Μαθηματικό μοντέλο συστημάτων εξαερισμού. Εξαερισμός καυσαερίων του εργαστηρίου παραγωγής. Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες τροφοδοσίας και εξάτμισης

Η αποστολή της καλής εργασίας σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Παρόμοια έγγραφα

Βασικές αρχές λειτουργίας του συστήματος αυτόματο έλεγχο τροφοδοσία και εξαερισμός καυσαερίων, την κατασκευή και τη μαθηματική περιγραφή του. Εξοπλισμός τεχνολογική διαδικασία... Επιλογή και υπολογισμός του ρυθμιστή. Μελέτη της σταθερότητας του ATS, δείκτες της ποιότητάς του.

έγγραφο όρου, προστέθηκε 16/02/2011


γενικά χαρακτηριστικάκαι σκοπός, πεδίο πρακτικής εφαρμογής του συστήματος αυτόματου ελέγχου για παροχή και εξαερισμό καυσαερίων. Αυτοματοποίηση της διαδικασίας ρύθμισης, των αρχών της και των σταδίων εφαρμογής της. Η επιλογή κεφαλαίων και η οικονομική τους αιτιολόγηση.

διατριβή, προστέθηκε 04/10/2011


Ανάλυση των υπαρχόντων τυπικά συστήματααυτοματοποίηση εξαερισμού καταστημάτων παραγωγής. Μαθηματικό μοντέλο της διαδικασίας εξαερισμού βιομηχανικούς χώρους, επιλογή και περιγραφή εργαλείων και στοιχείων ελέγχου αυτοματισμού. Υπολογισμός του κόστους ενός έργου αυτοματισμού.

διατριβή, προστέθηκε 06/11/2012


Συγκριτική ανάλυση τεχνικά χαρακτηριστικάτυπικά σχέδια των πύργων ψύξης. Στοιχεία συστημάτων ύδρευσης και ταξινόμησή τους. Μαθηματικό μοντέλο της διαδικασίας παροχής νερού κυκλοφορίας, επιλογή και περιγραφή εξοπλισμού αυτοματισμού και στοιχείων ελέγχου.

διατριβή, προστέθηκε 09/04/2013


Γενικά χαρακτηριστικά του αγωγού πετρελαίου. Κλιματικά και γεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Γενική διάταξη του αντλιοστασίου. Αντλιοστάσια κορμού και αγροτεμάχιο PS-3 "Almetyevsk". Υπολογισμός του συστήματος εξαερισμού τροφοδοσίας και εξάτμισης του αντλιοστασίου.

διατριβή, προστέθηκε 17/04/2013


Ανάλυση της ανάπτυξης ενός σχεδίου σχεδίου για ένα διακοσμητικό μπαστούνι. Η Εραλδική ως ειδικός κλάδος που ασχολείται με τη μελέτη των θυρεών. Μέθοδοι για την κατασκευή εργαλείων για μοντέλα που μοιάζουν με κερί. Στάδια υπολογισμού τροφοδοσίας και εξαερισμού καυσαερίων για το διαμέρισμα τήξης.

διατριβή, προστέθηκε 01/26/2013


Περιγραφή της εγκατάστασης ως αντικειμένου αυτοματισμού, επιλογές βελτίωσης της τεχνολογικής διαδικασίας. Υπολογισμός και επιλογή στοιχείων ενός συγκροτήματος τεχνικών μέσων. Υπολογισμός του συστήματος αυτόματου ελέγχου. Ανάπτυξη λογισμικού εφαρμογών.

διατριβή, προστέθηκε 24/11/2014

1

Το έργο εξετάζει τις διαδικασίες μοντελοποίησης αερισμού και διασποράς των εκπομπών του στην ατμόσφαιρα. Η μοντελοποίηση βασίζεται στην επίλυση του συστήματος εξισώσεων Navier-Stokes, στους νόμους διατήρησης μάζας, ορμής, θερμότητας. Εξετάζονται διάφορες πτυχές της αριθμητικής λύσης αυτών των εξισώσεων. Προτείνεται ένα σύστημα εξισώσεων για τον υπολογισμό της τιμής του συντελεστή αναταραχής υποβάθρου. Για την υπερηχητική προσέγγιση, προτείνεται μια λύση μαζί με τις εξισώσεις της δυναμικής ρευστού που δίνονται στο άρθρο στην εξίσωση της απόστασης ενός ιδανικού πραγματικού αερίου και ατμού. Αυτή η εξίσωση είναι μια τροποποίηση της εξίσωσης van der Waals και λαμβάνει ακριβέστερα υπόψη το μέγεθος των μορίων αερίου ή ατμού και την αλληλεπίδρασή τους. Με βάση τη συνθήκη της θερμοδυναμικής σταθερότητας, επιτυγχάνεται μια σχέση που επιτρέπει σε κάποιον να αποκλείσει τις φυσικώς μη πραγματοποιήσιμες ρίζες κατά την επίλυση της εξίσωσης σε σχέση με τον όγκο. Πραγματοποιείται η ανάλυση γνωστών υπολογιστικών μοντέλων και υπολογιστικών πακέτων δυναμικής ρευστών.

πρίπλασμα

εξαερισμός

ταραχή

εξισώσεις μεταφοράς θερμότητας και μάζας

εξίσωση κατάστασης

πραγματικό αέριο

διάλυση

1. Berlyand M. Ye. Σύγχρονα προβλήματαατμοσφαιρική διάχυση και ατμοσφαιρική ρύπανση. - L.: Gidrometeoizdat, 1975 .-- 448 σελ.

2. Belyaev NN Μοντελοποίηση της διαδικασίας διασποράς τοξικού αερίου σε κτιριακές συνθήκες // Δελτίο DIIT. - 2009. - Νο 26 - Σ. 83-85.

3. Byzova NL Πειραματικές μελέτες ατμοσφαιρικής διάχυσης και υπολογισμοί διασποράς ακαθαρσιών / NL Byzova, EK Garger, VN Ivanov. - L.: Gidrometeoizdat, 1985 .-- 351 σελ.

4. Datsyuk TA Μοντελοποίηση της διασποράς των εκπομπών αερισμού. - SPb: SPBGASU, 2000 .-- 210 σελ.

5. Sauts AV Εφαρμογή αλγορίθμων γνωστικών γραφικών και μεθόδων μαθηματικής ανάλυσης για τη μελέτη των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων του ισοβουτανίου R660A στη γραμμή κορεσμού: Επιχορήγηση αρ. 2C / 10: ερευνητική έκθεση (καταληκτική) / GOUVPO SPBGASU; χέρια. Gorokhov V.L., isp.: Sauts A.V.- SPb, 2011.- 30 p.: Ill .- Βιβλιογραφία: p. 30.- No.GR 01201067977.-Inv. Αρ. 02201158567.

Εισαγωγή

Κατά τον σχεδιασμό βιομηχανικών συγκροτημάτων και μοναδικών εγκαταστάσεων, τα ζητήματα που σχετίζονται με τη διασφάλιση της ποιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος και τις τυποποιημένες παραμέτρους μικροκλίματος θα πρέπει να τεκμηριώνονται συνολικά. Λαμβάνοντας υπόψη το υψηλό κόστος κατασκευής, εγκατάστασης και λειτουργίας συστημάτων εξαερισμού και κλιματισμού, επιβάλλονται αυξημένες απαιτήσεις στην ποιότητα των μηχανικών υπολογισμών. Για να επιλέξετε ορθολογικές λύσεις σχεδιασμού στον τομέα του εξαερισμού, είναι απαραίτητο να μπορείτε να αναλύσετε την κατάσταση στο σύνολό της, δηλ. να αποκαλύψει τη χωρική σχέση δυναμικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα εντός των χώρων και στην ατμόσφαιρα. Αξιολογήστε την αποτελεσματικότητα του εξαερισμού, η οποία εξαρτάται όχι μόνο από την ποσότητα αέρα που παρέχεται στο δωμάτιο, αλλά και από το υιοθετημένο σχέδιο διανομής αέρα και τη συγκέντρωση βλαβερές ουσίεςστον εξωτερικό αέρα στις θέσεις των εισαγωγών αέρα.

Σκοπός του άρθρου- τη χρήση αναλυτικών εξαρτήσεων, με τη βοήθεια των οποίων πραγματοποιούνται υπολογισμοί της ποσότητας των επιβλαβών εκπομπών, για τον προσδιορισμό των διαστάσεων των καναλιών, των αεραγωγών, των ορυχείων και την επιλογή μιας μεθόδου επεξεργασίας αέρα κ.λπ. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιήσετε το προϊόν λογισμικού "Stream" με τη μονάδα "VSV". Για την προετοιμασία των αρχικών δεδομένων, είναι απαραίτητο να υπάρχουν διαγράμματα των σχεδιασμένων συστημάτων εξαερισμού που υποδεικνύουν τα μήκη των τμημάτων και τους ρυθμούς ροής αέρα στα τελικά τμήματα. Τα δεδομένα εισόδου για τον υπολογισμό είναι η περιγραφή των συστημάτων εξαερισμού και οι απαιτήσεις για αυτό. Χρησιμοποιώντας μαθηματική μοντελοποίηση, επιλύονται τα ακόλουθα ζητήματα:

• επιλογή των καλύτερων επιλογών για παροχή και αφαίρεση αέρα ·
• κατανομή παραμέτρων μικροκλίματος ανά όγκο χώρων ·
• αξιολόγηση του αεροδυναμικού καθεστώτος του κτιρίου ·
• επιλογή θέσεων για εισαγωγή αέρα και αφαίρεση αέρα.

Τα πεδία ταχύτητας, πίεσης, θερμοκρασίας, συγκεντρώσεων σε ένα δωμάτιο και ατμόσφαιρα σχηματίζονται υπό την επίδραση πολλών παραγόντων, ο συνδυασμός των οποίων είναι δύσκολο να ληφθεί υπόψη στις μεθόδους υπολογισμού μηχανικής χωρίς τη χρήση υπολογιστή.

Η χρήση μαθηματικών μοντέλων σε προβλήματα αερισμού και αεροδυναμικής βασίζεται στη λύση των εξισώσεων Navier - Stokes.

Για να προσομοιωθούν ταραγμένες ροές, είναι απαραίτητο να λυθεί το σύστημα εξισώσεων διατήρησης μάζας και Reynolds (διατήρηση ορμής):

(2)

όπου τ- χρόνος, Χ= Χ θ , ι , κ- χωρικές συντεταγμένες, u=u i , ι , κ - συστατικά του διανύσματος ταχύτητας, R- πιεζομετρική πίεση, ρ - πυκνότητα, τ ij- εξαρτήματα έντασης τάσης, s m- πηγή μάζας, s i- συστατικά της πηγής παλμών.

Ο τανυστής τάσης εκφράζεται ως:

(3)

όπου s ij- ένταση των ρυθμών παραμόρφωσης · δ ij- ένταση πρόσθετων τάσεων που προκύπτουν λόγω της παρουσίας αναταράξεων.

Για πληροφορίες σχετικά με τα πεδία θερμοκρασίας Τκαι συγκέντρωση μεεπιβλαβείς ουσίες, το σύστημα συμπληρώνεται από τις ακόλουθες εξισώσεις:

εξίσωση διατήρησης θερμότητας

εξίσωση διατήρησης παθητικής ακαθαρσίας με

(5)

όπου ντοR- συντελεστής θερμικής ικανότητας, λ - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, κ= k i , ι , κείναι ο συντελεστής αναταραχής.

Συντελεστής βασικής αναταραχής κοι βάσεις προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα εξισώσεων:

(6)

όπου κφά - συντελεστής αναταραχής φόντου, κ f = 1-15 m 2 / s; ε = 0.1-04;

Οι συντελεστές αναταραχής προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις:

(7)

Σε ανοιχτό χώρο με χαμηλή διασπορά, η τιμή κ z καθορίζεται από την εξίσωση:

κ κ = κ 0 z /z 0 ; (8)

όπου κ 0 - τιμή κ κστα ψηλά z 0 (κ 0 = 0,1 m 2 / s στο z 0 = 2 m).

Στην ανοιχτή περιοχή, το προφίλ ταχύτητας ανέμου δεν παραμορφώνεται.

Με άγνωστη ατμοσφαιρική διαστρωμάτωση σε ανοιχτή περιοχή, μπορεί να προσδιοριστεί το προφίλ ταχύτητας ανέμου:

; (9)

όπου z 0 είναι ένα δεδομένο ύψος (ύψος ενός ανεμοδείκτη). u 0 - ταχύτητα ανέμου σε υψόμετρο z 0 ; σι = 0,15.

Υπό την προϋπόθεση (10), το τοπικό κριτήριο Richardson Ριοριζεται ως:

(11)

Ας διαφοροποιήσουμε την εξίσωση (9), εξισώνουμε τις εξισώσεις (7) και (8), από εκεί εκφράζουμε κβάσεις

(12)

Ας εξισώσουμε την εξίσωση (12) με τις εξισώσεις του συστήματος (6). Αντικαθιστούμε (11) και (9) στην ληφθείσα ισότητα, στην τελική μορφή λαμβάνουμε το σύστημα των εξισώσεων:

(13)

Ο παλλόμενος όρος, ακολουθώντας τις ιδέες του Boussinesq, παριστάνεται ως εξής:

(14)

όπου μ τ- τυρβώδες ιξώδες και πρόσθετοι όροι στις εξισώσεις μεταφοράς ενέργειας και στα συστατικά ακαθαρσιών διαμορφώνονται ως εξής:

(15)

(16)

Το σύστημα εξισώσεων κλείνει χρησιμοποιώντας ένα από τα μοντέλα αναταράξεων που περιγράφονται παρακάτω.

Για ταραγμένες ροές που μελετώνται στην πρακτική εξαερισμού, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθεί είτε η υπόθεση του Boussinesq σχετικά με τη μικρότητα των μεταβολών της πυκνότητας, είτε η λεγόμενη «υπερηχητική» προσέγγιση. Οι τάσεις του Ρέινολντς θεωρούνται ανάλογες των μέσων χρονικών ρυθμών παραμόρφωσης. Εισάγεται ο συντελεστής τυρβώδους ιξώδους, η έννοια αυτή εκφράζεται ως:

. (17)

Ο πραγματικός συντελεστής ιξώδους υπολογίζεται ως το άθροισμα των μοριακών και ταραγμένων συντελεστών:

(18)

Η «υπερηχητική» προσέγγιση υποθέτει τη λύση, μαζί με τις παραπάνω εξισώσεις, της εξίσωσης της ιδανικής στάθμης αερίου:

ρ = Π/(RT) (19)

όπου Π - πίεση μέσα περιβάλλον; R- σταθερά αερίου.

Για ακριβέστερους υπολογισμούς, η πυκνότητα ακαθαρσίας μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας την τροποποιημένη εξίσωση van der Waals για πραγματικά αέρια και ατμούς

(20)

όπου σταθερές Νκαι Μ- λαμβάνει υπόψη τη συσχέτιση / διάσπαση μορίων αερίου ή ατμού · ένα- λαμβάνει υπόψη άλλες αλληλεπιδράσεις · σι" - λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος των μορίων αερίου, υ = 1 / ρ.

Διαχωρισμός από την εξίσωση (12) της πίεσης Rκαι διαφοροποιώντας τον κατ 'όγκο (λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοδυναμική σταθερότητα), θα προκύψει η ακόλουθη σχέση:

. (21)

Αυτή η προσέγγιση καθιστά δυνατή τη σημαντική μείωση του χρόνου υπολογισμού σε σύγκριση με την περίπτωση χρήσης των πλήρων εξισώσεων για συμπιεστό αέριο χωρίς μείωση της ακρίβειας των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται. Δεν υπάρχει αναλυτική λύση στις παραπάνω εξισώσεις. Από αυτή την άποψη, χρησιμοποιούνται αριθμητικές μέθοδοι.

Για την επίλυση προβλημάτων εξαερισμού που σχετίζονται με τη μεταφορά κλιμακωτών ουσιών από μια ταραγμένη ροή, κατά την επίλυση διαφορικών εξισώσεων, χρησιμοποιείται ένα σχέδιο διάσπασης για φυσικές διεργασίες. Σύμφωνα με τις αρχές της διάσπασης, η ολοκλήρωση πεπερασμένων διαφορών των εξισώσεων της υδροδυναμικής και της μεταφοράς διάχυσης της κλίμακας ουσίας σε κάθε χρονικό βήμα Δ τπραγματοποιείται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, υπολογίζονται οι υδροδυναμικές παράμετροι. Στο δεύτερο στάδιο, οι εξισώσεις διάχυσης λύνονται με βάση τα υπολογισμένα υδροδυναμικά πεδία.

Η επίδραση της μεταφοράς θερμότητας στον σχηματισμό του πεδίου ταχύτητας αέρα λαμβάνεται υπόψη χρησιμοποιώντας την προσέγγιση Boussinesq: ένας επιπλέον όρος εισάγεται στην εξίσωση κίνησης για το συστατικό κάθετης ταχύτητας, ο οποίος λαμβάνει υπόψη τις δυνάμεις άνωσης.

Υπάρχουν τέσσερις προσεγγίσεις για την επίλυση προβλημάτων ταραγμένης κίνησης ρευστού:

• άμεση μοντελοποίηση "DNS" (λύση μη στατικών εξισώσεων Navier-Stokes).
• λύση των μέσων εξισώσεων Reynolds "RANS", το σύστημα των οποίων, ωστόσο, δεν είναι κλειστό και χρειάζεται πρόσθετες σχέσεις κλεισίματος.
• μέθοδος μεγάλου στροβιλισμού «LES » , η οποία βασίζεται στη λύση των μη στατικών εξισώσεων Navier - Stokes με την παραμετροποίηση των δίνων της κλίμακας του υποπλέγματος.
• μέθοδος "DES" , που είναι ένας συνδυασμός δύο μεθόδων: στη ζώνη των διαχωρισμένων ροών - "LES" και στην περιοχή της "ομαλής" ροής - "RANS".

Η πιο ελκυστική από την άποψη της ακρίβειας των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται είναι αναμφίβολα η μέθοδος της άμεσης αριθμητικής προσομοίωσης. Ωστόσο, προς το παρόν, οι δυνατότητες της τεχνολογίας υπολογιστών δεν επιτρέπουν ακόμη την επίλυση προβλημάτων με πραγματική γεωμετρία και αριθμούς. Σχετικά με, και με την ανάλυση στροβίλων όλων των μεγεθών. Επομένως, κατά την επίλυση ενός ευρέος φάσματος προβλημάτων μηχανικής, χρησιμοποιούνται αριθμητικές λύσεις των εξισώσεων Reynolds.

Επί του παρόντος, πιστοποιημένα πακέτα όπως "STAR-CD", "FLUENT" ή "ANSYS / FLOTRAN" χρησιμοποιούνται με επιτυχία για την προσομοίωση εργασιών εξαερισμού. Με ένα σωστά διατυπωμένο πρόβλημα και έναν ορθολογικό αλγόριθμο λύσης, ο όγκος των πληροφοριών που λαμβάνονται επιτρέπει στο στάδιο του σχεδιασμού να επιλέξει η καλύτερη επιλογή, αλλά η εκτέλεση υπολογισμών χρησιμοποιώντας αυτά τα προγράμματα απαιτεί κατάλληλη εκπαίδευση και η εσφαλμένη χρήση τους μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένα αποτελέσματα.

Ως «βασική περίπτωση», μπορεί κανείς να λάβει υπόψη τα αποτελέσματα των γενικά αποδεκτών μεθόδων υπολογισμού υπολοίπου, που καθιστούν δυνατή τη σύγκριση των ολοκληρωμένων τιμών που είναι χαρακτηριστικές του υπό εξέταση προβλήματος.

Ενας από σημαντικά σημείαόταν χρησιμοποιείτε καθολικά συστήματα λογισμικού για την επίλυση προβλημάτων εξαερισμού, είναι η επιλογή ενός μοντέλου αναταράξεων. Μέχρι τώρα είναι γνωστό ένας μεγάλος αριθμός απόδιάφορα μοντέλα αναταραχής που χρησιμοποιούνται για το κλείσιμο των εξισώσεων του Ρέινολντς. Τα μοντέλα αναταραχής ταξινομούνται ανάλογα με τον αριθμό των παραμέτρων για τα χαρακτηριστικά της αναταραχής, αντίστοιχα, μιας παραμέτρου, δύο και τριών παραμέτρων.

Τα περισσότερα ημι-εμπειρικά μοντέλα αναταράξεων, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, χρησιμοποιούν την «υπόθεση της τοποθεσίας του μηχανισμού αναταραχής μεταφοράς», σύμφωνα με την οποία ο μηχανισμός της τυρβώδους μεταφοράς ορμής προσδιορίζεται πλήρως καθορίζοντας τα τοπικά παράγωγα των μέσων ταχυτήτων και φυσικές ιδιότητεςυγρά. Αυτή η υπόθεση δεν λαμβάνει υπόψη την επίδραση των διαδικασιών που συμβαίνουν πολύ μακριά από το υπό εξέταση σημείο.

Τα πιο απλά είναι μοντέλα μιας παραμέτρου που χρησιμοποιούν την έννοια του τυρβώδους ιξώδους «n τ», Και η αναταραχή θεωρείται ότι είναι ισότροπη. Μια τροποποιημένη έκδοση του "n τ-92 "συνιστάται για μοντελοποίηση πίδακας και διαχωρισμένων ροών. Το μοντέλο μιας παραμέτρου "S-A" (Spalart-Almaras), το οποίο περιέχει την εξίσωση μεταφοράς για την ποσότητα, δίνει επίσης καλή συμφωνία με τα πειραματικά αποτελέσματα.

Η έλλειψη μοντέλων με μία μόνο εξίσωση μεταφοράς σχετίζεται με το γεγονός ότι δεν διαθέτουν πληροφορίες σχετικά με την κατανομή της κλίμακας αναταράξεων μεγάλο... Κατά το ποσό μεγάλοεπηρεάζονται οι διαδικασίες μεταφοράς, οι μέθοδοι σχηματισμού αναταράξεων, η διάχυση της τυρβώδους ενέργειας. Καθολική εξάρτηση για τον προσδιορισμό μεγάλοδεν υπάρχει. Εξίσωση για την κλίμακα της αναταραχής μεγάλοσυχνά αποδεικνύεται ότι είναι ακριβώς η εξίσωση που καθορίζει την ακρίβεια του μοντέλου και, κατά συνέπεια, την περιοχή εφαρμογής του. Βασικά, το πεδίο εφαρμογής αυτών των μοντέλων περιορίζεται σε σχετικά απλές ροές διάτμησης.

Σε μοντέλα δύο παραμέτρων, εκτός από την κλίμακα αναταράξεων μεγάλο, ο ρυθμός διάχυσης της τυρβώδους ενέργειας χρησιμοποιείται ως δεύτερη παράμετρος . Τέτοια μοντέλα χρησιμοποιούνται συχνότερα στη σύγχρονη υπολογιστική πρακτική και περιέχουν τις εξισώσεις της αναταραχής μεταφοράς ενέργειας και της διάχυσης ενέργειας.

Ένα πολύ γνωστό μοντέλο περιλαμβάνει εξισώσεις για τη μεταφορά ενέργειας στροβιλισμού κ και ο ρυθμός διάχυσης της ταραγμένης ενέργειας ε. Μοντέλα όπως " κ- ε " μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για ροές κοντά στον τοίχο όσο και για πιο πολύπλοκες διαχωρισμένες ροές.

Μοντέλα δύο παραμέτρων χρησιμοποιούνται στην έκδοση Reynolds χαμηλού και υψηλού. Στην πρώτη, λαμβάνεται άμεσα υπόψη ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης μοριακής και τυρβώδους μεταφοράς κοντά σε μια στερεή επιφάνεια. Στην έκδοση υψηλής Reynolds, ο μηχανισμός της ταραγμένης μεταφοράς κοντά σε ένα στερεό όριο περιγράφεται από ειδικές συναρτήσεις κοντά στον τοίχο που συσχετίζουν τις παραμέτρους ροής με την απόσταση από τον τοίχο.

Προς το παρόν, τα πιο ελπιδοφόρα μοντέλα περιλαμβάνουν τα μοντέλα SSG και Gibson-Launder, τα οποία χρησιμοποιούν μια μη γραμμική σχέση μεταξύ του ταραγμένου τανυστήρα τάσης Reynolds και του τανυστή των μέσων ρυθμών παραμόρφωσης. Σχεδιάστηκαν για να βελτιώσουν την πρόβλεψη των ρευμάτων διαχωρισμού. Δεδομένου ότι όλα τα στοιχεία τανυστή υπολογίζονται σε αυτά, απαιτούν μεγάλους πόρους υπολογιστών σε σύγκριση με μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για πολύπλοκες διαχωρισμένες ροές, ορισμένα πλεονεκτήματα αποκαλύφθηκαν με τη χρήση μοντέλων μίας παραμέτρου «n τ-92 "," S-A "στην ακρίβεια της πρόβλεψης των παραμέτρων ροής και στον ρυθμό μέτρησης σε σύγκριση με μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για παράδειγμα, το πρόγραμμα "STAR-CD" προβλέπει τη χρήση μοντέλων όπως " κ- e », Spalart - Almaras,« SSG »,« Gibson -Launder », καθώς και η μεγάλη μέθοδος στροβιλισμού« LES », και η μέθοδος« DES ». Οι δύο τελευταίες μέθοδοι είναι πιο κατάλληλες για τον υπολογισμό της κίνησης του αέρα σε πολύπλοκες γεωμετρίες, όπου θα εμφανιστούν πολυάριθμες χωρισμένες περιοχές δίνης, αλλά απαιτούν μεγάλους υπολογιστικούς πόρους.

Τα αποτελέσματα του υπολογισμού εξαρτώνται σημαντικά από την επιλογή του υπολογιστικού πλέγματος. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται ειδικά προγράμματα συγχώνευσης. Τα πλέγματα μπορούν να έχουν διαφορετικά σχήματα και μεγέθη για να ταιριάζουν καλύτερα στη συγκεκριμένη εφαρμογή σας. Ο απλούστερος τύπος πλέγματος είναι όταν τα κελιά είναι ίδια και έχουν κυβικό ή ορθογώνιο σχήμα. Τα καθολικά προγράμματα υπολογιστών που χρησιμοποιούνται σήμερα στην πρακτική της μηχανικής επιτρέπουν την εργασία σε αυθαίρετα μη δομημένα δίκτυα.

Για να εκτελέσετε υπολογισμούς για την αριθμητική προσομοίωση προβλημάτων εξαερισμού, είναι απαραίτητο να ορίσετε τις οριακές και αρχικές συνθήκες, δηλ. τιμές εξαρτημένων μεταβλητών ή κανονικές κλίσεις τους στα όρια του υπολογιστικού τομέα.

Προδιαγραφή με επαρκή βαθμό ακρίβειας των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του υπό μελέτη αντικειμένου. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι δυνατόν να προτείνονται πακέτα όπως "SolidWorks", "Pro / Engeneer", "NX Nastran" για την κατασκευή τρισδιάστατων μοντέλων. Κατά την κατασκευή ενός υπολογιστικού πλέγματος, ο αριθμός των κελιών επιλέγεται έτσι ώστε να ληφθεί μια αξιόπιστη λύση με ελάχιστο χρόνο υπολογισμού. Θα πρέπει να επιλεγεί ένα από τα ημι-εμπειρικά μοντέλα αναταραχής που είναι πιο αποτελεσματικό για την υπό εξέταση ροή.

V συμπέρασμαπροσθέτουμε ότι είναι απαραίτητη η καλή κατανόηση της ποιοτικής πλευράς των συνεχιζόμενων διαδικασιών προκειμένου να διατυπωθούν σωστά οι οριακές συνθήκες του προβλήματος και να αξιολογηθεί η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Η μοντελοποίηση των εκπομπών αερισμού στο στάδιο του σχεδιασμού των εγκαταστάσεων μπορεί να θεωρηθεί ως μία από τις πτυχές της μοντελοποίησης πληροφοριών που αποσκοπεί στη διασφάλιση της περιβαλλοντικής ασφάλειας της εγκατάστασης.

Αναθεωρητές:

• Volikov Anatoly Nikolaevich, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής του Τμήματος Προμήθειας Θερμότητας και Αερίου και Προστασίας Λεκάνης Αέρος, FGBOU VPOI "SPBGASU", Αγία Πετρούπολη.
• Polushkin Vitaly Ivanovich, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής, Καθηγητής του Τμήματος Θέρμανσης, Εξαερισμού και Κλιματισμού, FGBOU VPO "SPbGASU", Αγία Πετρούπολη.

Βιβλιογραφική αναφορά

Datsyuk Τ.Α., Sauts A.V., Yurmanov Β.Ν., Taurit V.R. ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΑΕΡΙΣΜΟΥ // Σύγχρονα προβλήματα της επιστήμης και της εκπαίδευσης. - 2012. - Αρ. 5.
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=6744 (ημερομηνία πρόσβασης: 17/10/2019). Σας παρουσιάζουμε τα περιοδικά που εκδίδονται από την "Ακαδημία Φυσικών Επιστημών" Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Mikhail Samoletov

V σύγχρονος κόσμοςδεν είναι πλέον δυνατό να γίνει χωρίς μαθηματική μοντελοποίηση της ροής του αέρα στο σχεδιασμό συστημάτων εξαερισμού.

Στον σύγχρονο κόσμο, δεν είναι πλέον δυνατό να γίνει χωρίς μαθηματική μοντελοποίηση της ροής του αέρα στο σχεδιασμό συστημάτων εξαερισμού. Οι συμβατικές τεχνικές μηχανικής είναι κατάλληλες για τυπικούς χώρους και τυπικές λύσειςμε διανομή αέρα. Όταν ένας σχεδιαστής έρχεται αντιμέτωπος με μη τυποποιημένα αντικείμενα, θα πρέπει να τον βοηθήσουν μέθοδοι μαθηματικής μοντελοποίησης. Το άρθρο είναι αφιερωμένο στη μελέτη της διανομής αέρα κατά τη διάρκεια της κρύας περιόδου στο κατάστημα παραγωγής σωλήνων. Αυτό το εργαστήριο είναι μέρος ενός εργοστασιακού συγκροτήματος που βρίσκεται σε έντονα ηπειρωτικό κλίμα.

Πίσω στον 19ο αιώνα, διαφορικές εξισώσειςγια να περιγράψει τη ροή υγρών και αερίων. Διατυπώθηκαν από τον Γάλλο φυσικό Louis Navier και τον Βρετανό μαθηματικό George Stokes. Οι εξισώσεις Navier - Stokes είναι από τις σημαντικότερες στην υδροδυναμική και χρησιμοποιούνται στη μαθηματική μοντελοποίηση πολλών φυσικών φαινομένων και τεχνικών προβλημάτων.

Ανά τα τελευταία χρόνιασυσσώρευσε μια μεγάλη ποικιλία γεωμετρικά και θερμοδυναμικά πολύπλοκων αντικειμένων στην κατασκευή. Η χρήση μεθόδων υπολογιστικής δυναμικής ρευστού αυξάνει σημαντικά τις δυνατότητες σχεδιασμού συστημάτων εξαερισμού, καθιστώντας δυνατή την πρόβλεψη με υψηλό βαθμό ακρίβειας της κατανομής της ταχύτητας, της πίεσης, της θερμοκρασίας, της συγκέντρωσης των εξαρτημάτων σε οποιοδήποτε σημείο ενός κτιρίου ή οποιασδήποτε από τις εγκαταστάσεις του Το

Η εντατική χρήση μεθόδων υπολογιστικής δυναμικής ρευστού ξεκίνησε το 2000, όταν εμφανίστηκαν γενικά κελύφη λογισμικού (πακέτα CFD), τα οποία κατέστησαν δυνατή την εύρεση αριθμητικών λύσεων στο σύστημα εξισώσεων Navier - Stokes σε σχέση με ένα αντικείμενο ενδιαφέροντος. Από τότε η "BURO TEKHNIKI" ασχολείται με τη μαθηματική μοντελοποίηση σε σχέση με τα προβλήματα εξαερισμού και κλιματισμού.

Περιγραφή της εργασίας

Σε αυτή τη μελέτη, πραγματοποιήθηκαν αριθμητικές προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας STAR-CCM +, ένα πακέτο CFD που αναπτύχθηκε από την CD-Adapco. Λειτουργικότητα αυτό το πακέτοκατά την επίλυση προβλημάτων εξαερισμού ήταν
Έχει δοκιμαστεί επανειλημμένα σε αντικείμενα ποικίλης πολυπλοκότητας, από χώρους γραφείων έως αίθουσες θεάτρων και στάδια.

Το πρόβλημα παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον τόσο από άποψη σχεδιασμού όσο και από μαθηματικής μοντελοποίησης.

Θερμοκρασία εξωτερικού αέρα -31 ° C. Υπάρχουν αντικείμενα με σημαντική εισροή θερμότητας στο δωμάτιο: φούρνος απόσβεσης, φούρνος σκλήρυνσης κλπ. Έτσι, υπάρχουν μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ των εξωτερικών δομών περίφραξης και των εσωτερικών αντικειμένων που παράγουν θερμότητα. Κατά συνέπεια, η συμβολή της μεταφοράς θερμότητας με ακτινοβολία δεν μπορεί να αγνοηθεί στην προσομοίωση. Μια πρόσθετη δυσκολία στη μαθηματική διατύπωση του προβλήματος έγκειται στο γεγονός ότι ένα βαρύ τρένο με θερμοκρασία -31 ° C εισέρχεται στο κτίριο αρκετές φορές ανά βάρδια. Σταδιακά θερμαίνεται, ψύχοντας τον αέρα γύρω του.

Για τη διατήρηση της απαιτούμενης θερμοκρασίας αέρα στον όγκο του εργαστηρίου (την κρύα περίοδο όχι μικρότερη από 15 ° C), το έργο προβλέπει συστήματα εξαερισμού και κλιματισμού. Στο στάδιο του σχεδιασμού, υπολογίστηκε ο ρυθμός ροής και η θερμοκρασία του παρεχόμενου αέρα που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση των απαιτούμενων παραμέτρων. Το ερώτημα παρέμεινε - πώς παρέχεται αέρας στον όγκο του εργαστηρίου για να εξασφαλιστεί η πιο ομοιόμορφη κατανομή της θερμοκρασίας σε ολόκληρο τον όγκο. Η μοντελοποίηση επέτρεψε για σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα (δύο έως τρεις εβδομάδες) να δει το μοτίβο ροής αέρα για αρκετές επιλογές παροχής αέρα και στη συνέχεια να τις συγκρίνει.

ΣΤΑΔΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗΣ ΜΟΝΤΕΛΩΣΗΣ

• Δημιουργία στερεάς γεωμετρίας.
• Χωρισμός του χώρου εργασίας σε κελιά του υπολογιστικού πλέγματος.Θα πρέπει να προβλεφθεί εκ των προτέρων χώρος για τους οποίους θα απαιτηθεί πρόσθετη βελτίωση των κυττάρων. Κατά την κατασκευή ενός πλέγματος, είναι πολύ σημαντικό να βρεθεί μια μέση βάση όπου το μέγεθος της κυψέλης είναι αρκετά μικρό για να επιτευχθούν σωστά αποτελέσματα, ενώ ο συνολικός αριθμός κελιών δεν θα είναι τόσο μεγάλος ώστε να μεταφέρει τον χρόνο υπολογισμού σε ένα απαράδεκτο χρονικό πλαίσιο. Επομένως, το grid building είναι μια ολόκληρη τέχνη που συνοδεύεται από εμπειρία.
• Ορισμός των ορίων και των αρχικών συνθηκών σύμφωνα με τη διατύπωση του προβλήματος.Απαιτείται κατανόηση των ιδιοτήτων των εργασιών εξαερισμού. Σημαντικό ρόλο στην προετοιμασία του υπολογισμού παίζει σωστή επιλογήμοντέλα αναταραχής.
• Επιλέγοντας ένα κατάλληλο φυσικό μοντέλο και μοντέλο αναταραχής.

Αποτελέσματα προσομοίωσης

Για την επίλυση του προβλήματος που εξετάζεται σε αυτό το άρθρο, πέρασαν όλα τα στάδια της μαθηματικής μοντελοποίησης.

Για τη σύγκριση της απόδοσης εξαερισμού, επιλέχθηκαν τρεις επιλογές παροχής αέρα: υπό γωνίες 45 °, 60 ° και 90 ° σε κάθετο. Ο αέρας τροφοδοτείται από τυπικές σχάρες διανομής αέρα.

Πεδία θερμοκρασίας και ταχύτητας που υπολογίζονται σε διαφορετικές γωνίες τροφοδοσίας παροχή αέραφαίνονται στο Σχ. 1

Μετά την ανάλυση των αποτελεσμάτων, η γωνία παροχής αέρα ίση με 90 ° επιλέχθηκε ως η πιο επιτυχημένη από τις επιλογές που εξετάστηκαν για τον εξαερισμό του εργαστηρίου. Με αυτήν τη μέθοδο σίτισης, δεν δημιουργούνται αυξημένες ταχύτητες περιοχή εργασίαςκαι είναι δυνατόν να επιτευχθεί μια αρκετά ομοιόμορφη εικόνα της θερμοκρασίας και της ταχύτητας σε όλο τον όγκο του εργαστηρίου.

Τελική απόφαση

Πεδία θερμοκρασίας και ταχύτητας σε τρία διατομέςπου περνούν μέσα από τις γρίλιες παροχής φαίνονται στο Σχ. 2 και 3. Η κατανομή της θερμοκρασίας σε όλο το δωμάτιο είναι ομοιόμορφη. Μόνο στην περιοχή όπου συγκεντρώνονται οι κλίβανοι είναι περισσότεροι υψηλές αξίεςθερμοκρασία κάτω από το ταβάνι. Υπάρχει μια πιο ψυχρή περιοχή στη δεξιά γωνία του δωματίου πιο μακριά από τους φούρνους. Εδώ μπαίνουν κρύα βαγόνια από το δρόμο.

Σύκο. 3 φαίνεται καθαρά πώς διαδίδονται οι οριζόντιοι πίδακες του παρεχόμενου αέρα. Με αυτήν τη μέθοδο τροφοδοσίας, το τζετ τροφοδοσίας έχει αρκετά μεγάλο βεληνεκές. Έτσι, σε απόσταση 30 m από το πλέγμα, η ταχύτητα ροής είναι 0,5 m / s (στην έξοδο από το πλέγμα, η ταχύτητα είναι 5,5 m / s). Στο υπόλοιπο δωμάτιο, η κινητικότητα του αέρα είναι χαμηλή, στο επίπεδο των 0,3 m / s.

Ο θερμαινόμενος αέρας από τον κλίβανο σκλήρυνσης εκτρέπει το ρεύμα αέρα τροφοδοσίας προς τα πάνω (Εικ. 4 και 5). Η σόμπα θερμαίνει πολύ τον αέρα γύρω της. Η θερμοκρασία στο πάτωμα είναι υψηλότερη εδώ από ό, τι στη μέση του δωματίου.

Το πεδίο θερμοκρασίας και οι βελτιστοποιήσεις σε δύο τμήματα του ζεστού καταστήματος φαίνονται στο Σχ. 6

συμπεράσματα

Οι υπολογισμοί κατέστησαν δυνατή την ανάλυση της αποτελεσματικότητας διαφορετικοί τρόποιπαροχή αέρα στο συνεργείο σωλήνων. Διαπιστώθηκε ότι όταν τροφοδοτείται με οριζόντιο ρεύμα, ο παρεχόμενος αέρας εξαπλώνεται περαιτέρω στο δωμάτιο, συμβάλλοντας στην πιο ομοιόμορφη θέρμανση. Αυτό δεν δημιουργεί περιοχές με υπερβολική κινητικότητα αέρα στην περιοχή εργασίας, όπως συμβαίνει όταν ο αέρας τροφοδοσίας τροφοδοτείται υπό γωνία προς τα κάτω.

Η χρήση μαθηματικών μεθόδων μοντελοποίησης σε προβλήματα εξαερισμού και κλιματισμού είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση, που επιτρέπει στο στάδιο του σχεδιασμού να διορθώσει τη λύση, να αποτρέψει την ανάγκη διόρθωσης ανεπιτυχών σχεδιαστικών λύσεων μετά τη θέση σε λειτουργία των αντικειμένων. ●

Ντάρια Ντενισιχίνα - Επικεφαλής του τμήματος " Μαθηματική μοντελοποίηση»;
Μαρία Λουκανίνα - Κορυφαίος Μηχανικός του Τμήματος "Μαθηματική Μοντελοποίηση".
Μιχαήλ Σαμολέτοφ - Εκτελεστικός Διευθυντής της LLC "MM-Technologies"

Glebov R.S., μεταπτυχιακός φοιτητής Tumanov M.P., υποψήφιος τεχνικών επιστημών, αναπληρωτής καθηγητής

Antyushin S.S., μεταπτυχιακός φοιτητής (Μόσχα κρατικό ινστιτούτοΗλεκτρονικά και Μαθηματικά (Πολυτεχνείο)

ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΠΤΥΧΕΣ ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ

ΜΟΝΑΔΑ ΑΕΡΙΣΜΟΥ

Σε σχέση με την εμφάνιση νέων απαιτήσεων για συστήματα εξαερισμού, οι πειραματικές μέθοδοι συντονισμού κλειστών βρόχων ελέγχου δεν μπορούν να λύσουν πλήρως τα προβλήματα αυτοματοποίησης της τεχνολογικής διαδικασίας. Οι πειραματικές μέθοδοι συντονισμού έχουν εγγενή κριτήρια βελτιστοποίησης (κριτήρια ποιότητας ελέγχου), γεγονός που περιορίζει το πεδίο εφαρμογής τους. Παραμετρική σύνθεση ενός συστήματος ελέγχου που λαμβάνει υπόψη όλες τις απαιτήσεις όροι αναφοράς, απαιτεί μαθηματικό μοντέλοαντικείμενο. Το άρθρο παρέχει μια ανάλυση των δομών των μαθηματικών μοντέλων μονάδα εξαερισμού, εξετάζεται η μέθοδος αναγνώρισης της μονάδας εξαερισμού, αξιολογείται η δυνατότητα χρήσης των ληφθέντων μοντέλων για πρακτική εφαρμογή.

Λέξεις κλειδιά: αναγνώριση, μαθηματικό μοντέλο, μονάδα εξαερισμού, πειραματική μελέτημαθηματικό μοντέλο, κριτήρια για την ποιότητα του μαθηματικού μοντέλου.

ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΠΤΥΧΕΣ ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΕΡΙΣΜΟΥ

Σε σχέση με την εμφάνιση νέων απαιτήσεων για τον εξαερισμό των συστημάτων, οι πειραματικές μέθοδοι προσαρμογής των κλειστών περιγραμμάτων διαχείρισης δεν μπορούν να λύσουν πλήρως το πρόβλημα της αυτοματοποίησης της τεχνολογικής διαδικασίας. Οι πειραματικές μέθοδοι προσαρμογής έχουν τα κριτήρια βελτιστοποίησης (κριτήριο ποιότητας διαχείρισης) που περιορίζει την περιοχή εφαρμογής τους. Η παραμετρική σύνθεση του συστήματος ελέγχου, το τεχνικό έργο λαμβάνοντας υπόψη όλες τις απαιτήσεις, απαιτεί μαθηματικό μοντέλο αντικειμένου. Στο άρθρο που θα προκύψει η ανάλυση δομών μαθηματικών μοντέλων εγκατάστασης εξαερισμού, η μέθοδος εξετάζεται η αναγνώριση της εγκατάστασης εξαερισμού, εκτιμάται η δυνατότητα εφαρμογής των παραληφθέντων μοντέλων για εφαρμογή στην πράξη.

Λέξεις κλειδιά: ταυτοποίηση, μαθηματικό μοντέλο, εγκατάσταση εξαερισμού, πειραματική έρευνα του μαθηματικού μοντέλου, κριτήρια ποιότητας του μαθηματικού μοντέλου.

Εισαγωγή

Ο έλεγχος συστημάτων εξαερισμού είναι ένα από τα κύρια καθήκοντα της αυτοματοποίησης συστημάτων μηχανικής κτιρίων. Οι απαιτήσεις για τα συστήματα ελέγχου των μονάδων εξαερισμού διατυπώνονται με τη μορφή ποιοτικών κριτηρίων στο πεδίο του χρόνου.

Κύρια κριτήρια ποιότητας:

1. Μεταβατικός χρόνος (tnn) - χρόνος για να φτάσει η μονάδα χειρισμού αέρα στον τρόπο λειτουργίας.

2. Σφάλμα σταθερής κατάστασης (eust) - η μέγιστη επιτρεπόμενη απόκλιση της θερμοκρασίας αέρα παροχής από τη ρυθμισμένη.

Έμμεσα κριτήρια ποιότητας:

3. Overshoot (Ah) - υπέρβαση ισχύος κατά τον έλεγχο της μονάδας χειρισμού αέρα.

4. Βαθμός ταλάντωσης (y) - υπερβολική φθορά του εξοπλισμού εξαερισμού.

5. Βαθμός εξασθένησης (y) - χαρακτηρίζει την ποιότητα και την ταχύτητα καθιέρωσης του απαιτούμενου καθεστώτος θερμοκρασίας.

Το κύριο καθήκον του αυτοματισμού του συστήματος εξαερισμού είναι η παραμετρική σύνθεση του ελεγκτή. Η παραμετρική σύνθεση συνίσταται στον προσδιορισμό των συντελεστών του ρυθμιστή για την εξασφάλιση των ποιοτικών κριτηρίων για το σύστημα εξαερισμού.

Για τη σύνθεση του ρυθμιστή της μονάδας εξαερισμού, επιλέγονται μέθοδοι μηχανικής που είναι βολικές για εφαρμογή στην πράξη, οι οποίες δεν απαιτούν τη μελέτη του μαθηματικού μοντέλου του αντικειμένου: η μέθοδος του Ncho18-21gier (W), η μέθοδος Chien -Hrope8-Re8, wsk (SNK). ΠΡΟΣ ΤΟ σύγχρονα συστήματααυτοματοποίηση του εξαερισμού, επιβάλλονται υψηλές απαιτήσεις σε δείκτες ποιότητας, περιορίζονται οι επιτρεπόμενες οριακές συνθήκες δεικτών, εμφανίζονται προβλήματα ελέγχου πολλαπλών κριτηρίων. Οι μηχανικές μέθοδοι ρύθμισης ρυθμιστικών αρχών δεν επιτρέπουν την αλλαγή των κριτηρίων ποιότητας ελέγχου που καθορίζονται σε αυτά. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείτε τη μέθοδο N2 για την προσαρμογή του ρυθμιστή, το κριτήριο ποιότητας είναι μια μείωση απόσβεσης ίση με τέσσερα, και όταν χρησιμοποιείτε τη μέθοδο SAE, το κριτήριο ποιότητας είναι ο μέγιστος ρυθμός ολίσθησης ελλείψει υπέρβασης. Η χρήση αυτών των μεθόδων για την επίλυση προβλημάτων ελέγχου πολλαπλών κριτηρίων απαιτεί πρόσθετη χειροκίνητη προσαρμογή των συντελεστών. Ο χρόνος και η ποιότητα της ρύθμισης των βρόχων ελέγχου, σε αυτή την περίπτωση, εξαρτάται από την εμπειρία του μηχανικού σέρβις.

Εφαρμογή σύγχρονα μέσαη μαθηματική μοντελοποίηση για τη σύνθεση του συστήματος ελέγχου της μονάδας εξαερισμού βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα των διαδικασιών ελέγχου, μειώνει το χρόνο για τη ρύθμιση του συστήματος και επιτρέπει επίσης τη σύνθεση αλγοριθμικών μέσων για τον εντοπισμό και την πρόληψη ατυχημάτων. Για την προσομοίωση του συστήματος ελέγχου, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα κατάλληλο μαθηματικό μοντέλο της μονάδας εξαερισμού (αντικείμενο ελέγχου).

Η πρακτική χρήση μαθηματικών μοντέλων χωρίς την αξιολόγηση της επάρκειας εγείρει μια σειρά προβλημάτων:

1. Οι ρυθμίσεις του ρυθμιστή που λαμβάνονται κατά τη μαθηματική μοντελοποίηση δεν εγγυώνται τη συμμόρφωση των δεικτών ποιότητας στην πράξη.

2. Εφαρμογή στην πράξη ρυθμιστικών αρχών με ενσωματωμένο μαθηματικό μοντέλο (εξαναγκαστικός έλεγχος, παρεμβολέας Smith κ.λπ.) μπορεί να προκαλέσει επιδείνωση των δεικτών ποιότητας. Εάν η χρονική σταθερά δεν ταιριάζει ή το κέρδος είναι πολύ χαμηλό, ο χρόνος για να φτάσει η μονάδα χειρισμού αέρα στην κατάσταση λειτουργίας αυξάνεται, όταν το κέρδος υπερεκτιμηθεί, συμβαίνει υπερβολική φθορά του εξοπλισμού εξαερισμού κ.λπ.

3. Η πρακτική εφαρμογή προσαρμοστικών ελεγκτών με εκτίμηση σύμφωνα με το μοντέλο αναφοράς θα προκαλέσει επίσης επιδείνωση των δεικτών ποιότητας, παρόμοια με το παραπάνω παράδειγμα.

4. Οι ρυθμίσεις του ρυθμιστή που λαμβάνονται με τις μεθόδους του βέλτιστου ελέγχου δεν εγγυώνται τη συμμόρφωση των δεικτών ποιότητας στην πράξη.

Ο σκοπός αυτής της μελέτης είναι να καθορίσει τη δομή του μαθηματικού μοντέλου της μονάδας εξαερισμού (κατά μήκος του βρόχου ελέγχου καθεστώς θερμοκρασίας) και αξιολόγηση της επάρκειάς του στις πραγματικές φυσικές διαδικασίες θέρμανσης του αέρα στα συστήματα εξαερισμού.

Η εμπειρία του σχεδιασμού συστημάτων ελέγχου δείχνει ότι είναι αδύνατο να αποκτηθεί ένα μαθηματικό μοντέλο κατάλληλο για ένα πραγματικό σύστημα μόνο με βάση θεωρητικές μελέτες των φυσικών διεργασιών του συστήματος. Ως εκ τούτου, στη διαδικασία σύνθεσης του μοντέλου της μονάδας εξαερισμού, ταυτόχρονα με θεωρητικές μελέτες, πραγματοποιήθηκαν πειράματα για τον προσδιορισμό και τη βελτίωση του μαθηματικού μοντέλου του συστήματος - την αναγνώρισή του.

Η τεχνολογική διαδικασία του συστήματος εξαερισμού, η οργάνωση του πειράματος

και δομική ταύτιση

Το αντικείμενο ελέγχου του συστήματος εξαερισμού είναι το κεντρικό κλιματιστικό, στο οποίο η ροή αέρα υποβάλλεται σε επεξεργασία και τροφοδοτείται στους χώρους που αερίζονται. Το έργο του τοπικού συστήματος ελέγχου εξαερισμού είναι να διατηρεί αυτόματα τη θερμοκρασία του αέρα παροχής στον αγωγό. Η τρέχουσα τιμή της θερμοκρασίας του αέρα εκτιμάται από έναν αισθητήρα εγκατεστημένο στον αγωγό τροφοδοσίας ή στο επανδρωμένο δωμάτιο. Η θερμοκρασία του αέρα παροχής ελέγχεται από ηλεκτρικό θερμοσίφωνα ή θερμοσίφωνα. Όταν χρησιμοποιείτε θερμοσίφωνα, το εκτελεστικό όργανο είναι βαλβίδα τριών κατευθύνσεων, όταν χρησιμοποιείτε ηλεκτρικό θερμαντήρα - ρυθμιστή ισχύος πλάτους παλμού ή θυρίστορ.

Ο τυπικός αλγόριθμος ελέγχου για την παροχή θερμοκρασίας αέρα είναι αυτόματο σύστημα κλειστού βρόχου (ACS), με ελεγκτή PID ως συσκευή ελέγχου. Εμφανίζεται η δομή του αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου της θερμοκρασίας του αέρα με εξαερισμό (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Διάγραμμα μπλοκ του αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου της μονάδας εξαερισμού (κανάλι ελέγχου θερμοκρασίας αέρα παροχής). Wreg - PF του ρυθμιστή, Zhio - PF του εκτελεστικού οργάνου, Wcal - PF του θερμαντήρα, Wvv - λειτουργία μεταφοράς του αεραγωγού. u1 - σημείο ρύθμισης θερμοκρασίας, XI - θερμοκρασία στον αγωγό, XI - μετρήσεις αισθητήρων, E1 - σφάλμα ελέγχου, U1 - δράση ελέγχου του ρυθμιστή, U2 - επεξεργασία του σήματος ρυθμιστή από τον ενεργοποιητή, U3 - θερμότητα που μεταφέρεται από τον θερμαντήρα στον αγωγός.

Η σύνθεση ενός μαθηματικού μοντέλου του συστήματος εξαερισμού υποθέτει ότι η δομή κάθε συνάρτησης μεταφοράς που αποτελεί μέρος του είναι γνωστή. Η χρήση ενός μαθηματικού μοντέλου που περιέχει τις συναρτήσεις μεταφοράς μεμονωμένων στοιχείων του συστήματος είναι ένα δύσκολο έργο και δεν εγγυάται στην πράξη την υπέρθεση μεμονωμένων στοιχείων με το αρχικό σύστημα. Για τον προσδιορισμό του μαθηματικού μοντέλου, είναι βολικό να χωρίσουμε τη δομή του συστήματος ελέγχου εξαερισμού σε δύο μέρη: a priori γνωστό (ελεγκτής) και άγνωστο (αντικείμενο). Η συνάρτηση μεταφοράς του αντικειμένου ^ περίπου) περιλαμβάνει: τη λειτουργία μεταφοράς του εκτελεστικού οργάνου ^ uo), τη λειτουργία μεταφοράς του θερμαντήρα ^, τη λειτουργία μεταφοράς του αεραγωγού ^ vv), τη λειτουργία μεταφοράς του αισθητήρα ^ ημερομηνίες). Το έργο της αναγνώρισης της μονάδας εξαερισμού κατά τον έλεγχο της θερμοκρασίας της ροής του αέρα μειώνεται στον προσδιορισμό της λειτουργικής σχέσης μεταξύ του σήματος ελέγχου με τον ενεργοποιητή του θερμαντήρα U1 και της θερμοκρασίας της ροής αέρα XI.

Για να προσδιοριστεί η δομή του μαθηματικού μοντέλου της μονάδας εξαερισμού, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί ένα πείραμα αναγνώρισης. Η απόκτηση των επιθυμητών χαρακτηριστικών είναι δυνατή μέσω ενός παθητικού και ενεργού πειράματος. Η μέθοδος παθητικού πειράματος βασίζεται στην καταγραφή των ελεγχόμενων παραμέτρων της διαδικασίας στην κανονική λειτουργία του αντικειμένου χωρίς να εισάγονται σκόπιμες διαταραχές σε αυτό. Κατά τη φάση εγκατάστασης, το σύστημα εξαερισμού δεν λειτουργεί κανονικά, επομένως η μέθοδος παθητικού πειράματος δεν είναι κατάλληλη για τους σκοπούς μας. Η ενεργός μέθοδος πειράματος βασίζεται στη χρήση ορισμένων τεχνητών διαταραχών που εισάγονται στο αντικείμενο σύμφωνα με ένα προσχεδιασμένο πρόγραμμα.

Υπάρχουν τρεις θεμελιώδεις μέθοδοι αναγνώρισης ενεργού αντικειμένου: η μέθοδος των παροδικών χαρακτηριστικών (η αντίδραση του αντικειμένου στο "βήμα"), η μέθοδος διαταραχής του αντικειμένου με σήματα περιοδικής μορφής (η αντίδραση του αντικειμένου σε αρμονικές διαταραχές με διαφορετικές συχνότητες) και τη μέθοδο αντίδρασης του αντικειμένου στον παλμό δέλτα. Λόγω της μεγάλης αδράνειας των συστημάτων εξαερισμού (το TOB κυμαίνεται από δεκάδες δευτερόλεπτα έως αρκετά λεπτά), η αναγνώριση με σήματα περι

Για περαιτέρω ανάγνωση του άρθρου, πρέπει να αγοράσετε ολόκληρο το κείμενο. Τα άρθρα αποστέλλονται σε μορφή PDFστο ταχυδρομείο που υποδεικνύεται κατά την πληρωμή. Ο χρόνος παράδοσης είναι λιγότερο από 10 λεπτά... Κόστος ενός άρθρου - 150 ρούβλια.

Παρόμοιες επιστημονικές εργασίες με θέμα "Γενικά και σύνθετα προβλήματα φυσικών και ακριβών επιστημών"

• ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΑΛΛΑΚΤΙΚΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΜΕ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΡΟΜΗΘΕΙΑ ΑΕΡΑ

  R.S. GLEBOVM. P. TUMANOV - 2012

• Το πρόβλημα της διαχείρισης και μοντελοποίησης καταστάσεων έκτακτης ανάγκης σε ορυχεία πετρελαίου

  M. Yu. Liskova, I. S. Naumov - 2013

• ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΓΕΝΙΚΗΣ ΙΣΟΔΙΟΡΙΟΤΗΤΑΣ

  ADILOV ZHEKSENBEK MAKEEVICH, ASHIMOV ABDYKAPPAR ASHIMOVICH, ASHIMOV ASKAR ABDYKAPPAROVICH, BOROVSKY NIKOLAY YURIEVICH, BOROVSKY YURI VYACHESLAVOVYVYVICH,

• ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΗΣ ΣΚΙΠΗΣ ΧΡΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΣΜΟΥ

  OUEDRAOGO A., OUEDRAOGO I., PALM K., ZEGHMATI B. - 2008