Sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni automaatjuhtimissüsteemi väljatöötamine. Teaduse ja hariduse kaasaegsed probleemid Ventilatsioonisüsteemide matemaatiline mudel

Glebov R.S., aspirant Tumanov M.P., tehnikateaduste kandidaat, dotsent

Antyushin S.S., magistrant (Moskva riiklik instituut Elektroonika ja matemaatika (Tehnikaülikool)

MATEMAATILISE MUDELI IDENTIFITSEERIMISE PRAKTILISED ASPEKTID

VENTILATSIOON

Seoses uute nõuete ilmnemisega ventilatsioonisüsteemidele ei suuda suletud juhtimisahelate häälestamise eksperimentaalsed meetodid automatiseerimisprobleeme täielikult lahendada. tehnoloogiline protsess... Eksperimentaalsetel häälestusmeetoditel on omased optimeerimiskriteeriumid (kontrollikvaliteedi kriteeriumid), mis piirab nende rakendusala. Kõiki nõudeid arvestava juhtimissüsteemi parameetriline süntees lähteülesanne, nõuab objekti matemaatilist mudelit. Artiklis analüüsitakse matemaatiliste mudelite struktuure ventilatsiooniseade, kaalutakse ventilatsiooniseadme identifitseerimise meetodit, hinnatakse saadud mudelite praktilise rakendamise võimalust.

Võtmesõnad: identifitseerimine, matemaatiline mudel, ventilatsiooniseade, matemaatilise mudeli eksperimentaalne uuring, matemaatilise mudeli kvaliteedikriteeriumid.

MATEMAATILISE MUDELI IDENTIFITSEERIMISE PRAKTILISED ASPEKTID

VENTILATSIOONI PAIGALDAMISEST

Seoses uute nõuete ilmnemisega ventilatsioonisüsteemidele ei suuda suletud juhtimiskontuuride reguleerimise eksperimentaalsed meetodid täielikult lahendada tehnoloogilise protsessi automatiseerimise probleemi. Eksperimentaalsetel reguleerimismeetoditel on seatud optimeerimise kriteeriumid (kvaliteedi kriteerium). juhtimise), mis piirab nende rakendusala. Juhtimissüsteemi parameetriline süntees, tehniline projekt, võttes arvesse kõiki nõudeid, nõuab objekti matemaatilist mudelit. Tulemuseks olevas artiklis on ventilatsioonipaigaldise matemaatiliste mudelite struktuuride analüüs, meetod. Ventilatsioonipaigaldise identifitseerimist arvestatakse, hinnatakse saadud mudelite praktikas rakendamise võimalust.

Märksõnad: identifitseerimine, matemaatiline mudel, ventilatsioonipaigaldis, matemaatilise mudeli eksperimentaalne uurimine, matemaatilise mudeli kvaliteedikriteeriumid.

Sissejuhatus

Ventilatsioonisüsteemide juhtimine on automaatika üks peamisi ülesandeid insenerisüsteemid hoone. Nõuded ventilatsiooniseadmete juhtimissüsteemidele on sõnastatud ajavahemikus kvaliteedikriteeriumide kujul.

Peamised kvaliteedikriteeriumid:

1. Transient time (tnn) – aeg, mille jooksul ventilatsiooniseade jõuab töörežiimi.

2. Püsiseisundi viga (eust) - sissepuhkeõhu temperatuuri maksimaalne lubatud kõrvalekalle seatud temperatuurist.

Kaudsed kvaliteedikriteeriumid:

3. Overshoot (Ah) – võimsuse ületamine ventilatsiooniseadme juhtimisel.

4. Võnkeaste (y) - ventilatsiooniseadmete liigne kulumine.

5. Sumbumise aste (y) - iseloomustab vajaliku temperatuurirežiimi kehtestamise kvaliteeti ja kiirust.

Ventilatsioonisüsteemi automatiseerimise põhiülesanne on kontrolleri parameetriline süntees. Parameetriline süntees seisneb regulaatori koefitsientide määramises, et tagada ventilatsioonisüsteemi kvaliteedikriteeriumid.

Ventilatsiooniseadme regulaatori sünteesiks valitakse praktikas mugavad insenerimeetodid, mis ei nõua objekti matemaatilise mudeli uurimist: meetod Ncbo18-21gler (W), meetod Chien- HropeS-Re8, wsk (SNK). TO kaasaegsed süsteemid ventilatsiooni automatiseerimine, kvaliteedinäitajatele esitatakse kõrgeid nõudeid, näidikute lubatud piirtingimusi kitseneb, ilmnevad mitmekriteeriumilised kontrolliprobleemid. Regulaatori häälestamise tehnilised meetodid ei võimalda muuta nendes sisalduvaid juhtimiskvaliteedi kriteeriume. Näiteks N2-meetodi kasutamisel regulaatori reguleerimiseks on kvaliteedikriteeriumiks summutuse vähenemine, mis võrdub neljaga, ja SAE-meetodi kasutamisel on kvaliteedikriteeriumiks maksimaalne pöördekiirus ülelöögi puudumisel. Nende meetodite kasutamine mitme kriteeriumi juhtimise probleemide lahendamisel nõuab koefitsientide täiendavat käsitsi reguleerimist. Juhtkontuuride häälestamise aeg ja kvaliteet sõltuvad antud juhul hooldusinseneri kogemusest.

Rakendus kaasaegsed vahendid matemaatiline modelleerimine ventilatsiooniagregaadi juhtimissüsteemi sünteesiks parandab oluliselt juhtimisprotsesside kvaliteeti, vähendab süsteemi seadistamise aega ning võimaldab sünteesida ka algoritmilisi vahendeid õnnetuste tuvastamiseks ja ärahoidmiseks. Juhtimissüsteemi simuleerimiseks on vaja luua ventilatsiooniseadme (juhtimisobjekti) adekvaatne matemaatiline mudel.

Matemaatiliste mudelite praktiline kasutamine ilma adekvaatsust hindamata tekitab mitmeid probleeme:

1. Matemaatilise modelleerimise käigus saadud regulaatori seadistused ei taga praktikas kvaliteedinäitajate vastavust.

2. Sisseehitatud matemaatilise mudeliga (sundjuhtimine, Smithi ekstrapolaator jne) regulaatorite praktikas rakendamine võib põhjustada kvaliteedinäitajate halvenemist. Kui ajakonstant ei ühti või võimendus on liiga väike, pikeneb ventilatsiooniseadme töörežiimi jõudmise aeg, võimenduse ülehinnamisel, ventilatsiooniseadmete liigsel kulumisel jne.

3. Adaptiivsete kontrollerite praktiline rakendamine võrdlusmudeli järgi hinnanguga põhjustab ka kvaliteedinäitajate halvenemist, sarnaselt ülaltoodud näitele.

4. Optimaalse juhtimise meetoditega saadud regulaatori seadistused ei taga praktikas kvaliteedinäitajate vastavust.

Selle uuringu eesmärk on määrata ventilatsiooniseadme matemaatilise mudeli struktuur (piki juhtkontuuri temperatuuri režiim) ja selle sobivuse hindamine ventilatsioonisüsteemide õhu soojendamise tegelikele füüsikalistele protsessidele.

Juhtsüsteemide projekteerimise kogemus näitab, et reaalsele süsteemile adekvaatset matemaatilist mudelit on võimatu saada ainult süsteemi füüsikaliste protsesside teoreetiliste uuringute põhjal. Seetõttu viidi ventilatsiooniseadme mudeli sünteesimise käigus samaaegselt teoreetiliste uuringutega läbi katsed süsteemi matemaatilise mudeli – selle identifitseerimise – määramiseks ja täpsustamiseks.

Ventilatsioonisüsteemi tehnoloogiline protsess, katse korraldus

ja struktuurne identifitseerimine

Ventilatsioonisüsteemi juhtimisobjektiks on keskkliimaseade, milles töödeldakse õhuvoolu ja suunatakse see ventileeritavatesse ruumidesse. Kohaliku ventilatsiooni juhtimissüsteemi ülesanne on temperatuuri automaatne hoidmine sissepuhkeõhk kanalis. Õhutemperatuuri hetkeväärtust hinnatakse toitekanalisse või mehitatud ruumi paigaldatud anduri abil. Sissepuhkeõhu temperatuuri juhitakse elektri- või veesoojendiga. Veeboileri kasutamisel on täiturmehhanismiks kolmekäiguline klapp, elektrisoojendi kasutamisel impulsslaiuse ehk türistori võimsusregulaator.

Sissepuhkeõhu temperatuuri standardne juhtimisalgoritm on suletud ahela automaatjuhtimissüsteem (ACS), mille juhtseadmeks on PID-kontroller. Näidatud on ventilatsiooni abil sissepuhkeõhu temperatuuri automatiseeritud reguleerimissüsteemi struktuur (joonis 1).

Riis. 1. Ventilatsiooniseadme automatiseeritud juhtimissüsteemi plokkskeem (sissepuhkeõhu temperatuuri reguleerimise kanal). Wreg - regulaatori PF, Zhio - täitevorgani PF, Wcal - küttekeha PF, Wvv - kanali ülekandefunktsioon. U1 - temperatuuri sättepunkt, XI - temperatuur kanalis, XI - anduri näidud, E1 - reguleerimisviga, U1 - regulaatori juhttegevus, U2 - regulaatori signaali töötlemine täiturmehhanismi poolt, U3 - soojus, mille küttekeha edastab torule. kanal.

Ventilatsioonisüsteemi matemaatilise mudeli süntees eeldab, et iga selle koosseisu kuuluva ülekandefunktsiooni struktuur on teada. Süsteemi üksikute elementide ülekandefunktsioone sisaldava matemaatilise mudeli kasutamine on keeruline ülesanne ega taga praktikas üksikute elementide superpositsiooni algsüsteemiga. Matemaatilise mudeli tuvastamiseks saab ventilatsiooni juhtimissüsteemi struktuuri mugavalt jagada kaheks osaks: a priori teada (kontroller) ja tundmatu (objekt). Objekti ülekandefunktsioon ^ about) sisaldab: täitevorgani ülekandefunktsiooni ^ uo), küttekeha ülekandefunktsiooni ^ cal), õhukanali ülekandefunktsiooni ^ vv), anduri ülekandefunktsiooni ^ kuupäevad). Ventilatsiooniseadme tuvastamise ülesanne õhuvoolu temperatuuri reguleerimisel taandub küttekeha U1 täiturelemendi juhtsignaali ja õhuvoolu XI temperatuuri vahelise funktsionaalse seose kindlaksmääramisele.

Ventilatsiooniseadme matemaatilise mudeli struktuuri kindlaksmääramiseks on vaja läbi viia identifitseerimiskatse. Soovitud omaduste saamine on võimalik passiivse ja aktiivse katse abil. Passiivne katsemeetod põhineb protsessi kontrollitud parameetrite registreerimisel objekti normaalses töös, ilma et see põhjustaks sellesse tahtlikke häireid. Seadistamisetapi ajal ei tööta ventilatsioonisüsteem normaalselt, seega passiivne katsemeetod ei sobi meie eesmärkidele. Aktiivne katsemeetod põhineb teatud tehishäirete kasutamisel, mis on objektile sisse viidud vastavalt eelnevalt planeeritud programmile.

Objekti aktiivseks tuvastamiseks on kolm põhimeetodit: siirdekarakteristikute meetod (objekti reaktsioon "sammule"), objekti perioodiliste signaalidega häirimise meetod (objekti reaktsioon erineva sagedusega harmoonilistele häiretele). ja meetod, kuidas objekt reageerib deltaimpulsile. Tänu ventilatsioonisüsteemide suurele inertsile (TOB ulatub kümnetest sekunditest kuni mitme minutini) on peri signaalide abil tuvastamine

Artikli edasiseks lugemiseks peate ostma täisteksti. Artiklid saadetakse vormingus PDF maksmisel märgitud postile. Tarneaeg on vähem kui 10 minutit... Ühe artikli maksumus - 150 rubla.

Sarnased teaduslikud tööd teemal "Loodus- ja täppisteaduste üld- ja kompleksprobleemid"

• ADAPTIIVNE ÕHUÜKSUSE JUHTIMINE DÜNAAMILISE SISSÕHUVOOLUGA

  R.S. GLEBOVM. P. TUMANOV - 2012

• Naftakaevanduste hädaolukordade juhtimise ja modelleerimise probleem

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

• PARAMEETRILISE JUHTIMISE TEOORIA RAKENDAMISE KOHTA ÜLDTASAKAALUSE ARVUTUSMUDELIDELE

  ADILOV ŽEKSENBEK MAKEEVICH, ASHIMOV ABDYKAPPAR ASHIMOVICH, ASHIMOV ASKAR ABDYKAPPAROVICH, BOROVSKI NIKOLAI JURIEVICH, BOROVSKI YURI VYACHESLAVOVICH, SULTANOV BAKHYTVI-TURCHLY - 2010

• BIOKLIMAATSE KATUSE MODELLEERIMINE LOODUSLIKULT VENTILATSIOONIL

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

1

Töös käsitletakse ventilatsiooni modelleerimise protsesse ja selle heitmete hajumist atmosfääri. Modelleerimine põhineb Navier-Stokesi võrrandite süsteemi, massi, impulsi, soojuse jäävuse seaduste lahendamisel. Vaadeldakse nende võrrandite arvulise lahenduse erinevaid aspekte. Fooni turbulentsiteguri väärtuse arvutamiseks pakutakse välja võrrandisüsteem. Hüperheliliseks lähendamiseks pakutakse koos artiklis esitatud vedeliku dünaamika võrranditega ideaalse reaalse gaasi ja auru seisuvõrrandi lahendus. See võrrand on van der Waalsi võrrandi modifikatsioon ja võtab täpsemalt arvesse gaasi- või aurumolekulide suurust ja nende vastastikmõju. Termodünaamilise stabiilsuse tingimuse alusel saadakse seos, mis võimaldab võrrandi lahendamisel mahu suhtes välistada füüsiliselt realiseerimata juured. Teostatakse teadaolevate arvutusmudelite ja vedeliku dünaamika arvutuspakettide analüüs.

modelleerimine

ventilatsioon

turbulents

soojus- ja massiülekande võrrandid

olekuvõrrand

päris gaas

hajumine

1. Berlyand M. Ye. Kaasaegsed probleemid atmosfääri difusioon ja õhusaaste. - L .: Gidrometeoizdat, 1975 .-- 448 lk.

2. Belyaev NN Mürgise gaasi hajumise protsessi modelleerimine ehitustingimustes // DIIT bülletään. - 2009. - nr 26 - S. 83-85.

3. Byzova N. L. Eksperimentaalsed uuringud atmosfääri difusioon ja lisandite hajumise arvutused / N. L. Byzova, E. K. Garger, V. N. Ivanov. - L .: Gidrometeoizdat, 1985 .-- 351 lk.

4. Datsyuk TA Ventilatsiooniheitmete hajumise modelleerimine. - SPb: SPBGASU, 2000 .-- 210 lk.

5. Sauts A. V. Kognitiivse graafika algoritmide ja matemaatilise analüüsi meetodite rakendamine isobutaani R660A termodünaamiliste omaduste uurimiseks küllastusjoonel: Grant nr 2C / 10: uurimistöö aruanne (kokkuvõttes) / GOUVPO SPBGASU; käed. Gorokhov V.L., isp .: Sauts A.V.- SPb, 2011.- 30 lk .: ill .- Bibliograafia: lk. 30.- nr.GR 01201067977.-Inv. nr 02201158567.

Sissejuhatus

Tööstuskomplekside ja unikaalsete rajatiste projekteerimisel tuleb igakülgselt põhjendada õhukeskkonna kvaliteedi ja standardiseeritud mikrokliima parameetrite tagamisega seotud küsimusi. Arvestades ventilatsiooni- ja kliimaseadmete valmistamise, paigaldamise ja käitamise kõrgeid kulusid, seatakse kõrgendatud nõuded inseneriarvutuste kvaliteedile. Ratsionaalsete projektlahenduste valimiseks ventilatsioonivaldkonnas on vaja osata analüüsida olukorda tervikuna, s.o. paljastada ruumides ja atmosfääris toimuvate dünaamiliste protsesside ruumiline seos. Hinnake ventilatsiooni efektiivsust, mis ei sõltu mitte ainult ruumi tarnitava õhu kogusest, vaid ka vastuvõetud õhujaotusskeemist ja kontsentratsioonist kahjulikud ained välisõhus õhuvõtuavade kohtades.

Artikli eesmärk- analüütiliste sõltuvuste kasutamine, mille abil tehakse kahjulike heitkoguste arvutused, kanalite, õhukanalite, kaevanduste mõõtmete määramiseks ja õhupuhastusmeetodi valikuks jne. Sel juhul on soovitatav kasutada Potoki tarkvaratoodet koos VSV mooduliga. Algandmete koostamiseks on vaja projekteeritud ventilatsioonisüsteemide skeeme, mis näitavad sektsioonide pikkused ja õhuvooluhulgad otsasektsioonides. Arvutuse sisendandmeteks on ventilatsioonisüsteemide kirjeldus ja sellele esitatavad nõuded. Matemaatilise modelleerimise abil lahendatakse järgmised probleemid:

• parimate võimaluste valik õhu juurdevooluks ja eemaldamiseks;
• mikrokliima parameetrite jaotus ruumide mahu järgi;
• hoone aerodünaamilise režiimi hindamine;
• õhu sissevõtu ja õhu eemaldamise kohtade valik.

Kiiruse, rõhu, temperatuuri, kontsentratsioonide väljad ruumis ja atmosfääris tekivad paljude tegurite mõjul, mille koosmõju on arvutit kasutamata insenerarvutusmeetodites üsna raske arvesse võtta.

Matemaatilise modelleerimise kasutamine ventilatsiooni- ja aerodünaamikaülesannetes põhineb Navier - Stokesi võrrandite lahendamisel.

Turbulentse voolu simuleerimiseks on vaja lahendada massi ja Reynoldsi (impulsi jäävuse) võrrandite süsteem:

(2)

kus t- aeg, X= X i , j , k- ruumilised koordinaadid, u=u i , j , k - kiirusvektori komponendid, R- piesomeetriline rõhk, ρ - tihedus, τ ij- pingetensori komponendid, s m- massiallikas, s i- impulsiallika komponendid.

Pingetensorit väljendatakse järgmiselt:

(3)

kus s ij- deformatsioonikiiruste tensor; δ ij- turbulentsi olemasolust tekkivate lisapingete tensor.

Teabe saamiseks temperatuuriväljade kohta T ja keskendumine Koos kahjulikke aineid, täiendatakse süsteemi järgmiste võrranditega:

soojuse säilimise võrrand

passiivse lisandi jäävuse võrrand Koos

(5)

kus CR- soojusmahtuvuse koefitsient, λ - soojusjuhtivuse koefitsient, k= k i , j , k on turbulentsustegur.

Turbulentsi põhitegur k alused määratakse võrrandisüsteemi abil:

(6)

kus k f - tausta turbulentsustegur, k f = 1-15 m2/s; e = 0,1-04;

Turbulentsi koefitsiendid määratakse võrrandite abil:

(7)

Väikese hajumisega avatud alal väärtus k z määratakse võrrandiga:

k k = k 0 z /z 0 ; (8)

kus k 0 - väärtus k k kõrgel z 0 (k 0 = 0,1 m 2 / s at z 0 = 2 m).

Avatud alal tuule kiiruse profiil ei deformeeru;

Tundmatu atmosfääri kihistumise korral avatud alal saab tuule kiiruse profiili määrata:

; (9)

kus z 0 on etteantud kõrgus (ilmalipu kõrgus); u 0 - tuule kiirus kõrgusel z 0 ; B = 0,15.

Tingimusel (10) on kohalik Richardsoni kriteerium Ri defineeritud kui:

(11)

Diferentseerime võrrandit (9), võrdsustame võrrandid (7) ja (8), sealt edasi väljendame k alused

(12)

Võrdlustame võrrandi (12) süsteemi (6) võrranditega. Asendame (11) ja (9) saadud võrrandisse, lõppkujul saame võrrandisüsteemi:

(13)

Boussinesqi ideid järgiv pulseeriv termin on kujutatud järgmiselt:

(14)

kus μ t- turbulentne viskoossus ja lisaliikmed energiaülekande võrrandites ja lisandite komponentides on modelleeritud järgmiselt:

(15)

(16)

Võrrandisüsteem on suletud, kasutades ühte allpool kirjeldatud turbulentsimudelitest.

Ventilatsioonipraktikas uuritud turbulentsete voolude puhul on soovitav kasutada kas Boussinesqi hüpoteesi tiheduse muutuste väiksuse kohta või nn "hüpersonilist" lähendust. Eeldatakse, et Reynoldsi pinged on proportsionaalsed ajakeskmiste deformatsioonikiirustega. Kasutusele võetakse turbulentse viskoossuse koefitsient, seda mõistet väljendatakse järgmiselt:

. (17)

Efektiivne viskoossuse koefitsient arvutatakse molekulaar- ja turbulentsete koefitsientide summana:

(18)

"Hüsooniline" lähendus eeldab koos ülaltoodud võrranditega ideaalse gaasi seisuvõrrandi lahendust:

ρ = lk/(RT) (19)

kus lk - surve sisse keskkond; R- gaasikonstant.

Täpsemate arvutuste jaoks saab lisandite tiheduse määrata reaalsete gaaside ja aurude modifitseeritud van der Waalsi võrrandi abil

(20)

kus konstandid N ja M- arvestama gaasi- või aurumolekulide assotsieerumist/dissotsieerumist; a- võtab arvesse muid interaktsioone; b" - gaasimolekulide suurust arvesse võttes; υ = 1/ρ.

Eraldades võrrandist (12) rõhk R ja eristades seda mahu järgi (võttes arvesse termodünaamilist stabiilsust), saadakse järgmine seos:

. (21)

See lähenemisviis võimaldab oluliselt lühendada arvutusaega võrreldes kokkusurutava gaasi täielike võrrandite kasutamisega, ilma et see vähendaks saadud tulemuste täpsust. Ülaltoodud võrranditele pole analüütilist lahendust. Sellega seoses kasutatakse numbrilisi meetodeid.

Skalaarsete ainete turbulentse vooluga ülekandmisega seotud ventilatsiooniprobleemide lahendamiseks kasutatakse diferentsiaalvõrrandite lahendamisel füüsikaliste protsesside jaotusskeemi. Vastavalt poolitamise põhimõtetele on hüdrodünaamika ja skalaaraine konvektiiv-difuusse ülekande võrrandite lõplik integreerimine igal ajasammul Δ t viiakse läbi kahes etapis. Esimeses etapis arvutatakse hüdrodünaamilised parameetrid. Teises etapis lahendatakse difusioonivõrrandid arvutatud hüdrodünaamiliste väljade põhjal.

Soojusülekande mõju õhu kiirusvälja kujunemisele võetakse arvesse Boussinesqi lähenduse abil: vertikaalse kiiruse komponendi liikumisvõrrandisse lisatakse täiendav termin, mis võtab arvesse ujuvusjõude.

Turbulentse vedeliku liikumise probleemide lahendamiseks on neli lähenemisviisi:

• otsemodelleerimine "DNS" (mittestatsionaarsete Navier-Stokesi võrrandite lahendus);
• keskmistatud Reynoldsi võrrandite "RANS" lahendus, mille süsteem ei ole aga suletud ja vajab täiendavaid sulgemisseoseid;
• suur pöörismeetod "LES » , mis põhineb mittestatsionaarsete Navier - Stokes'i võrrandite lahendamisel alamvõrgu skaala keeriste parametriseerimisega;
• meetod "DES" , mis on kahe meetodi kombinatsioon: eraldatud voolude tsoonis - "LES" ja "sujuva" voolu piirkonnas - "RANS".

Saadud tulemuste täpsuse seisukohalt on kahtlemata kõige atraktiivsem otsese numbrilise simulatsiooni meetod. Praegu aga ei võimalda arvutitehnoloogia võimalused veel lahendada ülesandeid reaalse geomeetria ja arvudega. Re ja igas suuruses keeriste eraldusvõimega. Seetõttu kasutatakse paljude inseneriülesannete lahendamisel Reynoldsi võrrandite arvulisi lahendusi.

Praegu kasutatakse ventilatsiooniprobleemide simuleerimiseks edukalt selliseid sertifitseeritud pakette nagu "STAR-CD", "FLUENT" või "ANSYS / FLOTRAN". Õigesti sõnastatud probleemi ja ratsionaalse lahendusalgoritmi korral võimaldab saadav infohulk projekteerimisetapis valida parim variant, kuid nende programmide abil arvutuste tegemine nõuab vastavat koolitust ja nende vale kasutamine võib viia ekslike tulemusteni.

"Baasjuhtumiks" võib pidada üldtunnustatud bilansi arvutamise meetodite tulemusi, mis võimaldavad võrrelda vaadeldavale probleemile iseloomulikke integraalväärtusi.

Üks neist olulised punktid ventilatsiooniprobleemide lahendamiseks universaalsete tarkvarasüsteemide kasutamisel on tegemist turbulentsimudeli valikuga. Praeguseks on teada suur hulk mitmesugused turbulentsimudelid, mida kasutatakse Reynoldsi võrrandite sulgemiseks. Turbulentsimudelid liigitatakse turbulentsi omaduste parameetrite arvu järgi vastavalt ühe-, kahe- ja kolmeparameetriliseks.

Enamikes poolempiirilistes turbulentsimudelites kasutatakse nii või teisiti "turbulentse ülekandemehhanismi asukoha hüpoteesi", mille kohaselt määratakse turbulentse impulsi ülekande mehhanism täielikult kindlaks, täpsustades keskmiste kiiruste lokaalseid tuletisi ja füüsikalised omadused vedelikud. See hüpotees ei võta arvesse vaadeldavast punktist kaugel toimuvate protsesside mõju.

Lihtsamad on üheparameetrilised mudelid, mis kasutavad turbulentse viskoossuse mõistet «n t», Ja turbulentsi peetakse isotroopseks. Mudeli muudetud versioon "n t-92" on soovitatav joa ja eraldatud voolude modelleerimiseks. Katsetulemustega annab hästi kokku ka ühe parameetri mudel "S-A" (Spalart - Almaras), mis sisaldab koguse ülekandevõrrandit.

Ühe transpordivõrrandiga mudelite puudumine on tingitud sellest, et neil puudub teave turbulentsi skaala jaotuse kohta L... Summa järgi L mõjutatakse turbulentsi ülekandeprotsesse, turbulentsi tekkimise meetodeid, turbulentse energia hajumist. Universaalne sõltuvus määrata L ei eksisteeri. Turbulentsi skaala võrrand L sageli osutub täpselt võrrandiks, mis määrab mudeli täpsuse ja vastavalt selle rakendusala. Põhimõtteliselt on nende mudelite kasutusala piiratud suhteliselt lihtsate nihkevooludega.

Kahe parameetriga mudelites, välja arvatud turbulentsi skaala L, kasutatakse teise parameetrina turbulentse energia hajumise kiirust . Selliseid mudeleid kasutatakse tänapäevases arvutuspraktikas kõige sagedamini ja need sisaldavad turbulentsi energiaülekande ja energia hajumise võrrandeid.

Tuntud mudel sisaldab turbulentsienergia ülekande võrrandeid k ja turbulentse energia hajumise kiirust ε. Modellid nagu " k- e" saab kasutada nii seinalähedaste voolude kui ka keerukamate eraldatud voolude jaoks.

Kahe parameetriga mudeleid kasutatakse madala ja kõrge Reynoldsi versioonis. Esimeses võetakse otseselt arvesse molekulaarse ja turbulentse transpordi interaktsiooni mehhanismi tahke pinna lähedal. Kõrge Reynoldsi versioonis kirjeldatakse turbulentse ülekande mehhanismi tahke piiri lähedal spetsiaalsete seinalähedaste funktsioonidega, mis seovad vooluparameetrid kaugusega seinast.

Praegu on kõige lootustandvamateks mudeliteks SSG ja Gibson-Launderi mudelid, kus kasutatakse Reynoldsi turbulentse pingetensori ja keskmiste deformatsioonikiiruste tenosori mittelineaarset seost. Need olid mõeldud eraldusvoolude prognoosimise parandamiseks. Kuna kõik tensorikomponendid on neis arvutatud, nõuavad need kaheparameetriliste mudelitega võrreldes suuri arvutiressursse.

Komplekssete eraldatud voogude puhul ilmnes üheparameetriliste mudelite „n t-92 "," S-A "vooluparameetrite ennustamise täpsuses ja loenduskiiruses võrreldes kaheparameetriliste mudelitega.

Näiteks pakub programm "STAR-CD" selliste mudelite kasutamist nagu " k- e ”, Spalart - Almaras, „ SSG ”, „ Gibson-Launder ”, samuti suure keerise meetod „ LES ” ja „ DES ” meetod. Viimased kaks meetodit sobivad paremini õhu liikumise arvutamiseks keerukate geomeetriate korral, kus tekib arvukalt eraldatud keerise piirkondi, kuid need nõuavad suuri arvutusressursse.

Arvutustulemused sõltuvad oluliselt arvutusvõrgu valikust. Praegu kasutatakse spetsiaalseid võrgustamisprogramme. Võrgusilmarakud võivad olla erineva kuju ja suurusega, et need sobiksid kõige paremini teie konkreetse rakendusega. Lihtsaim ruudustiku tüüp on see, kui lahtrid on ühesugused ja kuup- või ristkülikukujulised. Praegu inseneripraktikas kasutatavad üldotstarbelised arvutusprogrammid võimaldavad töötada suvaliste struktureerimata võredega.

Ventilatsiooniprobleemide numbrilise simulatsiooni arvutuste tegemiseks on vaja paika panna piir- ja algtingimused, s.o. sõltuvate muutujate väärtused või nende normaalsed gradiendid arvutusvaldkonna piiridel.

Uuritava objekti geomeetriliste tunnuste piisava täpsusega täpsustamine. Nendel eesmärkidel on kolmemõõtmeliste mudelite ehitamiseks võimalik soovitada selliseid pakette nagu "SolidWorks", "Pro / Engeneer", "NX Nastran". Arvutusruudustiku koostamisel valitakse lahtrite arv nii, et saadakse usaldusväärne lahendus minimaalse arvutusajaga. Tuleks valida üks poolempiirilistest turbulentsimudelitest, mis on vaadeldava voolu jaoks kõige efektiivsem.

V järeldus lisame, et hea arusaamine käimasolevate protsesside kvalitatiivsest aspektist on vajalik selleks, et õigesti sõnastada probleemi piirtingimused ja hinnata tulemuste usaldusväärsust. Ventilatsiooniheitmete modelleerimist rajatiste projekteerimisetapis võib pidada üheks objekti keskkonnaohutuse tagamisele suunatud infomodelleerimise aspektist.

Arvustajad:

• Volikov Anatoli Nikolajevitš, tehnikateaduste doktor, õhubasseini soojus- ja gaasivarustuse ja kaitse osakonna professor, FGBOU VPOI "SPBGASU", Peterburi.
• Poluškin Vitali Ivanovitš, tehnikateaduste doktor, professor, kütte, ventilatsiooni ja kliimaseadmete osakonna professor, FGBOU VPO "SPbGASU", Peterburi.

Bibliograafiline viide

Datsjuk T.A., Sauts A.V., Yurmanov B.N., Taurit V.R. VENTILATSIOONIPROTSESSIDE MODELLEERIMINE // Teaduse ja hariduse kaasaegsed probleemid. - 2012. - nr 5 .;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=6744 (juurdepääsu kuupäev: 17.10.2019). Juhime teie tähelepanu "Loodusteaduste Akadeemia" väljaantavatele ajakirjadele

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Sarnased dokumendid

Süsteemi toimimise põhitõed automaatjuhtimine sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioon, selle ehitus ja matemaatiline kirjeldus. Tehnoloogilise protsessi seadmed. Regulaatori valik ja arvutamine. ATS stabiilsuse uuring, selle kvaliteedi näitajad.

kursusetöö, lisatud 16.02.2011


üldised omadused sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni automaatjuhtimissüsteemi otstarve, praktiline rakendusala. Reguleerimisprotsessi automatiseerimine, selle põhimõtted ja rakendamise etapid. Fondide valik ja nende majanduslik põhjendus.

lõputöö, lisatud 10.04.2011


Tootmistsehhi ventilatsiooniautomaatika olemasolevate tüüpiliste skeemide analüüs. Matemaatiline mudel ventilatsiooniprotsess tööstusruumid, automaatika tööriistade ja juhtseadmete valik ja kirjeldamine. Automatiseerimisprojekti maksumuse arvutamine.

lõputöö, lisatud 11.06.2012


Võrdlev analüüs tehnilised omadused tüüpilised kujundused jahutustornid. Veevarustussüsteemide elemendid ja nende klassifikatsioon. Ringlusveevarustuse protsessi matemaatiline mudel, automaatikaseadmete ja juhtimiselementide valik ja kirjeldamine.

lõputöö, lisatud 09.04.2013


Naftajuhtme üldised omadused. Saidi klimaatilised ja geoloogilised omadused. Pumbajaama üldine planeering. Magistraalpumbajaamad ja mahutipark PS-3 "Almetjevsk". Pumbatsehhi sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemi arvutamine.

lõputöö, lisatud 17.04.2013


Dekoratiivkepi kujundusprojekti väljatöötamise analüüs. Heraldika kui vappide uurimisega tegelev eriteadus. Vahalaadsete mudelite tööriistade valmistamise meetodid. Sulatuskambri sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni arvutamise etapid.

lõputöö, lisatud 26.01.2013


Paigalduse kui automatiseerimise objekti kirjeldus, tehnoloogilise protsessi täiustamise võimalused. Tehniliste vahendite kompleksi elementide arvutamine ja valik. Automaatjuhtimissüsteemi arvutamine. Rakendustarkvara arendus.

lõputöö, lisatud 24.11.2014

Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Mihhail Samoletov

V kaasaegne maailm ventilatsioonisüsteemide projekteerimisel ei saa enam läbi ilma õhuvoolu matemaatilise modelleerimiseta.

Kaasaegses maailmas ei saa ventilatsioonisüsteemide projekteerimisel enam läbi ilma õhuvoolu matemaatilise modelleerimiseta. Tavapärased inseneritehnikad sobivad hästi tüüpilistesse ruumidesse ja standardlahendusedõhujaotuse teel. Kui disainer seisab silmitsi mittestandardsete objektidega, peaksid talle appi tulema matemaatilise modelleerimise meetodid. Artikkel on pühendatud õhujaotuse uurimisele külmal aastaajal torude tootmistsehhis. See töökoda on osa teravalt kontinentaalses kliimas asuvast tehasekompleksist.

Veel 19. sajandil diferentsiaalvõrrandid vedelike ja gaaside voolu kirjeldamiseks. Need on sõnastanud prantsuse füüsik Louis Navier ja Briti matemaatik George Stokes. Navier-Stokesi võrrandid on hüdrodünaamikas ühed olulisemad ja neid kasutatakse paljude loodusnähtuste ja tehniliste probleemide matemaatilises modelleerimises.

Per viimased aastad kogunud ehituses väga erinevaid geomeetriliselt ja termodünaamiliselt keerulisi objekte. Arvutuslike vedelike dünaamika meetodite kasutamine suurendab oluliselt ventilatsioonisüsteemide projekteerimise võimalusi, võimaldades suure täpsusega ennustada kiiruse, rõhu, temperatuuri ja komponentide kontsentratsiooni jaotusi hoone või selle ruumi mis tahes punktis. .

Arvutusvedeliku dünaamika meetodite intensiivne kasutamine sai alguse 2000. aastal, kui ilmusid universaalsed tarkvara kestad (CFD paketid), mis võimaldasid leida huvipakkuva objekti suhtes arvulisi lahendusi Navier - Stokesi võrrandisüsteemile. Sellest ajast peale on "BURO TEKHNIKI" tegelenud ventilatsiooni ja kliimaseadmete probleemide matemaatilise modelleerimisega.

Ülesande kirjeldus

Selles uuringus viidi läbi numbrilised simulatsioonid, kasutades CD-Adapco välja töötatud CFD paketti STAR-CCM +. Kasutatavus see pakett ventilatsiooniprobleemide lahendamisel oli
Seda on korduvalt katsetatud erineva keerukusega objektidel alates kontoriruumidest kuni teatrisaalide ja staadionideni.

Probleem pakub suurt huvi nii disaini kui ka matemaatilise modelleerimise seisukohalt.

Välisõhu temperatuur -31 °C. Ruumis on olulise soojussisendiga esemeid: karastusahi, karastusahi jne. Seega on väliste piirdekonstruktsioonide ja sisemiste soojust tekitavate objektide vahel suured temperatuuride erinevused. Järelikult ei saa simulatsioonis tähelepanuta jätta kiirgusliku soojusülekande panust. Ülesande matemaatilise sõnastamise lisaraskus seisneb selles, et mitu korda vahetuses tuuakse hoonesse raske rong, mille temperatuur on -31 °C. See soojeneb järk-järgult, jahutades ümbritsevat õhku.

Nõutava õhutemperatuuri säilitamiseks töökoja mahus (külmal aastaajal vähemalt 15 ° C) on projektis ette nähtud ventilatsiooni- ja kliimaseadmed. Projekteerimisetapis arvutati nõutavate parameetrite säilitamiseks vajalik tarnitava õhu voolukiirus ja temperatuur. Küsimus jäi - kuidas varustada õhku töökoja mahtu, et tagada võimalikult ühtlane temperatuurijaotus kogu mahus. Modelleerimine võimaldas suhteliselt lühikese aja jooksul (kaks kuni kolm nädalat) näha mitme õhuvarustuse variandi õhuvoolumustrit ja neid seejärel võrrelda.

MATEMAATILISE MODELLEERIMISE ETAPID

• Tahke geomeetria ehitamine.
• Tööruumi jagamine arvutusvõrgu lahtriteks. Eelnevalt tuleks ette näha alad, kus on vaja rakke täiendavalt täpsustada. Ruudustiku ehitamisel on väga oluline leida kuldne kesktee, kus lahtri suurus on õigete tulemuste saamiseks piisavalt väike, samas kui lahtrite koguarv ei oleks nii suur, et venitada arvutusaega vastuvõetamatu ajaraamini. Seetõttu on võre ehitamine terve kunst, mis tuleb kogemustega.
• Piir- ja lähtetingimuste seadmine vastavalt ülesandepüstitusele. Vajalik on arusaamine ventilatsiooniülesannete spetsiifikast. Arvutuse koostamisel mängib olulist rolli õige valik turbulentsi mudelid.
• Sobiva füüsilise mudeli ja turbulentsimudeli valimine.

Simulatsiooni tulemused

Käesolevas artiklis käsitletud probleemi lahendamiseks läbiti kõik matemaatilise modelleerimise etapid.

Ventilatsiooni efektiivsuse võrdlemiseks valiti kolm õhuvarustuse võimalust: vertikaalse nurga all 45 °, 60 ° ja 90 °. Õhk toideti tavalistest õhujaotusvõredest.

Arvutamise tulemusel saadud temperatuuri- ja kiirusväljad sissepuhkeõhu juurdevoolu erinevate nurkade juures on näidatud joonisel fig. üks.

Pärast tulemuste analüüsimist valiti töökoja ventilatsiooni kaalutud valikutest kõige edukamaks sissepuhkeõhu juurdevoolu nurk 90 °. Selle söötmismeetodiga ei tekitata suuremaid kiirusi tööpiirkond ning kogu töökoja mahu ulatuses on võimalik saavutada üsna ühtlane pilt temperatuurist ja kiirusest.

Lõplik otsus

Temperatuuri ja kiiruse väljad kolmes ristlõiked toitevõre läbivad on näidatud joonisel fig. 2 ja 3. Temperatuuri jaotus kogu ruumis on ühtlane. Ainult piirkonnas, kus ahjud on koondunud, on rohkem kõrged väärtused temperatuur lae all. Ahjudest kõige kaugemal asuvas ruumi paremas nurgas on külmem ala. Siia sisenevad külmad vagunid tänavalt.

Jooniselt fig. 3 on selgelt näha, kuidas toiteõhu horisontaalsed joad levivad. Selle toitemeetodi korral on toitejoa piisavalt pikk. Seega on võrest 30 m kaugusel voolu kiirus 0,5 m / s (restist väljumisel kiirus 5,5 m / s). Ülejäänud ruumis on õhu liikuvus madal, tasemel 0,3 m / s.

Karastusahjust tulev kuumutatud õhk suunab sissepuhkeõhuvoolu ülespoole (joonis 4 ja 5). Ahi soojendab ümbritsevat õhku väga palju. Põranda temperatuur on siin kõrgem kui ruumi keskel.

Temperatuuriväli ja voolujooned kuuma poe kahes osas on näidatud joonisel fig. 6.

järeldused

Arvutused võimaldasid analüüsida efektiivsust erinevaid viiseõhuvarustus torutöökojale. Leiti, et horisontaalse vooluga varustamisel levib toidetav õhk ruumi kaugemale, aidates kaasa selle ühtlasemale soojendamisele. See ei tekita tööpiirkonnas liiga suure õhuliikuvusega piirkondi, nagu juhtub siis, kui sissepuhkeõhk juhitakse allapoole suunatud nurga all.

Matemaatiliste modelleerimismeetodite kasutamine ventilatsiooni- ja kliimaseadmete probleemide lahendamisel on väga paljulubav suund, mis võimaldab projekteerimisetapis lahendust korrigeerida, et vältida vajadust korrigeerida ebaõnnestunud projektlahendusi pärast objektide kasutuselevõttu. ●

Daria Denisikhina - "Matemaatilise modelleerimise" osakonna juhataja;
Maria Lukanina - "Matemaatilise modelleerimise" osakonna juhtivinsener;
Mihhail Samoletov - LLC "MM-Technologies" tegevdirektor

Prognoosimine termilised tingimused teenindatavates piirkondades on mitmefaktoriline ülesanne. Teatavasti luuakse soojusrežiim kütte-, ventilatsiooni- ja kliimaseadmete abil. Küttesüsteemide projekteerimisel aga ei võeta arvesse teiste süsteemide tekitatud õhuvoolude mõju. See on osaliselt tingitud asjaolust, et õhuvoolude mõju termilisele režiimile võib tavapärase õhuliikuvuse korral teenindatavates piirkondades olla ebaoluline.

Süsteemide rakendamine kiirgusküte nõuab uusi lähenemisi. See hõlmab vajadust järgida töökohtadel inimeste kokkupuute norme ja võtta arvesse kiirgussoojuse jaotumist ümbritsevate konstruktsioonide sisepindadel. Tõepoolest, kiirgusküttega need pinnad on valdavalt kuumutatud, mis omakorda eraldavad ruumi soojust konvektsiooni ja kiirguse teel. Tänu sellele säilib vajalik siseõhu temperatuur.

Reeglina on enamiku ruumide tüüpide jaoks koos küttesüsteemidega vaja ka ventilatsioonisüsteeme. Seega peab kiirgusega gaasiküttesüsteemide kasutamisel ruum olema varustatud ventilatsioonisüsteemidega. Minimaalne õhuvahetus ruumides, kus eralduvad kahjulikud gaasid ja aurud, on sätestatud SP 60.13330.12. Küte, ventilatsioon ja kliimaseade on vähemalt ühekordne ning üle 6 m kõrgusel - vähemalt 6 m 3 1 m 2 põrandapinna kohta. Lisaks sellele määrab ventilatsioonisüsteemide toimimise ka ruumide otstarve ja see arvutatakse soojuse või gaasi emissiooni assimilatsiooni või lokaalse imemise kompenseerimise tingimustest. Põlemisproduktide assimilatsiooni seisukorra osas tuleb loomulikult kontrollida ka õhuvahetuse mahtu. Väljatõmbeõhu mahtude kompenseerimine toimub süsteemide abil toiteventilatsioon... Sel juhul on hooldatavate piirkondade termilise režiimi kujunemisel oluline roll toitejugadel ja nende poolt juhitaval soojusel.

Uurimismeetod ja tulemused

Seega on vaja välja töötada ligikaudne matemaatiline mudel soojus- ja massiülekande keerulistest protsessidest, mis toimuvad kiirguskütte ja ventilatsiooniga ruumis. Matemaatiline mudel on ruumi iseloomulike ruumalade ja pindade õhu-soojuse tasakaalu võrrandite süsteem.

Süsteemi lahendus võimaldab määrata hooldatavate piirkondade õhu parameetreid millal erinevaid valikuid kiirguskütteseadmete paigutus, võttes arvesse ventilatsioonisüsteemide mõju.

Vaatleme matemaatilise mudeli koostamist kiirgusküttesüsteemiga varustatud tootmisruumi näitel, millel puuduvad muud soojuseraldusallikad. Radiaatorite soojusvood jaotuvad järgmiselt. Konvektiivvoolud tõusevad lae alla ülemisse tsooni ja annavad soojust sisepinnale. Emitteri soojusvoo kiirguskomponenti tajuvad ruumi väliste ümbritsevate konstruktsioonide sisepinnad. Need pinnad omakorda eraldavad soojust konvektsiooni teel siseõhku ja kiirgust teistele sisepindadele. Osa soojusest kandub läbi väliste ümbritsevate konstruktsioonide välisõhku. Arvutatud soojusülekande skeem on näidatud joonisel fig. 1a.

Vaatleme matemaatilise mudeli koostamist kiirgusküttesüsteemiga varustatud tootmisruumi näitel, millel puuduvad muud soojuseraldusallikad. Konvektiivvoolud tõusevad lae alla ülemisse tsooni ja annavad soojust sisepinnale. Emitteri soojusvoo kiirguskomponenti tajuvad ruumi väliste ümbritsevate konstruktsioonide sisepinnad

Järgmisena käsitleme õhuvoolu tsirkulatsiooni skeemi ülesehitust (joonis 1b). Võtame top-up õhuvahetuse korraldamise skeemi. Õhku tarnitakse koguses M pr hooldatava ala suunas ja eemaldatakse ülemisest piirkonnast voolukiirusega M sisse = M pr Hooldusala ülaosa tasemel on õhuvoolu kiirus joas M lk Õhuvoolu kiiruse suurenemine etteandejoas on tingitud ringlevast õhust, mis on joast lahti ühendatud.

Toome sisse voolude tingimuslikud piirid - pinnad, millel on kiirustel ainult neile normaalsed komponendid. Joonisel fig. 1b on voolu piirid näidatud katkendjoonega. Seejärel valime välja arvutatud mahud: hooldatav ala (ala, kus inimesed pidevalt viibivad); toitejoa ja seinalähedaste konvektiivvoogude mahud. Seinalähedaste konvektiivsete voolude suund sõltub välispiirdekonstruktsioonide sisepinna temperatuuride ja välisõhu temperatuuride suhtest. Joonisel fig. 1b on diagramm seinalähedase konvektiivvooluga laskuva vooluga.

Niisiis, õhutemperatuur hooldatavas piirkonnas t wz tekib toitejugade õhu segunemise, seinalähedaste konvektiivvoogude ja konvektiivse soojussisendi tulemusena sisepinnad põrand ja seinad.

Võttes arvesse väljatöötatud soojusvahetuse ja õhuvoogude ringluse skeeme (joonis 1), koostame valitud mahtude jaoks soojus-õhu tasakaalu võrrandid:

Siin Koos- õhu soojusmahtuvus, J / (kg ° С); K alates on gaasi kiirgusküttesüsteemi võimsus, W; K koos ja K* c - konvektiivne soojusülekanne seina sisepindadel hooldatavas piirkonnas ja seinal hooldatava ala kohal, W; t pp, t c ja t wz on õhutemperatuur toitevoos tööpiirkonna sissepääsu juures, seinalähedases konvektiivvoolus ja tööpiirkonnas, ° C; K TP on ruumi soojuskadu W, mis on võrdne väliste väliskonstruktsioonide kaudu tekkivate soojuskadude summaga:

Õhuvoolu kiirus toitevoos hooldatava ala sissepääsu juures arvutatakse M.I.Grimitlini saadud sõltuvuste abil.

Näiteks kompaktseid jugasid tootvate difuusorite puhul on joa voolukiirus:

kus m- kiiruse summutustegur; F 0 - õhujaoturi sisselasketoru ristlõikepindala, m 2; x- kaugus õhujaoturist kuni teeninduspiirkonna sisenemispunktini, m; TO n - mitteisotermilisuse koefitsient.

Õhukulu seinalähedases konvektiivses voolus määratakse:

kus tс - välisseinte sisepinna temperatuur, ° C.

Võrrandid soojusbilanss piirpindade jaoks on:

Siin K c, K* c, K pl ja K P - konvektiivne soojusülekanne seina sisepindadel hooldatavas piirkonnas - vastavalt hooldatava ala kohal olev sein, põrand ja kate; K tp.s, K* TP.s., K TP.pl, K tp.pt - soojuskadu vastavate struktuuride kaudu; W koos, W* c, W pl, W Re - kiirgussoojusvood emitterist, mis sisenevad nendele pindadele. Konvektiivse soojusülekande määrab teadaolev seos:

kus m J - koefitsient, mis määratakse, võttes arvesse pinna asendit ja soojusvoo suunda; F J - pindala, m 2; Δ t J on pinna ja välisõhu temperatuuride erinevus, ° C; J- pinnatüübi indeks.

Soojuskadu KтJ saab väljendada kui

kus t n - välisõhu temperatuur, ° C; t J - väliste ümbritsevate konstruktsioonide sisepindade temperatuurid, ° C; R ja R n - välise tara soojustakistus ja soojusülekanne, m 2 · ° C / W.

Saadud on soojus- ja massiülekandeprotsesside matemaatiline mudel kiirguskütte ja ventilatsiooni koosmõjul. Lahenduse tulemused võimaldavad meil saada soojusrežiimi peamised omadused ventilatsioonisüsteemidega varustatud erineva otstarbega hoonete kiirgusküttesüsteemide projekteerimisel.

Kiirgusküttesüsteemide radiaatorite kiirgussoojusvood Wj arvutatakse vastastikuste kiirgusalade kaudu vastavalt meetodile emitterite ja ümbritsevate pindade suvaliseks orientatsiooniks:

kus Koos 0 on absoluutselt musta keha kiirgusvõime, W / (m 2 · K 4); ε IJ – soojusülekandes osalevate pindade vähenenud emissioon ma ja J; H IJ - pindade vastastikune kiirguspind ma ja J, m 2; T mina - keskmine temperatuur kiirgav pind, mis määratakse emitteri soojusbilansi järgi, K; T J on soojust neelava pinna temperatuur, K.

Asendades avaldiste soojusvoogude ja õhuvoolukiiruste jaoks jugades, saame võrrandisüsteemi, mis on kiirguskuumutamise ajal toimuva soojus- ja massiülekandeprotsesside ligikaudne matemaatiline mudel. Süsteemi lahendamiseks saab kasutada standardseid arvutiprogramme.

Saadakse soojus- ja massiülekandeprotsesside matemaatiline mudel kiirguskütte ja ventilatsiooni koosmõjul. Lahenduse tulemused võimaldavad meil saada soojusrežiimi peamised omadused ventilatsioonisüsteemidega varustatud erineva otstarbega hoonete kiirgusküttesüsteemide projekteerimisel.