa akbar, l-eżattezza meħtieġa ma tinkisebx, nistgħu nużaw fattur ta' intensifikazzjoni varjabbli, li jiddependi fuq ir-rata tal-fluss kurrenti.
Pereżempju, fil-Figura 10, il-koeffiċjent ta 'intensifikazzjoni huwa kkalkulat bl-użu ta' formula partikolari skont ir-rata tal-fluss kurrenti fiċ-ċelloli tal-kanal.
Figura 10. Koeffiċjent varjabbli tat-titjib tat-trasferiment tas-sħana.
Sejbiet
- L-għarfien tal-liġijiet fiżiċi jippermettilek toħloq mudelli dinamiċi ta 'oġġett għal disinn ibbażat fuq mudell.
- Il-mudell għandu jiġi vverifikat u sintonizzat abbażi tad-dejta tat-test.
- Għodod ta 'żvilupp tal-mudelli għandhom jippermettu lill-iżviluppatur jippersonalizza l-mudell ibbażat fuq ir-riżultati tal-ittestjar tal-oġġett.
- Uża l-approċċ ibbażat fuq il-mudell it-tajjeb u tkun kuntent!
Bonus għal dawk li spiċċaw jaqraw.
Utenti reġistrati biss jistgħu jipparteċipaw fl-istħarriġ. , ta 'xejn.
Fuq xiex għandi nitkellem imiss?
-
76,2%Kif tipprova li l-programm fil-mudell jikkorrispondi mal-programm fil-ħardwer.16
-
23,8%Kif tuża l-kompjuters tas-superkompjuter għal disinn ibbażat fuq mudell.5
21 utent ivvutaw. utent 1 astjena.
Sors: www.habr.com