Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

"Агар шумо навиштаҷоти "буффало"-ро дар қафаси фил хонед, ба чашмони худ бовар накунед." Козма Прутков

Дар гузашта мақола дар бораи тарҳрезии модели нишон дода шуд, ки барои чӣ модели объектӣ лозим аст ва исбот карда шуд, ки бидуни ин модели объектӣ танҳо дар бораи тарҳи моделӣ ҳамчун тӯфони маркетингӣ, бемаънӣ ва бераҳм сухан рондан мумкин аст. Аммо вақте ки модели объект пайдо мешавад, муҳандисони салоҳиятдор ҳамеша саволи оқилона доранд: кадом далелҳо мавҷуданд, ки модели математикии объект ба объекти воқеӣ мувофиқат мекунад.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

Як мисоли ҷавоб ба ин савол дар зер оварда шудааст мақола дар бораи тарҳрезии модели дискҳои барқӣ. Дар ин мақола мо намунаи эҷоди модели системаҳои кондитсионерии ҳавопайморо дида мебароем ва амалияро бо баъзе мулоҳизаҳои назариявии дорои хусусияти умумӣ ҳал мекунем.

Эҷоди модели боэътимоди объект. Назария

Барои он ки таъхир накунед, ман дарҳол ба шумо дар бораи алгоритми эҷоди модели тарҳрезии моделӣ нақл мекунам. Он танҳо се қадами оддиро мегирад:

Қадами 1. Тартиб додани системаи муодилаҳои алгебрӣ-дифференсиалӣ, ки рафтори динамикии системаи моделшавандаро тавсиф мекунанд. Ин осон аст, агар шумо физикаи равандро донед. Бисьёр олимон аллакай барои мо конунхои асосии физикиро ба номи Ньютон, Бренул, Навье Стокс ва дигар Стангелхо, Компасхо ва Рабиновичхо кор карда баромадаанд.

Қадами 2. Дар системаи натиҷавӣ маҷмӯи коэффитсиентҳои эмпирикӣ ва характеристикаҳои объекти моделсозӣ, ки аз санҷишҳо ба даст оварда мешаванд, интихоб кунед.

Қадами 3. Объектро санҷед ва моделро дар асоси натиҷаҳои таҷрибаҳои васеъмиқёс танзим кунед, то он ба воқеият бо дараҷаи зарурии тафсилот мувофиқат кунад.

Тавре ки шумо мебинед, ин оддӣ аст, танҳо ду се.

Намунаи татбиқи амалӣ

Системаи кондитсионер (ACS) дар ҳавопаймо ба системаи автоматии нигоҳдории фишор пайваст карда шудааст. Фишор дар самолёт бояд хамеша аз фишори берунй зиёд бошад ва суръати тагйирёбии фишор бояд тавре бошад, ки лётчикхо ва пассажирон аз бинию гушхо хун нарезанд. Аз ин рӯ, системаи идоракунии вуруд ва баромади ҳаво барои бехатарӣ муҳим аст ва барои рушди он системаҳои озмоишии гаронбаҳо гузошта шудаанд. Онхо дар баландии парвоз харорат ва фишорро ба вучуд оварда, шароити парвоз ва фуруд дар аэродромхои баландихои гуногунро такрор мекунанд. Ва масъалаи таҳия ва ислоҳи системаҳои идоракунӣ барои SCVs то иқтидори пурраи худ меафзояд. То ба кай мо курсии санҷиширо иҷро хоҳем кард, то системаи назорати қаноатбахш ба даст орем? Равшан аст, ки агар мо модели идоракуниро дар модели объект барпо кунем, он гох цикли кор дар стенди озмоиширо хеле кам кардан мумкин аст.

Системаи кондитсионерии ҳавопаймо аз ҳамон табодули гармидиҳӣ мисли дигар системаи гармидиҳӣ иборат аст. Батарея дар Африқо низ як батарея аст, танҳо кондитсионер. Аммо аз сабаби маҳдудияти вазни парвоз ва андозаҳои ҳавопаймо, гармкунакҳо ба қадри имкон паймон ва самаранок сохта шудаанд, то ҳарчи бештар гармиро аз массаи хурдтар интиқол диҳанд. Дар натиҷа, геометрия хеле аҷиб мешавад. Чунон ки дар мавриди баррасишаванда. Дар расми 1 гармидиҳандаи табақӣ нишон дода шудааст, ки дар он барои беҳтар кардани интиқоли гармӣ дар байни плитаҳо мембрана истифода мешавад. Дар каналҳо сардкунандаи гарм ва хунук иваз мешаванд ва самти ҷараёни он кундаланг аст. Як яхдон ба буриши пеши, дигаре ба паҳлӯ дода мешавад.

Барои халли масъалаи идоракунии СХР мо бояд донем, ки дар чунин гармидиханда дар як вохиди вакт аз як мухити дигар ба мухити дигар чи кадар гармй мегузарад. Суръати таѓйирёбии њарорат, ки мо онро танзим мекунем, ба њамин вобаста аст.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 1. Диаграммаи гармидихандаи хавопаймо.

Проблемаҳои моделсозӣ. Қисми гидравликӣ

Дар назари аввал, вазифа хеле содда аст, барои ҳисоб кардани ҷараёни масса тавассути каналҳои гармидиҳӣ ва ҷараёни гармии байни каналҳо зарур аст.
Меъёри массаи ҷараёни хунуккунӣ дар каналҳо бо формулаи Бернули ҳисоб карда мешавад:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

ки:
ΔP – фарқияти фишор байни ду нуқта;
ξ – коэффисиенти фриксияи моеъи хунуккунӣ;
L - дарозии канал;
г – диаметри гидравликии канал;
ρ – зичии моеъи хунуккунӣ;
ω - суръати яхдон дар канал.

Барои канали шакли худсарона, диаметри гидравликӣ бо формулаи зерин ҳисоб карда мешавад:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

ки:
F – майдони ҷараён;
P – периметри таршудаи канал.

Коэффисиенти соиш бо истифода аз формулаҳои эмпирикӣ ҳисоб карда мешавад ва аз суръати ҷараён ва хосиятҳои сардкунанда вобаста аст. Барои геометрияҳои гуногун вобастагии гуногун ба даст оварда мешаванд, масалан, формулаи ҷараёни ноором дар қубурҳои ҳамвор:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

ки:
Рақами Рейнольдс.

Барои ҷараён дар каналҳои ҳамвор формулаи зеринро истифода бурдан мумкин аст:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

Аз формулаи Бернулли, шумо метавонед пастшавии фишорро барои суръати додашуда ҳисоб кунед ё баръакс, суръати хунуккуниро дар канал дар асоси пастшавии фишори додашуда ҳисоб кунед.

Мубодилаи гармӣ

Ҷараёни гармӣ дар байни яхдон ва девор бо формулаи зерин ҳисоб карда мешавад:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

ки:
α [Вт/(м2×дег)] – коэффисиенти интиқоли гармӣ;
F – майдони ҷараён.

Барои мушкилоти ҷараёни хунуккунӣ дар қубурҳо миқдори кофии тадқиқот гузаронида шудааст ва усулҳои зиёди ҳисобкунӣ мавҷуданд ва чун қоида, ҳама чиз ба вобастагии эмпирикӣ аз коэффисиенти интиқоли гармии α [Вт/(м2×дег)] меояд.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

ки:
Nu - рақами Nusselt,
λ – коэффисиенти гармигузаронии моеъ [Вт/(м×дег)] d – диаметри гидравликӣ (эквивалентӣ).

Барои ҳисоб кардани рақами Nusselt (критерия) вобастагии критерияҳои эмпирикӣ истифода мешаванд, масалан, формулаи ҳисоб кардани адади Нусельт қубури мудаввар чунин менамояд:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

Дар ин ҷо мо аллакай рақами Рейнольдс, рақами Прандтлро дар ҳарорати девор ва ҳарорати моеъ ва коэффисиенти нобаробарӣ мебинем. (Сарчашма)

Барои гармкунакҳои табақӣ формула якхела аст ( Сарчашма ):
Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

ки:
n = 0.73 м = 0.43 барои ҷараёни турбулентӣ,
коэффисиенти а - вобаста ба микдори плитахо ва режими чараён аз 0,065 то 0.6 фарк мекунад.

Ба назар гирем, ки ин коэффициент танхо барои як нуктаи чараён хисоб карда мешавад. Барои нуқтаи навбатӣ мо ҳарорати гуногуни моеъ дорем (он гарм ё хунук шудааст), ҳарорати дигари девор ва мувофиқан ҳама рақамҳои Рейнольдс ва рақамҳои Прандтл шино мекунанд.

Дар ин маврид хар як математик мегуяд, ки системаеро, ки дар он коэффициент 10 маротиба тагйир меёбад, дуруст хисоб кардан мумкин нест ва у дуруст мегуяд.

Хар як инженери амалй мегуяд, ки хар як гармидиханда ба таври гуногун истехсол карда мешавад ва системахоро хисоб кардан гайриимкон аст ва вай хам дуруст мегуяд.

Дар бораи тарроҳии моделӣ чӣ гуфтан мумкин аст? Оё ҳама чиз дар ҳақиқат гум шудааст?

Фурӯшандагони пешрафтаи нармафзори ғарбӣ дар ин ҷо ба шумо суперкомпютерҳо ва системаҳои ҳисобкунии 3D-ро мефурӯшанд, ба мисли “шумо бе он кор карда наметавонед”. Ва шумо бояд ҳисобро дар давоми як рӯз иҷро кунед, то дар давоми 1 дақиқа тақсимоти ҳарорат ба даст оред.

Маълум аст, ки ин варианти мо нест, мо бояд системаи назоратро, агар дар вақти воқеӣ набошад, ҳадди аққал дар вақти пешбинишаванда ислоҳ кунем.

Ҳалли тасодуфӣ

Табдилдиҳандаи гармӣ истеҳсол карда мешавад, як қатор озмоишҳо гузаронида мешаванд ва ҷадвали самаранокии ҳарорати муътадил бо суръати додашудаи ҷараёни хунуккунӣ муқаррар карда мешавад. Содда, зуд ва боэътимод, зеро маълумот аз санҷиш меояд.

Камбудии ин равиш дар он аст, ки хусусияти динамикии объект вуҷуд надорад. Бале, мо медонем, ки ҷараёни гармии устувор чӣ гуна хоҳад буд, аммо мо намедонем, ки ҳангоми гузаштан аз як ҳолати корӣ ба ҳолати дигар чӣ қадар вақт лозим мешавад.

Аз ин рӯ, пас аз ҳисоб кардани хусусиятҳои зарурӣ, мо системаи идоракуниро мустақиман ҳангоми санҷиш танзим мекунем, ки мо дар аввал аз он канорагирӣ кардан мехоҳем.

Муносибати намунавӣ

Барои сохтани модели гармидињандаи динамикї маълумотњои санљишро барои бартараф намудани номуайянии формулањои њисобкунии таљрибавї - адади Нусселт ва муќовимати гидравликї истифода бурдан лозим аст.

Ҳалли оддӣ, мисли ҳама чизи оқилона аст. Мо формулаи эмпирикиро мегирем, тачриба мегузаронем ва арзиши коэффиценти а-ро муайян мекунем ва бо хамин номуайянии формуларо бартараф мекунем.

Ҳамин ки мо арзиши муайяни коэффисиенти интиқоли гармиро дорем, ҳама параметрҳои дигар бо қонунҳои асосии физикии нигоҳдорӣ муайян карда мешаванд. Фарқи ҳарорат ва коэффисиенти интиқоли гармӣ миқдори энергияи ба канал дар як воҳиди вақт интиқолшударо муайян мекунад.

Бо донистани ҷараёни энергия, муодилаҳои нигоҳдории массаи энергия ва импулсро барои сардкунандаи дар канали гидравликӣ ҳал кардан мумкин аст. Масалан, ин:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Барои ҳолати мо, ҷараёни гармӣ дар байни девор ва хунуккунанда - Qwall номуайян боқӣ мемонад. Шумо метавонед тафсилоти бештарро бубинед Ин ҷо…

Ва инчунин муодилаи ҳосилаи ҳарорат барои девори канал:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
ки:
ΔQwall – фарқи байни ҷараёни воридотӣ ва баромад ба девори канал;
M - массаи девори канал;
Cpc – иқтидори гармии маводи девор.

Аниқии модел

Тавре ки дар боло зикр гардид, дар гармидиҳӣ мо тақсимоти ҳароратро дар рӯи табақ дорем. Барои арзиши устувор, шумо метавонед ҳисоби миёнаро аз болои плитаҳо гирифта, онро истифода баред ва тамоми гармидиҳандаро ҳамчун як нуқтаи мутамарказ тасаввур кунед, ки дар он дар як фарқияти ҳарорат гармӣ тавассути тамоми сатҳи гармӣ интиқол дода мешавад. Аммо барои режимҳои муваққатӣ чунин тахмин кор намекунад. Вазъияти дигар ин аст, ки якчанд садҳо ҳазор нуқтаҳоро ба даст оред ва Super Компютерро бор кунед, ки он низ барои мо мувофиқ нест, зеро вазифа танзим кардани системаи идоракунӣ дар вақти воқеӣ ё беҳтараш зудтар аст.

Саволе ба миён меояд, ки барои ба даст овардани дакикии кобили кабул ва суръати хисобкуни гармидихандаро ба чанд кисм таксим кардан лозим аст?

Мисли ҳамеша, тасодуфан ман як модели гармидиҳандаи аминро дар даст доштам. Табдилдиҳандаи гармӣ қубур аст, дар қубурҳо муҳити гармкунанда ва дар байни халтаҳо муҳити гармкунанда ҷорӣ мешавад. Барои содда кардани мушкилот, тамоми найчаи гармидиҳандаро метавон ҳамчун як қубури эквивалентӣ ва худи қубурро ҳамчун маҷмӯи ҳуҷайраҳои ҳисобкунии дискретӣ муаррифӣ кард, ки дар ҳар кадоми онҳо модели нуқтаи интиқоли гармӣ ҳисоб карда мешавад. Диаграммаи модели як ҳуҷайра дар расми 2 нишон дода шудааст. Канали ҳавои гарм ва канали ҳавои хунук тавассути девор пайваст карда мешавад, ки интиқоли ҷараёни гармиро байни каналҳо таъмин мекунад.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 2. Модели ҳуҷайраҳои гармидиҳанда.

Модели гармидиҳандаи қубурӣ насб кардан осон аст. Шумо метавонед танҳо як параметрро тағйир диҳед - шумораи бахшҳо дар тӯли дарозии қубур ва ба натиҷаҳои ҳисобкунӣ барои қисмҳои гуногун нигаред. Биёед якчанд вариантҳоро ҳисоб кунем, ки аз тақсимот ба 5 нуқта дар тӯли дарозӣ (расми 3) ва то 100 нуқта дар дарозӣ (расми 4).

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 3. Тақсимоти доимии ҳарорати 5 нуқтаи ҳисобшуда.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 4. Тақсимоти доимии ҳарорати 100 нуқтаи ҳисобшуда.

Дар натичаи хисобу китоб маълум шуд, ки харорати муътадил хангоми ба 100 нукта таксим кардан 67,7 дарача аст. Ва ҳангоми ба 5 нуқтаи ҳисобшуда тақсим кардани ҳарорат 72 дараҷа гарм мешавад.

Инчунин дар поёни равзана суръати ҳисобкунӣ нисбат ба вақти воқеӣ нишон дода мешавад.
Биёед бубинем, ки ҳарорати муътадил ва суръати ҳисобкунӣ вобаста ба шумораи нуқтаҳои ҳисобкунӣ чӣ гуна тағир меёбад. Тафовути ҳарорати муътадил ҳангоми ҳисобкуниҳо бо ададҳои гуногуни ҳуҷайраҳои ҳисобкуниро барои баҳодиҳии дурустии натиҷаи бадастомада истифода бурдан мумкин аст.

Љадвали 1. Вобастагии њарорат ва суръати њисоб аз шумораи нуќтањои њисобкунї дар дарозии гармидињанда.

Шумораи нуқтаҳои ҳисоб Ҳарорати мӯътадил Суръати ҳисобкунӣ
5 72,66 426
10 70.19 194
25 68.56 124
50 67.99 66
100 67.8 32

Ҳангоми таҳлили ин ҷадвал мо метавонем хулосаҳои зеринро барем:

  • Суръати ҳисобкунӣ мутаносибан ба шумораи нуқтаҳои ҳисобкунӣ дар модели гармидиҳӣ паст мешавад.
  • Тағйирёбии дақиқии ҳисоб ба таври экспоненсиалӣ ба амал меояд. Бо зиёд шудани шумораи нуқтаҳо, такмилдиҳӣ дар ҳар як афзоиши минбаъда кам мешавад.

Дар мавриди гармидиҳандаи табақӣ бо сардкунандаи салиб ҷараён, чунон ки дар расми 1, сохтани модели баробарарзиш аз ҳуҷайраҳои ҳисобкунии элементарӣ каме мушкилтар аст. Мо бояд ҳуҷайраҳоро тавре пайваст кунем, ки ҷараёни салибро ташкил кунем. Барои 4 ячейка схема тавре ба назар мерасад, ки дар расми 5 нишон дода шудааст.

Маҷрои моеъи хунуккунӣ дар қад-қади шохаҳои гарм ва хунук ба ду канал тақсим карда мешавад, ки каналҳо тавассути сохторҳои гармидиҳӣ пайваст карда мешаванд, то ки ҳангоми гузаштан аз канали хунуккунӣ гармиро бо каналҳои гуногун мубодила кунад. Ҷараёни салибро тақлид карда, сардкунандаи гарм аз чап ба рост ҷараён мегирад (ниг. Расми 5) дар ҳар як канал, пайдарпай мубодилаи гармиро бо каналҳои хунуккунандаи хунук, ки аз поён ба боло мегузарад (ниг. Расми 5). Нуқтаи гармтарин дар кунҷи чапи болои аст, зеро сардкунандаи гарм гармиро бо сардкунандаи аллакай тафсоншудаи канали хунук мубодила мекунад. Ва хунуктаринаш дар тарафи рости поён аст, ки дар он хунуккунандаи хунук гармиро бо сардкунандаи гарм иваз мекунад, ки аллакай дар қисмати аввал сард шудааст.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 5. Модели кросс-маҷрои 4 ҳуҷайраҳои ҳисоббарор.

Ин модел барои гармидиҳандаи табақ интиқоли гармиро байни ҳуҷайраҳо аз сабаби гузаронандагии гармӣ ба назар намегирад ва омехтаи сардкунандаро ба назар намегирад, зеро ҳар як канал ҷудо карда шудааст.

Аммо дар ҳолати мо, маҳдудияти охирин дақиқиро коҳиш намедиҳад, зеро дар тарҳрезии гармидиҳӣ мембранаи бадор ҷараёнро ба бисёр каналҳои ҷудошуда дар баробари яхдон тақсим мекунад (нигаред ба расми 1). Биёед бубинем, ки ҳангоми моделсозии гармии табақ ҳангоми зиёд шудани шумораи ҳуҷайраҳои ҳисобкунӣ дурустии ҳисоб чӣ мешавад.

Барои таҳлили дақиқӣ, мо ду вариантро барои тақсим кардани гармидиҳӣ ба ҳуҷайраҳои конструкторӣ истифода мебарем:

  1. Ҳар як ҳуҷайраи мураббаъ дорои ду гидравликӣ (ҷараёни хунук ва гарм) ва як элементи гармӣ мебошад. (нигаред ба расми 5)
  2. Ҳар як ҳуҷайраи мураббаъ дорои шаш элементи гидравликӣ (се қисм дар ҷараёни гарм ва хунук) ва се элементи гармӣ мебошад.

Дар ҳолати охирин, мо ду намуди пайвастро истифода мебарем:

  • муқобили ҷараёнҳои хунук ва гарм;
  • ҷараёни параллелӣ ҷараёни хунук ва гарм.

Ҷараёни муқобил самаранокиро нисбат ба ҷараёни салиб афзоиш медиҳад, дар ҳоле ки ҷараёни муқобил онро коҳиш медиҳад. Бо шумораи зиёди ҳуҷайраҳо, миёнаравӣ аз болои ҷараён ба амал меояд ва ҳама чиз ба ҷараёни воқеии салиб наздик мешавад (ниг. Расми 6).

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 6. Модели чор-ҳуҷайра, 3-элементи кросс.

Дар расми 7 натиљањои таќсимоти устувори њарорати статсионарї дар гармидињанда њангоми додани њаво бо њарорати 150°С дар ќад-ќади хати гарм ва 21°С дар ќад-ќади хати хунук барои вариантњои гуногуни таќсимкунии модел нишон дода шудааст. Ранг ва рақамҳо дар ҳуҷайра ҳарорати миёнаи деворро дар ячейкаи ҳисоб инъикос мекунанд.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 7. Ҳарорати мӯътадил барои схемаҳои гуногуни тарҳрезӣ.

Дар љадвали 2 њарорати муътадил будани њавои гармшуда пас аз гармидињанда вобаста ба таќсимоти модели гармидињанда ба ҳуҷайрањо нишон дода шудааст.

Ҷадвали 2. Вобастагии ҳарорат аз шумораи ҳуҷайраҳои конструкторӣ дар гармидиҳанда.

Андозаи намунавӣ Ҳарорати мӯътадил
1 элемент дар як ҳуҷайра
Ҳарорати мӯътадил
3 элемент дар як ҳуҷайра
2x2 62,7 67.7
3 × 3 64.9 68.5
4x4 66.2 68.9
8x8 68.1 69.5
10 × 10 68.5 69.7
20 × 20 69.4 69.9
40 × 40 69.8 70.1

Вақте ки шумораи ҳуҷайраҳои ҳисобкунӣ дар модел зиёд мешавад, ҳарорати ниҳоии ҳолати устувор меафзояд. Фарқи байни ҳарорати муътадилро барои қисмҳои гуногун метавон ҳамчун нишондиҳандаи дурустии ҳисоб ҳисоб кард. Мумкин аст, ки бо зиёд шудани шумораи ячейкањои њисобкунї њарорат ба њадди нињод майл дорад ва афзоиши даќиќї ба шумораи нуктањои њисоб мутаносиб нест.

Саволе ба миён меояд: ба мо чй гуна дурустии модел лозим аст?

Ҷавоб ба ин савол аз ҳадафи модели мо вобаста аст. Азбаски ин мақола дар бораи тарҳрезии моделӣ аст, мо моделеро барои танзими системаи назорат эҷод мекунем. Ин маънои онро дорад, ки дурустии модел бояд бо дақиқии сенсорҳои дар система истифодашаванда муқоиса карда шавад.

Дар мо хароратро бо термопаре чен мекунанд, ки дурустии он ±2.5°С мебошад. Ҳар як дақиқии баландтар барои таъсиси системаи идоракунӣ бефоида аст; системаи воқеии идоракунии мо онро танҳо "намебинад". Ҳамин тариқ, агар мо қабул кунем, ки ҳарорати маҳдуд барои шумораи беохири қисмҳо 70 °C аст, моделе, ки ба мо зиёда аз 67.5 °C медиҳад, ба қадри кофӣ дақиқ хоҳад буд. Ҳама моделҳо бо 3 нуқта дар ячейкаи ҳисоб ва моделҳои калонтар аз 5x5 бо як нуқта дар ячейка. (Дар ҷадвали 2 бо ранги сабз таъкид шудааст)

Усулҳои фаъолияти динамикӣ

Барои баҳодиҳии режими динамикӣ мо раванди тағирёбии ҳароратро дар гармтарин ва хунуктарин нуқтаи девори гармидиҳӣ барои вариантҳои гуногуни схемаҳои тарҳрезӣ арзёбӣ мекунем. (нигаред ба расми 8)

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 8. Гарм кардани гармидиханда. Моделҳои андозаҳои 2x2 ва 10x10.

Мумкин аст, ки ваќти раванди гузариш ва худи табиати он амалан аз шумораи ячейкањои њисобкунї мустаќил буда, танњо аз рўи массаи металли тафсоншуда муайян карда мешавад.

Ҳамин тариқ, мо ба хулосае омадем, ки барои моделсозии одилонаи гармидиҳӣ дар режимҳои аз 20 то 150 ° C, бо дақиқии системаи идоракунии SCR, тақрибан 10 - 20 нуқтаи тарҳрезӣ кифоя аст.

Ташкили модели динамикӣ дар асоси таҷриба

Доштани модели математикӣ, инчунин маълумотҳои таҷрибавӣ оид ба тоза кардани гармидиҳӣ, мо бояд танҳо як ислоҳи оддиро анҷом диҳем, яъне омили интенсификатсияро ба модел ворид кунем, то ки ҳисоб бо натиҷаҳои таҷрибавӣ мувофиқат кунад.

Ғайр аз он, бо истифода аз муҳити эҷоди модели графикӣ, мо ин корро ба таври худкор анҷом медиҳем. Дар расми 9 алгоритми интихоби коэффисиентҳои интенсификатсияи гармӣ нишон дода шудааст. Маълумоте, ки аз таҷриба гирифта шудааст, ба воридшавӣ дода мешавад, модели гармидиҳанда пайваст карда мешавад ва дар баромад коэффисиентҳои зарурӣ барои ҳар як режим ба даст оварда мешаванд.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 9. Алгоритми интихоби коэффисиенти интенсификатсия аз рӯи натиҷаҳои таҷрибавӣ.

Ҳамин тариқ, мо ҳамон коэффитсиентро барои рақами Nusselt муайян мекунем ва номуайяниро дар формулаҳои ҳисоб бартараф мекунем. Барои режимҳои кор ва ҳароратҳои гуногун, арзишҳои омилҳои ислоҳкунӣ метавонанд тағир ёбанд, аммо барои режимҳои шабеҳи корӣ (фаъолияти муқаррарӣ) онҳо хеле наздик мешаванд. Масалан, барои гармидиҳандаи додашуда барои режимҳои гуногун коэффисиент аз 0.492 то 0.655 аст.

Агар коэффисиенти 0.6-ро ба кор барем, он гох дар режимхои кори тахкикшаванда хатои хисобкуни нисбат ба хатои термочуп камтар мешавад, бинобар ин, барои системаи идоракуни модели математикии гармидиханда ба модели хакикй комилан мувофик мешавад.

Натичахои барпо намудани модели гармидиханда

Барои арзёбии сифати интиқоли гармӣ як хусусияти махсус истифода мешавад - самаранокӣ:

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
ки:
effгарм - самаранокии гармидиҳӣ барои хунуккунандаи гарм;
Tкӯҳҳоin – њарорат дар даромадгоњи гармидињанда бо роњи љараёни гармидињанда;
Tкӯҳҳоберун аз – њарорат дар баромади гармидињии онњо дар радифи љараёни гармидињанда;
Tзалin – њарорат дар даромадгоњи гармидињанда бо роњи љараёни хунуккунандаи сард.

Дар љадвали 3 дуршавии самаранокии модели гармидињанда аз модели таљрибавї бо суръати гуногуни љараён дар хатти гарм ва хунук нишон дода шудааст.

Љадвали 3. Хатогињо дар њисоб кардани самаранокии гармї бо %
Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо

Дар ҳолати мо, коэффисиенти интихобшуда метавонад дар ҳама режимҳои корие, ки ба мо таваҷҷӯҳ доранд, истифода шавад. Агар дар суръати пасти ҷараён, ки дар он хатогӣ калонтар аст, дақиқии зарурӣ ба даст наояд, мо метавонем омили интенсификатсияи тағирёбандаро истифода барем, ки он аз суръати ҷараёни ҷорӣ вобаста аст.

Масалан, дар расми 10 коэффициенти интенсификатсия бо формулаи додашуда вобаста ба суръати ҷараёни ҷорӣ дар ҳуҷайраҳои канал ҳисоб карда мешавад.

Тарҳ дар асоси модел. Эҷоди модели боэътимод бо истифода аз мисоли гармидиҳандаи ҳавопаймо
Расми 10. Коэффисиенти такмилдиҳии гармии тағирёбанда.

натиҷаҳои

  • Донистани қонунҳои физикӣ ба шумо имкон медиҳад, ки моделҳои динамикии объектро барои тарҳрезии моделӣ эҷод кунед.
  • Модел бояд дар асоси маълумоти санҷиш тасдиқ ва танзим карда шавад.
  • Воситаҳои таҳияи модел бояд ба таҳиякунанда имкон диҳанд, ки моделро дар асоси натиҷаҳои санҷиши объект мутобиқ созанд.
  • Усули дурусти моделиро истифода баред ва шумо хушбахт хоҳед буд!

Бонус барои онҳое, ки хонданро тамом кардаанд. Видеои кори модели виртуалии системаи SCR.

Танҳо корбарони сабтиномшуда метавонанд дар пурсиш иштирок кунанд. даромад, Лутфан.

Минбаъд дар бораи чӣ бояд сӯҳбат кунам?

  • 76,2%Чи тавр исбот кардан мумкин аст, ки программаи модел ба программаи аппаратура мувофик аст.16

  • 23,8%Чӣ тавр истифода бурдани компютерҳои суперкомпьютерӣ барои тарҳрезии моделӣ.5

21 корбар овоз доданд. 1 корбар худдорӣ кард.

Манбаъ: will.com

Илова Эзоҳ