"ඔබ අලි කූඩුවේ "මී හරකුන්" යන සෙල්ලිපිය කියවා ඇත්නම්, ඔබේ ඇස් විශ්වාස නොකරන්න." Kozma Prutkov

පෙර දී ආදර්ශ-පාදක නිර්මාණය පිළිබඳ ලිපිය වස්තු ආකෘතියක් අවශ්‍ය වන්නේ මන්දැයි පෙන්වා දුන් අතර, මෙම වස්තු ආකෘතිය නොමැතිව කෙනෙකුට ආදර්ශ පාදක නිර්මාණයක් ගැන කතා කළ හැක්කේ අලෙවිකරණ හිම කුණාටුවක් ලෙස අර්ථ විරහිත සහ අනුකම්පා විරහිත බව ඔප්පු විය. නමුත් වස්තුවක ආකෘතියක් දිස්වන විට, දක්ෂ ඉංජිනේරුවන්ට සෑම විටම සාධාරණ ප්රශ්නයක් තිබේ: වස්තුවේ ගණිතමය ආකෘතිය සැබෑ වස්තුවට අනුරූප වන බවට ඇති සාක්ෂි මොනවාද.

මෙම ප්‍රශ්නයට පිළිතුර එක් උදාහරණයක් ලෙස දක්වා ඇත විද්යුත් ධාවකයන්ගේ ආකෘතිය මත පදනම් වූ නිර්මාණය පිළිබඳ ලිපිය. මෙම ලිපියෙන් අපි ගුවන් යානා වායු සමීකරණ පද්ධති සඳහා ආකෘතියක් නිර්මාණය කිරීම, සාමාන්ය ස්වභාවයේ සමහර න්යායික සලකා බැලීම් සමඟ පරිචය තනුක කිරීම පිළිබඳ උදාහරණයක් දෙස බලමු.

වස්තුවේ විශ්වසනීය ආකෘතියක් නිර්මාණය කිරීම. න්යාය

කල්දැමීම නොකිරීමට, ආදර්ශ පාදක නිර්මාණය සඳහා ආකෘතියක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ඇල්ගොරිතම ගැන මම වහාම ඔබට කියමි. එය සරල පියවර තුනක් පමණක් ගත වේ:

1 පියවර. ආකෘතිගත පද්ධතියේ ගතික හැසිරීම විස්තර කරන වීජීය-අවකල සමීකරණ පද්ධතියක් සංවර්ධනය කරන්න. ඔබ ක්රියාවලියේ භෞතික විද්යාව දන්නේ නම් එය සරලයි. බොහෝ විද්‍යාඥයින් දැනටමත් නිව්ටන්, බ්‍රෙනූල්, නේවියර් ස්ටෝක්ස් සහ අනෙකුත් ස්ටැන්ජල්ස්, මාලිමා සහ රබිනොවිච් යන අයගේ නම් වලින් මූලික භෞතික නීති සකස් කර ඇත.

2 පියවර. පරීක්ෂණ වලින් ලබාගත හැකි ආනුභවික සංගුණක සහ ආකෘතිකරණ වස්තුවේ ලක්ෂණ සමූහයක් ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන පද්ධතියෙන් තෝරන්න.

3 පියවර. වස්තුව පරීක්ෂා කර පූර්ණ පරිමාණ අත්හදා බැලීම්වල ප්‍රතිඵල මත පදනම්ව ආකෘතිය සකස් කරන්න, එවිට එය යථාර්ථයට අනුරූප වන පරිදි, අවශ්‍ය විස්තර සමඟ.

ඔබට පෙනෙන පරිදි, එය සරලයි, දෙකක් තුනක් පමණි.

ප්රායෝගිකව ක්රියාත්මක කිරීමේ උදාහරණය

ගුවන් යානයක වායු සමීකරණ පද්ධතිය (ACS) ස්වයංක්‍රීය පීඩන නඩත්තු පද්ධතියකට සම්බන්ධ වේ. ගුවන් යානයේ පීඩනය සෑම විටම බාහිර පීඩනයට වඩා වැඩි විය යුතු අතර පීඩන වෙනස් වීමේ වේගය ගුවන් නියමුවන් සහ මගීන්ගේ නාසයෙන් සහ කන් වලින් ලේ ගැලීම සිදු නොවේ. එබැවින්, වායු ඇතුල්වීම සහ පිටවන පාලන පද්ධතිය ආරක්ෂාව සඳහා වැදගත් වන අතර, එහි සංවර්ධනය සඳහා මිල අධික පරීක්ෂණ පද්ධති බිම තබා ඇත. ඔවුන් පියාසර උන්නතාංශයේදී උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය ඇති කරන අතර විවිධ උන්නතාංශවල ගුවන් තොටුපලවල ගුවන්ගත වීමේ සහ ගොඩබෑමේ තත්වයන් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කරයි. SCV සඳහා පාලන පද්ධති සංවර්ධනය කිරීම සහ නිදොස් කිරීම පිළිබඳ ගැටළුව එහි පූර්ණ විභවය දක්වා ඉහළ යමින් පවතී. සතුටුදායක පාලන පද්ධතියක් ලබා ගැනීම සඳහා අපි කොපමණ කාලයක් පරීක්ෂණ බංකුව ක්‍රියාත්මක කරන්නෙමුද? නිසැකවම, අපි වස්තුවක ආකෘතියක් මත පාලන ආකෘතියක් සකස් කළහොත්, පරීක්ෂණ බංකුව මත වැඩ කිරීමේ චක්රය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ හැකිය.

ගුවන් යානා වායු සමීකරණ පද්ධතියක් වෙනත් ඕනෑම තාප පද්ධතියකට සමාන තාප හුවමාරුකාරක වලින් සමන්විත වේ. බැටරිය අප්‍රිකාවේ ද බැටරියකි, වායුසමීකරණ යන්ත්‍රයක් පමණි. නමුත් ගුවන් යානයේ බර සහ මානයන් මත ඇති සීමාවන් නිසා කුඩා ස්කන්ධයකින් හැකිතාක් තාපය මාරු කිරීම සඳහා තාප හුවමාරුකාරක හැකි තරම් සංයුක්ත හා කාර්යක්ෂම ලෙස සාදා ඇත. ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ජ්යාමිතිය තරමක් විකාරයක් බවට පත්වේ. සලකා බලනු ලබන නඩුවේ මෙන්. රූප සටහන 1 හි දැක්වෙන්නේ තාප හුවමාරුව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා තහඩු අතර පටලයක් භාවිතා කරන තහඩු තාප හුවමාරුකාරකයකි. උණුසුම් හා සීතල සිසිලනකාරකය නාලිකාවල විකල්ප වන අතර ප්රවාහ දිශාව තීර්යක් වේ. එක් සිසිලනකාරකයක් ඉදිරිපස කප්පාදුවට සපයනු ලැබේ, අනෙක - පැත්තට.

SCR පාලනය කිරීමේ ගැටලුව විසඳීම සඳහා, ඒකක කාලයකට එවැනි තාප හුවමාරුවක දී එක් මාධ්යයකින් තවත් මාධ්යයකට කොපමණ තාපයක් මාරු වේද යන්න දැනගත යුතුය. අපි නියාමනය කරන උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් අනුපාතය මේ මත රඳා පවතී.

රූපය 1. ගුවන් යානා තාප හුවමාරුවක රූප සටහන.

ආකෘති නිර්මාණ ගැටළු. හයිඩ්රොලික් කොටස

මුලින්ම බැලූ බැල්මට, කාර්යය තරමක් සරල ය; තාප හුවමාරු නාලිකා හරහා ස්කන්ධ ප්රවාහය සහ නාලිකා අතර තාප ප්රවාහය ගණනය කිරීම අවශ්ය වේ.
නාලිකා වල සිසිලනකාරකයේ ස්කන්ධ ප්රවාහ අනුපාතය Bernouli සූත්රය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ:

කොහේද:
ΔP - ලකුණු දෙකක් අතර පීඩන වෙනස;
ξ - සිසිලනකාරක ඝර්ෂණ සංගුණකය;
L - නාලිකා දිග;
d - නාලිකාවේ හයිඩ්රොලික් විෂ්කම්භය;
ρ - සිසිලන ඝනත්වය;
ω - නාලිකාවේ සිසිලනකාරක වේගය.

අත්තනෝමතික හැඩයේ නාලිකාවක් සඳහා, හයිඩ්‍රොලික් විෂ්කම්භය සූත්‍රය මගින් ගණනය කෙරේ:

කොහේද:
F - ප්රවාහ ප්රදේශය;
පී - නාලිකාවේ තෙත් පරිමිතිය.

ඝර්ෂණ සංගුණකය අනුභූතික සූත්‍ර භාවිතයෙන් ගණනය කරනු ලබන අතර සිසිලනකාරකයේ ප්‍රවාහ වේගය සහ ගුණාංග මත රඳා පවතී. විවිධ ජ්‍යාමිතීන් සඳහා, විවිධ පරායත්තතා ලබා ගනී, උදාහරණයක් ලෙස, සුමට පයිප්පවල කැළඹිලි සහිත ප්‍රවාහය සඳහා සූත්‍රය:

කොහේද:
නැවත - රෙනෝල්ඩ්ස් අංකය.

පැතලි නාලිකා වල ප්රවාහය සඳහා, පහත සූත්රය භාවිතා කළ හැකිය:

Bernoulli ගේ සූත්‍රයෙන්, ඔබට ලබා දී ඇති වේගයක් සඳහා පීඩන පහත වැටීම ගණනය කළ හැකිය, නැතහොත් අනෙක් අතට, දී ඇති පීඩන පහත වැටීමක් මත පදනම්ව නාලිකාවේ සිසිලන වේගය ගණනය කළ හැකිය.

තාප හුවමාරුව

සිසිලනකාරකය සහ බිත්තිය අතර තාප ප්රවාහය සූත්රය භාවිතයෙන් ගණනය කරනු ලැබේ:

කොහේද:
α [W/(m2×deg)] - තාප හුවමාරු සංගුණකය;
F - ප්රවාහ ප්රදේශය.

පයිප්පවල සිසිලනකාරක ප්‍රවාහයේ ගැටළු සඳහා, ප්‍රමාණවත් පර්යේෂණ ප්‍රමාණයක් සිදු කර ඇති අතර බොහෝ ගණනය කිරීමේ ක්‍රම තිබේ, රීතියක් ලෙස, සෑම දෙයක්ම තාප හුවමාරු සංගුණකය α [W/(m2×deg)] සඳහා ආනුභවික පරායත්තතා වෙත පැමිණේ.

කොහේද:
Nu - Nusselt අංකය,
λ - ද්රවයේ තාප සන්නායකතාවයේ සංගුණකය [W / (m× deg)] d - හයිඩ්රොලික් (සමාන) විෂ්කම්භය.

Nusselt අංකය (නිර්ණායකය) ගණනය කිරීම සඳහා, ආනුභවික නිර්ණායක පරායත්තතා භාවිතා කරනු ලැබේ, උදාහරණයක් ලෙස, වටකුරු පයිප්පයක Nusselt අංකය ගණනය කිරීමේ සූත්‍රය මේ ආකාරයෙන් පෙනේ:

මෙන්න අපි දැනටමත් Reynolds අංකය, බිත්ති උෂ්ණත්වයේ සහ ද්රව උෂ්ණත්වයේ Prandtl අංකය සහ අසමානතා සංගුණකය දකිමු. (ප්රභවය)

රැලි සහිත තහඩු තාප හුවමාරුකාරක සඳහා සූත්රය සමාන වේ ( ප්රභවය ):

කොහේද:
කැළඹිලි සහිත ගලායාම සඳහා n = 0.73 m =0.43,
සංගුණකය a - තහඩු සංඛ්යාව සහ ප්රවාහ තන්ත්රය අනුව 0,065 සිට 0.6 දක්වා වෙනස් වේ.

මෙම සංගුණකය ගණනය කරනු ලබන්නේ ප්රවාහයේ එක් ලක්ෂයක් සඳහා පමණක් බව සැලකිල්ලට ගනිමු. ඊළඟ කරුණ සඳහා අපි ද්රවයේ වෙනස් උෂ්ණත්වයක් (එය රත් වී හෝ සිසිල් වී ඇත), බිත්තියේ වෙනස් උෂ්ණත්වයක් සහ, ඒ අනුව, සියලු Reynolds අංක සහ Prandtl සංඛ්යා පාවී යයි.

මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ඕනෑම ගණිතඥයෙකු පවසන්නේ සංගුණකය 10 වතාවක් වෙනස් වන පද්ධතියක් නිවැරදිව ගණනය කළ නොහැකි බවත්, ඔහු නිවැරදි වනු ඇති බවත්ය.

ඕනෑම ප්‍රායෝගික ඉංජිනේරුවෙකු පවසන්නේ එක් එක් තාප හුවමාරුව වෙනස් ලෙස නිපදවන බවත් පද්ධති ගණනය කිරීමට නොහැකි බවත් ඔහු නිවැරදි වනු ඇති බවත්ය.

ආදර්ශ පාදක නිර්මාණය ගැන කුමක් කිව හැකිද? ඇත්තටම හැමදේම නැති වෙලාද?

මෙම ස්ථානයේ බටහිර මෘදුකාංගවල උසස් විකුණුම්කරුවන් ඔබට සුපිරි පරිගණක සහ "ඔබට එය නොමැතිව කළ නොහැක" වැනි ත්‍රිමාණ ගණනය කිරීමේ පද්ධති විකුණනු ඇත. තවද ඔබ විනාඩි 3 ක් ඇතුළත උෂ්ණත්වය බෙදා හැරීම ලබා ගැනීම සඳහා දිනකට ගණනය කිරීම ක්රියාත්මක කළ යුතුය.

මෙය අපගේ විකල්පය නොවන බව පැහැදිලිය; අපට පාලන පද්ධතිය දෝෂහරණය කිරීමට අවශ්‍ය වේ, තථ්‍ය කාලය තුළ නොවේ නම්, අවම වශයෙන් අපේක්ෂා කළ හැකි කාලය තුළ.

අහඹු ලෙස විසඳුම

තාපන හුවමාරුකාරකයක් නිපදවනු ලැබේ, පරීක්ෂණ මාලාවක් සිදු කරනු ලැබේ, සහ ස්ථාවර උෂ්ණත්වයේ කාර්යක්ෂමතාව පිළිබඳ වගුවක් ලබා දී ඇති සිසිලන ප්රවාහ අනුපාතවලට අනුව සකසා ඇත. දත්ත පැමිණෙන්නේ පරීක්‍ෂාවෙන් බැවින් සරල, වේගවත් සහ විශ්වාසදායකය.

මෙම ප්රවේශයේ අවාසිය නම් වස්තුවේ ගතික ලක්ෂණ නොමැති වීමයි. ඔව්, ස්ථායී තාප ප්රවාහය කුමක් දැයි අපි දනිමු, නමුත් එක් මෙහෙයුම් මාදිලියකින් තවත් ස්ථානයකට මාරු වන විට එය ස්ථාපිත කිරීමට කොපමණ කාලයක් ගතවනු ඇත්දැයි අපි නොදනිමු.

එබැවින්, අවශ්‍ය ලක්ෂණ ගණනය කිරීමෙන් පසු, අපි පරීක්ෂා කිරීමේදී සෘජුවම පාලන පද්ධතිය වින්‍යාස කරමු, එය අපි මුලින් වළක්වා ගැනීමට කැමතියි.

ආදර්ශ-පාදක ප්රවේශය

ගතික තාප හුවමාරුවක ආකෘතියක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා, ආනුභවික ගණනය කිරීමේ සූත්රවල අවිනිශ්චිතතාවයන් ඉවත් කිරීම සඳහා පරීක්ෂණ දත්ත භාවිතා කිරීම අවශ්ය වේ - Nusselt අංකය සහ හයිඩ්රොලික් ප්රතිරෝධය.

විසඳුම සරලයි, බුද්ධිමත් සෑම දෙයක්ම වගේ. අපි ආනුභවික සූත්‍රයක් ගෙන, අත්හදා බැලීම් සිදු කර a සංගුණකයේ අගය තීරණය කරන්නෙමු, එමඟින් සූත්‍රයේ ඇති අවිනිශ්චිතතාවය ඉවත් කරන්නෙමු.

තාප සංක්රාමණ සංගුණකයේ නිශ්චිත අගයක් ඇති වහාම, අනෙකුත් සියලු පරාමිතීන් සංරක්ෂණයේ මූලික භෞතික නීති මගින් තීරණය කරනු ලැබේ. උෂ්ණත්ව වෙනස සහ තාප හුවමාරු සංගුණකය ඒකක කාලයකට නාලිකාවට මාරු කරන ශක්ති ප්රමාණය තීරණය කරයි.

බලශක්ති ප්රවාහය දැන ගැනීමෙන්, හයිඩ්රොලික් නාලිකාවේ සිසිලනකාරකය සඳහා බලශක්ති ස්කන්ධය සහ ගම්යතාව සංරක්ෂණය කිරීමේ සමීකරණ විසඳා ගත හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස මෙය:

අපගේ නඩුව සඳහා, බිත්තිය සහ සිසිලනකාරකය අතර තාප ප්රවාහය - Qwall - අවිනිශ්චිතව පවතී. වැඩි විස්තර බලන්න පුළුවන් මෙතන…

තවද නාලිකා බිත්තිය සඳහා උෂ්ණත්ව ව්‍යුත්පන්න සමීකරණය:

කොහේද:
ΔQwall - නාලිකා බිත්තියට එන සහ පිටතට යන ගලායාම අතර වෙනස;
M යනු නාලිකා බිත්තියේ ස්කන්ධය;
සීපීසී - බිත්ති ද්රව්යයේ තාප ධාරිතාව.

මාදිලියේ නිරවද්‍යතාවය

ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, තාප හුවමාරුවක දී අපි තහඩුවේ මතුපිට මත උෂ්ණත්ව ව්යාප්තියක් ඇත. ස්ථාවර අගයක් සඳහා, ඔබට තහඩු මත සාමාන්‍යය ගෙන එය භාවිතා කළ හැකිය, සමස්ත තාපන හුවමාරුව එක් සාන්ද්‍රිත ලක්ෂ්‍යයක් ලෙස පරිකල්පනය කරමින්, එක් උෂ්ණත්ව වෙනසකදී, තාපන හුවමාරුකාරකයේ මුළු මතුපිටම හරහා තාපය මාරු කරනු ලැබේ. නමුත් තාවකාලික පාලන තන්ත්‍ර සඳහා එවැනි ආසන්න කිරීමක් ක්‍රියා නොකරනු ඇත. අනෙක් අන්තය නම් ලක්ෂ ගණනක් ලකුණු කර Super Computer එක පැටවීමයි, එය අපට නොගැලපේ, කර්තව්‍යය වන්නේ පාලන පද්ධතිය තත්‍ය වේලාවට හෝ වඩා හොඳ වේගයෙන් වින්‍යාස කිරීමයි.

ප්රශ්නය පැනනගින්නේ, පිළිගත හැකි නිරවද්යතාව සහ ගණනය කිරීමේ වේගය ලබා ගැනීම සඳහා තාප හුවමාරුව කොපමණ කොටස් වලට බෙදිය යුතුද?

සෑම විටම මෙන්, අහම්බෙන් මා අතේ ඇමයින් තාප හුවමාරුවක ආකෘතියක් තිබුණි. තාප හුවමාරුව යනු නලයක් වන අතර, තාපන මාධ්යයක් පයිප්ප තුළ ගලා යන අතර, රත් වූ මාධ්යයක් බෑග් අතර ගලා යයි. ගැටළුව සරල කිරීම සඳහා, සම්පූර්ණ තාපන හුවමාරු නළය එක් සමාන නලයක් ලෙස නිරූපණය කළ හැකි අතර, නලයම විවික්ත ගණනය කිරීමේ සෛල කට්ටලයක් ලෙස නිරූපණය කළ හැකි අතර, ඒ සෑම එකක් තුළම තාප හුවමාරුවෙහි ලක්ෂ්ය ආකෘතියක් ගණනය කරනු ලැබේ. තනි සෛල ආකෘතියක රූප සටහන රූප සටහන 2 හි දැක්වේ. උණුසුම් වායු නාලිකාව සහ සීතල වායු නාලිකාව බිත්තියක් හරහා සම්බන්ධ කර ඇති අතර එමඟින් නාලිකා අතර තාප ප්රවාහය මාරු කිරීම සහතික කෙරේ.

රූපය 2. තාප හුවමාරු සෛල ආකෘතිය.

නල තාප හුවමාරු ආකෘතිය සැකසීමට පහසුය. ඔබට එක් පරාමිතියක් පමණක් වෙනස් කළ හැකිය - පයිප්පයේ දිග දිගේ කොටස් ගණන සහ විවිධ කොටස් සඳහා ගණනය කිරීමේ ප්රතිඵල දෙස බලන්න. අපි විකල්ප කිහිපයක් ගණනය කරමු, දිග දිගේ ලකුණු 5 කට බෙදීමකින් ආරම්භ කරන්න (රූපය 3) සහ දිග දිගේ ලකුණු 100 ක් දක්වා (රූපය 4).

රූපය 3. ගණනය කළ ලකුණු 5 ක ස්ථාවර උෂ්ණත්ව ව්යාප්තිය.

රූපය 4. ගණනය කළ ලකුණු 100 ක ස්ථාවර උෂ්ණත්ව ව්යාප්තිය.

ගණනය කිරීම් වල ප්‍රති result ලයක් ලෙස, ලකුණු 100 කට බෙදූ විට ස්ථාවර උෂ්ණත්වය අංශක 67,7 ක් බව පෙනී ගියේය. තවද ගණනය කළ ලකුණු 5 කට බෙදූ විට උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 72 කි.

කවුළුවේ පතුලේ තථ්‍ය කාලයට සාපේක්ෂව ගණනය කිරීමේ වේගය ද පෙන්වයි.
ගණනය කිරීමේ ලක්ෂ්‍ය ගණන අනුව ස්ථාවර උෂ්ණත්වය සහ ගණනය කිරීමේ වේගය වෙනස් වන ආකාරය බලමු. ලබාගත් ප්රතිඵලයේ නිරවද්යතාව තක්සේරු කිරීම සඳහා විවිධ ගණනය කිරීම් සෛල සමඟ ගණනය කිරීම් වලදී ස්ථාවර උෂ්ණත්වවල වෙනස භාවිතා කළ හැකිය.

වගුව 1. තාප හුවමාරුවෙහි දිග දිගේ ගණනය කිරීමේ ලක්ෂ්ය සංඛ්යාව මත උෂ්ණත්වය සහ ගණනය කිරීමේ වේගය රඳා පවතී.

ගණනය කිරීමේ ලක්ෂ්ය ගණන	ස්ථාවර උෂ්ණත්වය	ගණනය කිරීමේ වේගය
5	72,66	426
10	70.19	194
25	68.56	124
50	67.99	66
100	67.8	32

මෙම වගුව විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් අපට පහත නිගමන උකහා ගත හැකිය:

• තාප හුවමාරු ආකෘතියේ ගණනය කිරීමේ ලක්ෂ්ය ගණනට සමානුපාතිකව ගණනය කිරීමේ වේගය පහත වැටේ.
• ගණනය කිරීමේ නිරවද්‍යතාවයේ වෙනස ඝාතීය ලෙස සිදුවේ. ලකුණු ගණන වැඩි වන විට, එක් එක් පසු වැඩි වීමේදී පිරිපහදු කිරීම අඩු වේ.

රූපය 1 හි මෙන් හරස් ප්රවාහ සිසිලනකාරකයක් සහිත තහඩු තාප හුවමාරුවක දී, මූලික ගණනය කිරීමේ සෛල වලින් සමාන ආකෘතියක් නිර්මාණය කිරීම තරමක් සංකීර්ණ වේ. හරස් ප්රවාහයන් සංවිධානය කිරීම සඳහා අපි සෛල සම්බන්ධ කළ යුතුය. සෛල 4 ක් සඳහා, පරිපථය රූප සටහන 5 හි පෙන්වා ඇති පරිදි පෙනෙනු ඇත.

සිසිලනකාරක ප්‍රවාහය උණුසුම් හා සීතල අතු දිගේ නාලිකා දෙකකට බෙදා ඇත, නාලිකා තාප ව්‍යුහයන් හරහා සම්බන්ධ වේ, එවිට නාලිකාව හරහා ගමන් කරන විට සිසිලනකාරකය විවිධ නාලිකා සමඟ තාපය හුවමාරු කරයි. හරස් ප්‍රවාහය අනුකරණය කරමින්, උණුසුම් සිසිලනකාරකය එක් එක් නාලිකාවේ වමේ සිට දකුණට ගලා යයි (රූපය 5 බලන්න), පහළ සිට ඉහළට ගලා යන සීතල සිසිලනකාරකයේ නාලිකා සමඟ අනුක්‍රමිකව තාපය හුවමාරු කරයි (රූපය 5 බලන්න). සීතල නාලිකාවේ දැනටමත් රත් වූ සිසිලනකාරකය සමඟ උණුසුම් සිසිලනකාරකය තාපය හුවමාරු කර ගන්නා බැවින්, උණුසුම්ම ස්ථානය ඉහළ වම් කෙළවරේ වේ. සීතලම එක පහළ දකුණේ ඇති අතර එහිදී සීතල සිසිලනකාරකය උණුසුම් සිසිලනකාරකය සමඟ තාපය හුවමාරු කරයි, එය දැනටමත් පළමු කොටසේ සිසිල් වී ඇත.

රූපය 5. පරිගණක සෛල 4 ක හරස් ප්රවාහ ආකෘතිය.

තහඩු තාප හුවමාරුව සඳහා මෙම ආකෘතිය තාප සන්නායකතාවය හේතුවෙන් සෛල අතර තාප හුවමාරුව සැලකිල්ලට නොගන්නා අතර එක් එක් නාලිකාව හුදකලා වී ඇති බැවින් සිසිලනකාරක මිශ්ර කිරීම සැලකිල්ලට නොගනී.

නමුත් අපගේ නඩුවේදී, අවසාන සීමාව නිරවද්‍යතාවය අඩු නොකරයි, මන්ද තාප හුවමාරුව සැලසුම් කිරීමේදී රැලි සහිත පටලය සිසිලනකාරකය දිගේ බොහෝ හුදකලා නාලිකා වලට ප්‍රවාහය බෙදයි (රූපය 1 බලන්න). ගණනය කිරීමේ සෛල ගණන වැඩි වන විට තහඩු තාපන හුවමාරුකාරකයක් ආකෘතිකරණය කිරීමේදී ගණනය කිරීමේ නිරවද්යතාවට කුමක් සිදුවේද යන්න බලමු.

නිරවද්යතාව විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා, අපි තාප හුවමාරුව සැලසුම් සෛල වලට බෙදීම සඳහා විකල්ප දෙකක් භාවිතා කරමු:

1. සෑම හතරැස් සෛලයකම හයිඩ්රොලික් (සීතල සහ උණුසුම් ප්රවාහ) දෙකක් සහ එක් තාප මූලද්රව්යයක් අඩංගු වේ. (රූපය 5 බලන්න)
2. සෑම හතරැස් සෛලයකම හයිඩ්‍රොලික් මූලද්‍රව්‍ය හයක් (උණුසුම් හා සීතල ප්‍රවාහවල කොටස් තුනක්) සහ තාප මූලද්‍රව්‍ය තුනක් අඩංගු වේ.

අවසාන අවස්ථාවේදී, අපි සම්බන්ධතා වර්ග දෙකක් භාවිතා කරමු:

• සීතල සහ උණුසුම් ප්රවාහවල ප්රති ප්රවාහය;
• සීතල හා උණුසුම් ප්රවාහයේ සමාන්තර ප්රවාහය.

ප්‍රති ප්‍රවාහයක් හරස් ප්‍රවාහයකට සාපේක්ෂව කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරන අතර ප්‍රති ප්‍රවාහයක් එය අඩු කරයි. සෛල විශාල සංඛ්‍යාවක් සමඟ, ප්‍රවාහයට වඩා සාමාන්‍යය සිදු වන අතර සෑම දෙයක්ම සැබෑ හරස් ප්‍රවාහයට සමීප වේ (රූපය 6 බලන්න).

රූපය 6. සෛල හතර, 3-මූලද්‍රව්‍ය හරස් ප්‍රවාහ ආකෘතිය.

ආකෘතිය බෙදීම සඳහා විවිධ විකල්ප සඳහා උණුසුම් රේඛාව ඔස්සේ 7 ° C, සහ සීතල රේඛාව ඔස්සේ 150 ° C උෂ්ණත්වයක් සහිත වාතය සපයන විට තාපන හුවමාරුකාරකයේ ස්ථාවර ස්ථාවර උෂ්ණත්ව ව්යාප්තියේ ප්රතිඵල රූප සටහන 21 පෙන්වයි. සෛලයේ වර්ණය සහ සංඛ්යා ගණනය කිරීමේ සෛලයේ සාමාන්ය බිත්ති උෂ්ණත්වය පිළිබිඹු කරයි.

රූපය 7. විවිධ සැලසුම් යෝජනා ක්රම සඳහා ස්ථාවර උෂ්ණත්වයන්.

වගුව 2 මගින් තාපන හුවමාරුකාරක ආකෘතිය සෛල වලට බෙදීම මත තාපන හුවමාරුකාරකයෙන් පසුව රත් වූ වාතයෙහි ස්ථාවර උෂ්ණත්වය පෙන්වයි.

වගුව 2. තාප හුවමාරුවෙහි සැලසුම් සෛල සංඛ්යාව මත උෂ්ණත්වය රඳා පවතී.

ආදර්ශ මානය	ස්ථාවර උෂ්ණත්වය සෛලයකට මූලද්‍රව්‍ය 1ක්	ස්ථාවර උෂ්ණත්වය සෛලයකට මූලද්‍රව්‍ය 3ක්
ඩී	62,7	67.7
3 × 3	64.9	68.5
ඩී	66.2	68.9
ඩී	68.1	69.5
10 × 10	68.5	69.7
20 × 20	69.4	69.9
40 × 40	69.8	70.1

ආකෘතියේ ගණනය කිරීමේ සෛල සංඛ්යාව වැඩි වන විට, අවසාන ස්ථාවර උෂ්ණත්වය වැඩි වේ. විවිධ කොටස් සඳහා ස්ථාවර උෂ්ණත්වය අතර වෙනස ගණනය කිරීමේ නිරවද්යතාව පිළිබඳ දර්ශකයක් ලෙස සැලකිය හැකිය. ගණනය කිරීමේ සෛල සංඛ්යාව වැඩිවීමත් සමඟ උෂ්ණත්වය සීමාවට නැඹුරු වන අතර, නිරවද්යතාව වැඩිවීම ගණනය කිරීමේ ලක්ෂ්ය ගණනට සමානුපාතික නොවන බව දැකිය හැකිය.

ප්රශ්නය පැනනගින්නේ: අපට අවශ්ය කුමන ආකාරයේ ආදර්ශ නිරවද්යතාවක්ද?

මෙම ප්රශ්නයට පිළිතුර අපගේ ආකෘතියේ අරමුණ මත රඳා පවතී. මෙම ලිපිය ආකෘතිය මත පදනම් වූ නිර්මාණයක් වන බැවින්, අපි පාලන පද්ධතිය වින්යාස කිරීම සඳහා ආකෘතියක් නිර්මාණය කරමු. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ආකෘතියේ නිරවද්‍යතාවය පද්ධතියේ භාවිතා වන සංවේදකවල නිරවද්‍යතාවයට සැසඳිය යුතු බවයි.

අපගේ නඩුවේදී, උෂ්ණත්වය මනිනු ලබන්නේ තාපගති මගින් වන අතර, එහි නිරවද්යතාව ± 2.5 ° C වේ. පාලන පද්ධතියක් පිහිටුවීමේ අරමුණ සඳහා ඕනෑම ඉහළ නිරවද්‍යතාවයක් නිෂ්ඵල ය; අපගේ සැබෑ පාලන පද්ධතිය එය "නොපෙනේ". මේ අනුව, අසීමිත කොටස් ගණනකට සීමා කරන උෂ්ණත්වය 70 °C යැයි අපි උපකල්පනය කරන්නේ නම්, අපට 67.5 °C ට වඩා වැඩි ආකෘතියක් ප්රමාණවත් තරම් නිවැරදි වනු ඇත. ගණනය කිරීමේ කොටුවක ලකුණු 3ක් සහිත සියලුම මාදිලි සහ සෛලයක එක් ලක්ෂයක් සහිත 5x5 ට වඩා විශාල මාදිලි. (වගුව 2 හි කොළ පැහැයෙන් උද්දීපනය කර ඇත)

ගතික මෙහෙයුම් මාතයන්

ගතික පාලන තන්ත්‍රය තක්සේරු කිරීම සඳහා, සැලසුම් යෝජනා ක්‍රමවල විවිධ ප්‍රභේද සඳහා තාප හුවමාරු බිත්තියේ උණුසුම්ම හා ශීතලම ස්ථානවල උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් ක්‍රියාවලිය අපි ඇගයීමට ලක් කරන්නෙමු. (රූපය 8 බලන්න)

රූපය 8. තාප හුවමාරුව උණුසුම් කිරීම. 2x2 සහ 10x10 මානයන්හි ආකෘති.

සංක්‍රාන්ති ක්‍රියාවලියේ කාලය සහ එහි ස්වභාවය ගණනය කිරීමේ සෛල සංඛ්‍යාවෙන් ප්‍රායෝගිකව ස්වාධීන වන අතර රත් වූ ලෝහයේ ස්කන්ධයෙන් පමණක් තීරණය වන බව දැකිය හැකිය.

මේ අනුව, SCR පාලන පද්ධතියට අවශ්‍ය නිරවද්‍යතාවයෙන් 20 සිට 150 ° C දක්වා මාදිලියේ තාපන හුවමාරුකාරකයේ සාධාරණ ආකෘති නිර්මාණය සඳහා, සැලසුම් ලකුණු 10 - 20 ක් පමණ ප්‍රමාණවත් බව අපි නිගමනය කරමු.

අත්හදා බැලීම් මත පදනම්ව ගතික ආකෘතියක් සැකසීම

ගණිතමය ආකෘතියක් තිබීම මෙන්ම තාප හුවමාරුව පිරිසිදු කිරීම පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක දත්ත, අප කළ යුත්තේ සරල නිවැරදි කිරීමක්, එනම්, ගණනය කිරීම පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල සමඟ සමපාත වන පරිදි ආකෘතියට තීව්ර කිරීමේ සාධකයක් හඳුන්වා දීමයි.

එපමණක් නොව, චිත්රක ආකෘති නිර්මාණය පරිසරය භාවිතා කරමින්, අපි මෙය ස්වයංක්රීයව සිදු කරනු ඇත. රූප සටහන 9 මඟින් තාප සංක්රාමණ තීව්රතා සංගුණක තෝරාගැනීම සඳහා ඇල්ගොරිතමයක් පෙන්වයි. පරීක්ෂණයෙන් ලබාගත් දත්ත ආදානයට සපයනු ලැබේ, තාපන හුවමාරු ආකෘතිය සම්බන්ධ කර ඇති අතර, එක් එක් මාදිලිය සඳහා අවශ්ය සංගුණක ප්රතිදානයේදී ලබා ගනී.

රූපය 9. පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල මත පදනම්ව තීව්රතා සංගුණකය තෝරා ගැනීම සඳහා ඇල්ගොරිතම.

මේ අනුව, අපි Nusselt අංකයක් සඳහා එකම සංගුණකය තීරණය කර ගණනය කිරීමේ සූත්රවල අවිනිශ්චිතතාවය ඉවත් කරමු. විවිධ මෙහෙයුම් මාතයන් සහ උෂ්ණත්වයන් සඳහා, නිවැරදි කිරීමේ සාධකවල අගයන් වෙනස් විය හැක, නමුත් සමාන මෙහෙයුම් මාතයන් සඳහා (සාමාන්ය ක්රියාකාරිත්වය) ඒවා ඉතා සමීප වේ. උදාහරණයක් ලෙස, විවිධ මාදිලි සඳහා ලබා දී ඇති තාප හුවමාරුව සඳහා සංගුණකය 0.492 සිට 0.655 දක්වා පරාසයක පවතී.

අපි 0.6 ක සංගුණකයක් යොදන්නෙමු නම්, අධ්‍යයනය යටතේ පවතින මෙහෙයුම් මාදිලිවල ගණනය කිරීමේ දෝෂය තාප විච්ඡේදක දෝෂයට වඩා අඩු වනු ඇත, එබැවින් පාලන පද්ධතිය සඳහා තාප හුවමාරුවේ ගණිතමය ආකෘතිය සැබෑ ආකෘතියට සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රමාණවත් වේ.

තාප හුවමාරු ආකෘතිය සැකසීමේ ප්රතිඵල

තාප හුවමාරුවේ ගුණාත්මකභාවය තක්සේරු කිරීම සඳහා, විශේෂ ලක්ෂණයක් භාවිතා කරයි - කාර්යක්ෂමතාව:

කොහේද:
effඋණුසුම් - උණුසුම් සිසිලනකාරක සඳහා තාප හුවමාරුවෙහි කාර්යක්ෂමතාව;
Tකඳුin - උණුසුම් සිසිලන ගලන මාර්ගය ඔස්සේ තාපන හුවමාරුකාරකයට ඇතුල් වන ස්ථානයේ උෂ්ණත්වය;
Tකඳුපිටතට - උණුසුම් සිසිලන ගලා යන මාර්ගය ඔස්සේ ඔවුන්ගේ තාප හුවමාරුවෙහි පිටවන ස්ථානයේ උෂ්ණත්වය;
Tශාලාවin - සීතල සිසිලන ගලා යන මාර්ගය ඔස්සේ තාපන හුවමාරුකාරකයට ඇතුල් වන ස්ථානයේ උෂ්ණත්වය.

වගුව 3 මඟින් උණුසුම් හා සීතල රේඛා ඔස්සේ විවිධ ප්රවාහ අනුපාතයන්හි පර්යේෂණාත්මක එකකින් තාප හුවමාරු ආකෘතියේ කාර්යක්ෂමතාවයේ අපගමනය පෙන්නුම් කරයි.

වගුව 3. % හි තාප හුවමාරු කාර්යක්ෂමතාව ගණනය කිරීමේ දෝෂ

අපගේ නඩුවේදී, තෝරාගත් සංගුණකය අපට උනන්දුවක් දක්වන සියලුම මෙහෙයුම් ආකාරයන්හි භාවිතා කළ හැකිය. අඩු ප්‍රවාහ අනුපාත වලදී, දෝෂය විශාල වන විට, අවශ්‍ය නිරවද්‍යතාවය ලබා ගත නොහැකි නම්, අපට විචල්‍ය තීව්‍ර කිරීමේ සාධකයක් භාවිතා කළ හැකිය, එය වත්මන් ප්‍රවාහ අනුපාතය මත රඳා පවතී.

නිදසුනක් ලෙස, රූප සටහන 10 හි, නාලිකා සෛලවල වත්මන් ප්රවාහ අනුපාතය අනුව ලබා දී ඇති සූත්රය භාවිතා කරමින් තීව්රතා සංගුණකය ගණනය කෙරේ.

රූපය 10. විචල්ය තාප සංක්රාමණ වැඩිදියුණු කිරීමේ සංගුණකය.

සොයා ගැනීම්

• භෞතික නීති පිළිබඳ දැනුම ඔබට ආකෘතිය මත පදනම් වූ නිර්මාණය සඳහා වස්තුවක ගතික ආකෘති නිර්මාණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.
• පරීක්ෂණ දත්ත මත පදනම්ව ආකෘතිය සත්‍යාපනය කර සුසර කළ යුතුය.
• ආදර්ශ සංවර්ධන මෙවලම්, වස්තුව පරීක්ෂා කිරීමේ ප්‍රතිඵල මත පදනම්ව ආකෘතිය අභිරුචිකරණය කිරීමට සංවර්ධකයාට ඉඩ දිය යුතුය.
• නිවැරදි ආකෘතිය මත පදනම් වූ ප්රවේශය භාවිතා කරන්න, ඔබ සතුටු වනු ඇත!

කියවා අවසන් කළ අයට බෝනස්. SCR පද්ධතියේ අතථ්‍ය ආකෘතියක ක්‍රියාකාරිත්වයේ වීඩියෝව.

සමීක්ෂණයට සහභාගී විය හැක්කේ ලියාපදිංචි පරිශීලකයින්ට පමණි. පුරන්නකරුණාකර.

මම ඊළඟට කතා කළ යුත්තේ කුමක් ද?

• 76,2%ආකෘතියේ ඇති වැඩසටහන දෘඪාංගයේ ඇති වැඩසටහනට අනුරූප වන බව ඔප්පු කරන්නේ කෙසේද.16

• 23,8%ආදර්ශ මත පදනම් වූ නිර්මාණය සඳහා සුපිරි පරිගණක පරිගණනය භාවිතා කරන්නේ කෙසේද.5

පරිශීලකයින් 21 දෙනෙක් ඡන්දය දුන්හ. 1 පරිශීලකයෙක් වැළකී සිටියේය.

මූලාශ්රය: www.habr.com