Matematički model ventilacijskih sustava. Radionica za proizvodnju ispušnih ventilacije. Patch i ispušni centrifugalni navijači

Pošaljite dobro djelo u bazu znanja je jednostavna. Koristite obrazac ispod

Učenici, diplomirani studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u studijima i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Slične dokumente

Osnove funkcioniranja sustava automatska kontrola podrška i ventilacija ispušnih plinova, Njegova konstrukcija i matematički opis. Oprema tehnološki proces, Odabir i izračun regulatora. Proučavanje SAR stabilnosti, pokazatelja kvalitete.

tečaj, dodano 02/16/2011

opće karakteristike i imenovanje, opseg praktične primjene sustava automatske kontrole opskrbe i ispušne ventilacije. Automatizacija regulatornog procesa, njegovih načela i faza provedbe. Izbor sredstava i njihova ekonomska obrazloženja.

teza, dodano 04/10/2011

Analiza postojećih tipičnih shema automatizacije ventilacije proizvodnih radionica. Matematički model procesa ventilacije proizvodni prostori, odabir i opis automatizacije i kontrola. Izračun troškova projekta automatizacije.

teza, dodano 11.06.2012

Usporedna analiza tehničke karakteristike tipične strukture Gradiren. Elementi vodoopskrbnog sustava i njihova klasifikacija. Matematički model procesa revolving vodoopskrbe, odabira i opisa alata za automatizaciju i kontrola.

teza, dodano 04.09.2013

Ukupne karakteristike cjevovoda. Klimatske i geološke karakteristike mjesta. Glavni plan za crpnu stanicu. Glavni crpni i spremnik Park NPS-3 "Almetyevsk". Izračun opskrbe i ispušnog ventilacijskog sustava pumpe.

teza, dodano 04/17/2013

Analiza razvoja projekta dizajna dekorativnih štapova. Heraldir kao posebna disciplina koja se bavi proučavanjem grba. Načini izrade opreme za modele voska. Faze izračunavanja opskrbe i ispušne ventilacije za razbojnika.

teza, dodano 01/26/2013

Opis instalacije kao objekt automatizacije, opcije za poboljšanje tehnološkog procesa. Izračun i odabir elemenata kompleksa tehničkih sredstava. Izračun sustava automatskog upravljanja. Razvoj aplikacijskog softvera.

teza, dodano 24.11.2014

U radu se raspravlja o procesima modeliranja ventilacije i disperzije svojih emisija u atmosferi. Modeliranje se temelji na rješavanju movier-Stokes sustava, zakona očuvanja mase, pulsa, topline. Razmatraju se različiti aspekti numeričke otopine tih jednadžbi. Predlaže se sustav jednadžbi koji vam omogućuje izračunavanje vrijednosti koeficijenta pozadine turbulencije. Za hipokoo aproksimaciju, predloženo je otopina u kombinaciji s jednadžbama stajanja savršenog stvarnog plina i pare dane u članku po jednadžbama hidrogazodinamike. Ova jednadžba je modifikacija Van der Waals jednadžbe i točnije uzima u obzir veličinu plina ili paru molekula i njihove interakcije. Na temelju uvjeta termodinamičke stabilnosti, dobivena je odnos, što omogućuje isključivanje fizički nemogućih korijena u rješavanju jednadžbe u odnosu na volumen. Provodi se analiza dobro poznatih izračunatih modela i računalnih paketa hidrogazodinamika.

modeliranje

ventilacija

turbulencija

jednadžbe teplomashopenenos

jednadžba statusa

pravi plin.

rasipanje

1. Berlind M. E. Suvremeni problemi Atmosferska difuzija i kontaminacija atmosfere. - l.: Hydrometeoisdat, 1975. - 448 str.

2. Belyaev N. N. Modeliranje procesa disperzije toksičnog plina u uvjetima izgradnje // Bilten Dijeta. - 2009. - № 26 - str. 83-85.

3. Byzov N. L. Eksperimentalne studije atmosferske difuzije i izračuni raspršenja nečistoća / N. L. Byzov, E. K. Garger, V. N. Ivanov. - l.: Hydrometeoisdat, 1985. - 351 str.

4. DatSyuk T.A. Modeliranje disperzije emisija ventilacije. - St. Petersburg: SPBGAS, 2000. - 210 s.

5. SAPET A. V. Primjena algoritama za kognitivne grafike i metode matematičke analize za proučavanje termodinamičkih svojstava izobutan R660A na liniji zasićenja: Grant br. 2c / 10: Izvješće o NIR-u (zaključiti.) / Govpo spbgas; Ruke. Gorokhov V.L., iz.: SAuts a.v.- spb, 2011.- 30 p.: Il.- Bibliogr.: S. 30.- NU GR 012010667977.-inv. №02201158567.

Uvod

Pri projektiranju proizvodnih kompleksa i jedinstvenih objekata, pitanja vezana za osiguranje kvalitete zraka i normaliziranih parametara mikroklime trebaju biti sveobuhvatno potkrijepljeni. S obzirom na visoku cijenu proizvodnje, instalacije i rada ventilacije i klimatizacijskih sustava, povećani zahtjevi za inženjerski izračuni. Za izbor racionalnog dizajn rješenja U području ventilacije potrebno je biti u stanju analizirati situaciju u cjelini, tj. Pregledajte prostorni odnos dinamičkih procesa koji se pojavljuju u zatvorenom i atmosferi. Procijenite učinkovitost ventilacije, koja ne ovisi samo o količini zraka koji se isporučuje u prostoriji, već i iz usvojene distribucije zraka i sheme koncentracije štetne tvari U vanjskom zraku na mjestu unosa zraka.

Svrha članka - korištenje analitičkih ovisnosti kojima se provode izračuni broja štetnog pražnjenja, određuju veličinu kanala, zračnih kanala, mina i izbor metode pročišćavanja zraka, itd. U ovom slučaju, preporučljivo je koristiti softverski proizvod "Stream" s modulom "VSV". Da bi se pripremili izvorni podaci, potrebno je za prisutnost shema projektiranih ventilacijskih sustava, što ukazuje na duljine parcela i troškova zraka na kraju područja. Ulazni podaci za izračun je opis ventilacijskih sustava i zahtjeva za to. Koristeći matematičko modeliranje, riješeni su sljedeća pitanja:

izbor optimalnih opcija za hranjenje i uklanjanje zraka;
distribucija mikroklimatskih parametara u smislu soba;
procjena načina aerodinamičkog razvoja;
odabir mjesta za unos zraka i uklanjanje zraka.

Područje brzine, tlaka, temperature, koncentracije u prostoriji i atmosferu formiraju se pod djelovanjem mnoštva čimbenika, čija je kombinacija prilično teška razmotriti u inženjerskim metodama, bez primjene računala.

Upotreba matematičkog modeliranja u ventilacijskim zadacima i aerodinamici temelji se na rješavanju movier - stokes sustava jednadžbe.

Da bi se simulirali turbulentne tokove, potrebno je riješiti sustav jednadžbi za masovne konzervacije i Reynolds (ušteda impulsa):

(2)

gdje t. - vrijeme, X.= X I. , J. , K. - prostorne koordinate, u.=u I. , J. , K. - Komponente vektora brzine r - Piezometrijski tlak, ρ - gustoća, τ I J. - komponente stresnog tenzora, s M. - izvor mase, s I. - komponente pulsa.

Tenzor stres je izražen u obliku:

(3)

gdje s ij. - brzina naprezanja; Δ. I J. - Tenzor dodatnih stresova koji se pojavljuju zbog prisutnosti turbulencije.

Za informacije o temperaturnim poljima T.i koncentracija iz Štetne tvari su nadopunjene sljedećim jednadžbama:

jednadžba održavanja količine topline

jednadžba pasivne nečistoće iz

(5)

gdje C. R - koeficijent toplinskog kapaciteta, λ je koeficijent toplinske vodljivosti, k.= k I. , J. , K. - koeficijent turbulencije.

Osnovni koeficijent turbulencije k. Baze se određuju pomoću sustava jednadžbe:

(6)

gdje k. F. - koeficijent pozadine turbulencije, k. F \u003d 1-15 m 2 / s; ε \u003d 0,1-04;

Koeficijenti turbulencija određuju se korištenjem jednadžbi:

(7)

Na otvorenom području na niskom rasipanju, vrijednost k. Z je određena jednadžbom:

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

gdje k. 0 - vrijednost k. visoko z 0 (k. 0 \u003d 0,1 m 2 / s z 0 \u003d 2 m).

Na otvorenom području, profil brzine vjetra nije deformiran, tj.

S nepoznatim slojem atmosfere na otvorenom području može se odrediti profil brzine vjetra:

; (9)

gdje je z 0 postavljena visina (visina vremena); u. 0 - brzina vjetra na visini z 0 ; B. = 0,15.

Podložno uvjetima (10) lokalni kriterij Richardson Ri. Određuje se kao:

(11)

Razlikovati jednadžbu (9), izjednačiti jednadžbe (7) i (8), od tamo k. Baza

(12)

Izjednačavamo jednadžbu (12) s jednadžbama sustava (6). U rezultirajućoj jednakosti zamjenjujemo (11) i (9), u konačnom obliku dobivamo sustav jednadžbi:

(13)

Član pulsacije, nakon ideja BoussineSca, pojavljuje se u obliku:

(14)

gdje μ. T. - turbulentne viskoznosti i dodatni članovi u jednadžbama prijenosa energije i komponente nečistoća su simulirane na sljedeći način:

(15)

(16)

Zatvaranje sustava jednadžbi događa se s jednim od dolje opisanih modela turbulencija.

Za turbulentne tokove proučavane u praksi ventilacije, preporučljivo je koristiti boussinesku hipotezu o malentosti promjena gustoće, ili tzv. "Hypocoo" aproksimaciju. Reynolds naponi se smatraju proporcionalnim stopama deformacija. Uveden je turbulentan koeficijent viskoznosti, ovaj koncept je izražen kao:

. (17)

Koeficijent učinkovitog viskoznosti izračunava se kao zbroj molekularnih i burnih koeficijenata:

(18)

Aproksimacija "Hypocoo" podrazumijeva rješenje u kombinaciji s gornjim jednadžbama jednadžbi stanja idealnog plina iznad:

ρ = p./(RT) (19)

gdje p. - tlak B. okoliš; R. - konstanta plina.

Za točnije izračune, gustoća nečistoća može se odrediti pomoću modificirane van der Waals jednadžbe za stvarne plinove i pare

(20)

gdje su konstante N. i M. - uzeti u obzir udrugu / disocijaciju molekula plina ili pare; ali - uzima u obzir drugu interakciju; b." - uzimajući u obzir veličinu molekula plina; υ \u003d 1 / r.

Isticanje pritiska iz jednadžbe (12) r I razlikovanje u volumenu (računovodstvo termodinamičke stabilnosti) bit će sljedeći omjer:

. (21)

Ovaj pristup može značajno smanjiti vrijeme izračuna u usporedbi s slučajem korištenja potpunih jednadžbi za komprimiranje plina bez smanjenja točnosti dobivenih rezultata. Analitička otopina gornjih jednadžbi ne postoji. U tom smislu koriste se numeričke metode.

Da biste riješili probleme ventilacije povezane s prijenosom turbulentnog protoka skalarnih tvari, u rješavanju diferencijalnih jednadžbi, koristi se krug cijepanja na fizičkim procesima. Prema načelima cijepanja, naravno, razlika integracija jednadžbi hidrodinamike i konvektivna raspršena prijenosa skalurne tvari u svakom trenutku Δ t. provedena u dvije faze. U prvoj fazi se izračunavaju hidrodinamički parametri. U drugoj fazi, difuzijske jednadžbe rješavaju se na temelju izračunatih hidrodinamičkih polja.

Učinak prijenosa topline na formiranje polja zraka brzine uzima se u obzir uz pomoć aproksimacije Boussinesca: dodatni izraz se uvodi u vertikalnu komponentu brzine, koja uzima u obzir sile uzgona.

Kako bi se riješili problemi turbulentnog kretanja tekućine, poznati su četiri pristupa:

direct Modeliranje "DNS" (rješenje nestatinskih navika - Stokes jednadžbi);
otopina prosječnog otvaranja Reynolds jednadžbi, čiji je sustav, međutim, otključan i treba dodatne omjere kratkog spoja;
metoda velikih vrtloga "Les » koji se temelji na rješavanju ne-stacionarnih Navier - Stokes jednadžbi s parametrizacijom vrtloga od slijeganja;
metoda des , koja je kombinacija dviju metoda: u zoni tokova suza - "Les", i na području "glatka" protoka - "RANS".

Najatraktivniji u pogledu točnosti dobivenih rezultata nesumnjivo je metoda izravnog numeričkog modeliranja. Međutim, trenutno mogućnosti računalne tehnologije još ne dopuštaju rješavanje problema s pravom geometrijom i brojevima Ponovno.i sa rješavanjem vrtloga svih veličina. Stoga, pri rješavanju širokog raspona inženjerskih problema, koriste se numerička rješenja reynolds jednadžbi.

Trenutno se koristi za simulaciju ventilacije zadataka certificiranih paketa, kao što je Star-CD, "Tečno" ili "ANSYS / Flotran". Uz ispravno formulirani problem i algoritam racionalnog rješenja, dobiveni volumen informacija omogućuje vam da odaberete u fazi dizajna optimalna opcijaMeđutim, izvršenje izračuna pomoću programa programa zahtijeva odgovarajuću obuku, a njihova netočna uporaba može rezultirati pogrešnim rezultatima.

Kao "osnovna verzija", možemo razmotriti rezultate općeprihvaćenih uravnoteženih metoda izračuna, koji vam omogućuju usporedbu integralnih vrijednosti karakterističnih za problem koji se razmatra.

Jedan od važni trenutci Kada koristite univerzalne programske pakete za rješavanje zadataka ventilacije, odabir modela turbulencije je. Do danas, poznato je veliki broj Različiti modeli turbulencija koji se koriste za zatvaranje reynolds jednadžbi. Modeli turbulencija klasificiraju se prema broju parametara za karakteristike turbulencije, odnosno, jedan parametar, dva i tri parametra.

Većina polu-empirijskih turbulencija modela, na ovaj ili onaj način, koristeći "hipotezu o lokalitetu burnog mehanizma za prijenos", prema kojem je mehanizam turbulentnog prijenosa impulsa u potpunosti određen zadatkom lokalnih derivata iz prosječnih brzina i fizička svojstva tekućine. Utjecaj procesa koji se događaju od razmatrane točke, ta hipoteza ne uzima u obzir.

Najjednostavniji su modeli jedan parametar koji koriste koncept turbulentne viskoznosti "n T.", I pretpostavlja se da je turbulencija izotropna. Modificirana verzija modela "n T.-92 "se preporučuje pri modeliranju tečaja i tečaja. Dobra koincidencija s rezultatima eksperimenta također osigurava jedan-parametarski model "S-A" (spoolder - Almaras), koji sadrži jednadžbu prijenosa za veličinu.

Nedostatak modela s jednom promjenom jednadžbom povezan je s činjenicom da nemaju informacije o raspodjeli turbulencije L., Po veličini L. Na postupke prijenosa, metode formiranja turbulencije, rasipanje turbulentne energije utječe. Svestrana ovisnost o određivanju L. ne postoji. Jednadžba turbulencija L. Često se okreće točno jednadžbi koja određuje točnost modela i, prema tome, njezina primjenjivost. U osnovi, opseg primjene tih modela ograničen je na relativno jednostavne tokove pomicanja.

U dva parametar modela, osim za razmjeru turbulencije L.kao drugi parametar brzinu rasipanja turbulentne energije . Takvi modeli najčešće se koriste u suvremenoj računalnoj praksi i sadrže jednadžbe energetske jednadžbe turbulencije i rasipanja energije.

Poznati model, uključujući energetske jednadžbe turbulencije k. i brzinu disipacije turbulentne energije ε. Modeli poput " k.- e » može se koristiti i za intenzivne struje i za složenije tokove suza.

Modeli s dva parametra koriste se u verziji niske i visoke osi. U prvom, mehanizam interakcije molekularnog i turbulentnog prijenosa u blizini krute površine uzima se u obzir izravno. U visokoj aldold verziji, turbulentni mehanizam prijenosa u blizini krute granice opisan je posebnim funkcijama ulaska koji vežu parametre protoka s udaljenosti do zida.

Trenutno, najviše obećavajuće uključuju modele SSG-a i Gibsona, koji koriste nelinearni tenzor naglog reynolds turbulentnih stresa i tenzor prosječnih stopa deformacije. Razvijeni su za poboljšanje predviđanja tokova suza. Budući da izračunavaju sve komponente tenzora, oni zahtijevaju velike računalne resurse u usporedbi s dva parametar modela.

Za složene ometajuće tokove, neke prednosti otkrile su uporabu jednokratnih modela "n T.-92 "," S-A "s točnošću predviđanja parametara protoka i po stopi računa u usporedbi s dva parametar modela.

Na primjer, u Star-CD programu, uporaba modela tipa " k-e ", SPOOKERTA - Almaras," SSG "," Gibson-pera ", kao i metoda velikih vrtloga" les "i des metoda. Posljednje dvije metode su bolje pogodne za izračunavanje kretanja zraka u složenoj geometriji, gdje će se pojaviti brojne površine od suza, ali zahtijevaju velike računalne resurse.

Rezultati izračuna značajno ovise o odabiru računalne mreže. Trenutno se koriste posebni programi za građevinske mreže. Mesh stanice mogu imati drugačiji oblik i dimenzije koje su najprikladnije za rješavanje određenog zadatka. Najjednostavnija površina rešetke, kada su stanice iste i imaju kubični ili pravokutni oblik. Univerzalni računalni programi koji se sada koriste u inženjerskoj praksi omogućuju vam da radite na proizvoljnim nestrukturiranim rešetkama.

Za izvršavanje izračuna numeričkog modeliranja zadataka ventilacije, potrebno je zadatak granične i početne uvjete, tj. Vrijednosti ovisnih varijabli ili njihovih uobičajenih gradijenta na granicama područja namire.

Zadatak s dovoljnim stupnjem točnosti geometrijskih obilježja objekta u studiju. U te svrhe, može se preporučiti za izgradnju trodimenzionalnih modela takvih paketa kao što su "Solidworks", "Pro / Engeneer", "NX Nastranski". Prilikom konstrukcije izračunate mreže, broj stanica se odabire tako da se dobije pouzdano rješenje na minimalnom vremenu izračuna. Odaberite jedan od polu-empirijskih modela turbulencija, koji je najučinkovitiji za protok koji se razmatra.

U zaključak Dodajemo da je dobro razumijevanje kvalitativne strane nastalih procesa potrebno za ispravno formulirati granične uvjete zadatka i procijeniti točnost rezultata. Emisije za modeliranje ventilacije u fazi projektiranja objekata mogu se smatrati jednim aspektima modeliranja informacija s ciljem osiguranja sigurnosti okoliša objekta.

Recenzenti:

Volikov Anatolij Nikolaevich, doktor tehničkih znanosti, profesor Odjela za toplinu i zaštitu od zraka, FGBOU VPOU "SPBGASU", St. Petersburg.
Polushkin Vitalij Ivanovič, doktor tehničkih znanosti, profesor, profesor Odjela za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju, FGBOU VPO SPBGAS, St. Petersburg.

Bibliografska referenca

DATSYUK T.A., SAUTZ A.V., Yurmanov B.N., Taurit V.R. Modeliranje procesa ventilacije // Moderni problemi znanosti i obrazovanja. - 2012. - № 5;
URL: http://science-ducation.ru/ru/article/View?id\u003d6744 (datum rukovanja: 10/17/2019). Mi svoju pozornost posvećujemo časopisima u izdavačkoj kući "Akademija prirodnih znanosti" Daria Denisikhina, Maria Lukanica, Mikhail zrakoplovi

U suvremeni svijet Više nije moguće bez matematičkog modeliranja protoka zraka pri projektiranju ventilacijskih sustava.

U suvremenom svijetu, više nije moguće bez matematičkog modeliranja protoka zraka pri projektiranju ventilacijskih sustava. Konvencionalne tehnike inženjerstva su prikladne za tipične prostorije i standardna rješenja na raspodjeli zraka. Kada se dizajner suočava s nestandardnim objektima, metode matematičkog modeliranja trebaju doći do spašavanja. Članak je posvećen proučavanju raspodjele zraka tijekom hladne godine u radionici za proizvodnju cijevi. Ova radionica je dio tvorničkog kompleksa smještenog pod oštrom kontinentalnom klimom.

U XIX stoljeću dobivene su diferencijalne jednadžbe kako bi opisali protok tekućina i plinova. Formulirali su francuski fizičar Louis Navier i britanski matematičar George Stokes. Navier - Stokes jednadžbe su jedna od najvažnijih u hidrodinamici i koriste se u matematičkom modeliranju mnogih prirodnih fenomena i tehničkih zadataka.

Po posljednje godine Širok raspon geometrijski i termodinamički složenih objekata u izgradnji se akumulira. Upotreba metoda izračunavanja hidrodinamike značajno poboljšava mogućnosti projektiranja ventilacijskih sustava, omogućujući visok stupanj točnosti za predviđanje raspodjele brzine, tlaka, temperature, koncentracije komponenti na bilo kojoj točki zgrade ili njegovog mjesta.

Intenzivna upotreba metoda računalne hidrodinamike započela je 2000. godine, kada su se pojavile univerzalne softvenske školjke (CFD paketi), koji daju mogućnost pronalaženja numeričkih rješenja sustava za navijač - stokes jednadžbe u odnosu na objekt od interesa. Od tog vremena od tog vremena, zavod za tehnologiju se bavi matematičkim modeliranjem u odnosu na zadatke ventilacije i klimatizacije.

Opis zadatka

U ovoj studiji, numerička simulacija je provedena upotrebom Star-CCM + - CFD paketa koji je razvio CD-adapco. Izvođenje ovaj paket Prilikom rješavanja zadataka ventilacije bio je
Ona je više puta testirana na objektima različite složenosti, od uredskog prostora do dvorana kazališta i stadiona.

Zadatak je od velikog interesa sa stajališta i dizajna i matematičkog modeliranja.

Vanjska temperatura zraka -31 ° C. U sobi se nalaze objekti s esencijalnim toplinskim dobicima: preporodna peć, peć za odmor, itd. Dakle, postoje velike temperaturne razlike između vanjskog zatvornih struktura i unutarnjih predmeta goriva. Slijedom toga, doprinos zračenja toplinske izmjene tijekom modeliranja ne može se zanemariti. Dodatna složenost u matematičkoj formulaciji problema je da se težak kolosijek za željeznički sastav isporučuje u prostoriju nekoliko puta, ima temperaturu od -31 ° C. Postupno se zagrijava, hladi zrak oko njega.

Da biste održali željenu temperaturu zraka u volumenu radionice (u hladnoj sezoni, ne niže od 15 ° C) projekt osigurava ventilaciju i sustave klimatizacije. U fazi projektiranja izračunata je brzina protoka i temperatura isporučenog zraka potrebnog za održavanje potrebnih parametara. Ostalo je pitanje - kako podnijeti zrak na volumen radionice kako bi se osigurala najjednostavnija raspodjela temperature kroz glasnoću. Modeliranje je dopušteno za relativno malo vremensko ograničenje (dva ili tri tjedna) da biste vidjeli uzorak protoka zraka za nekoliko opskrba zrak, a zatim ih usporedite.

Faze matematičkog modeliranja

Izgradnja čvrste geometrije.
Frakcioniranje radnog prostora na stanicama zbijačke mreže. Treba osigurati unaprijed područja u kojima će biti potrebno dodatno brušenje stanica. Prilikom izgradnje mreže, vrlo je važno pronaći da je zlatna srednja, u kojoj je veličina stanica prilično mala da bi se dobila prave rezultate, dok ukupan broj stanica neće biti tako veliki da zategne vrijeme izračuna do neprihvatljivog vremena. Stoga je izgradnja mreže cijela umjetnost koja dolazi s iskustvom.
Zadatak granica i početnih uvjeta u skladu s formuliranjem problema. Zahtijeva razumijevanje specifičnosti zadataka ventilacije. Velika uloga u pripremi izračuna pravi izbor Modeli turbulencija.
Odabir prikladnog fizičkog modela i modela turbulencije.

Rezultati modeliranja

Kako bi se riješio problem u ovom članku, donesene su sve faze matematičkog modeliranja.

Za usporedbu učinkovitosti ventilacije odabrane su tri opcije za dovod zraka: na kutovima do okomitog 45 °, 60 ° i 90 °. Dovod zraka provedena je iz standardnih debljici distribucije zraka.

Polja temperature i brzine dobivene kao rezultat izračuna u različitim kutovima hrane za životinje ulazni zrak, prikazani na Sl. jedan.

Nakon analize rezultata, kut dovodnog zraka jednak je 90 ° odabrano kao najuspješnije opcije za ventilaciju radionice. Uz ovu metodu opskrbe, u radnom području ne stvaraju se veće brzine i moguće je postići dovoljno ujednačenog uzorka temperature i brzine tijekom volumena radionice.

Konačna odluka

Temperatura i brzina polja u tri poprečnog presjeka koje prolaze kroz usisne mreže prikazane su na Sl. 2 i 3. Distribucija temperature na prostoriju je ujednačena. Samo u području koncentracije peći je više visoke vrijednosti Temperature ispod stropa. U desnoj površini kuta sobe nalazi se hladnije područje. Ovo je mjesto gdje hlađeni automobili ulaze s ulice.

Od sl. 3 To je jasno vidljivo kako se distribuiraju horizontalne mlaznice isporučenog zraka. Ovom metodom opskrbe, dopisni mlaz ima dovoljno velik raspon. Dakle, na udaljenosti od 30 m od rešetke, brzina protoka je 0,5 m / s (na izlazu brzine rešetke - 5,5 m / s). U ostatku sobe, mobilnost zraka je niska, na razini od 0,3 m / s.

Grijani zrak iz stvrdnjavanja stvrdnjavanja skreće mlaz dovodnog zraka prema gore (Sl. 4 i 5). Peć vrlo zagrijava zrak oko njega. Temperatura poda ovdje je viša nego u sredini sobe.

Temperaturno polje i tekuća linija u dva dijela vruće radionice prikazana su na Sl. 6.

zaključci

Izračuni su dopustili da analiziraju učinkovitost različiti putevi Dovod zraka u radionicu za proizvodnju cijevi. Dobiveno je da kada je podnesen horizontalni mlaz, zrak za obrezivanje se dalje odnosi na prostoriju, doprinoseći njegovoj uniformeniji. U isto vrijeme, u radnom području nema područja s previše zračnih pokretljivosti, kao što se događa kada se dovodnjak nanosi pod kutom prema dolje.

Korištenje metoda matematičkog modeliranja u ventilacijskim i klimatizacijskim zadacima je vrlo obećavajući smjer koji vam omogućuje da ispravite odluku u fazi projekta, sprječavaju potrebu za ispravljanjem neuspješnih rješenja za dizajn nakon puštanja u pogon objekata. ●

Daria denisikhina - Voditelj Odjela " Modeliranje matematike»;
Maria Lukanica - Vodeći inženjer "matematičko modeliranje";
Mihail zrakoplov - Izvršni direktor MM-tehnologija

Glebov R.S., aspirant tumanov t.p., kandidat tehničkih znanosti, izvanredni profesor

Antyushin S. S., diplomski student (Moskva državni zavod Elektronika i matematika (Tehničko sveučilište)

Praktični aspekti identifikacije matematičkog modela

Ventilacijska jedinica

Zbog pojave novih zahtjeva za ventilacijske sustave, eksperimentalne metode za postavljanje zatvorenih upravljačkih sklopova ne mogu u potpunosti riješiti zadatak automatizacije procesa. Eksperimentalne postavke su postavili kriterije optimizacije (kriteriji kvalitete upravljanja), koji ograničava njihov opseg. Parametarska sinteza sustava upravljanja koji uzima u obzir sve zahtjeve tehnički zadatak, zahtijeva matematički model objekt. U članku se analizira strukture matematičkih modela ventilacijska jedinicaRazmatra se metoda identificiranja ventilacijskog postrojenja, procjenjuje se mogućnost primjene dobivenih modela za uporabu u praksi.

Ključne riječi: identifikacija, matematički model, ventilacijska instalacija, eksperimentalna studija Matematički model, kriteriji za kvalitetu matematičkog modela.

Praktični aspekti identifikacije matematičkog modela

Ventilacijskog instalacije

U vezi s pojavom novih zahtjeva za ventilaciju sustava, eksperimentalne metode prilagodbe zatvorenih kontura upravljanja mogu "t riješiti problem automatizacije tehnološkog procesa u cijelosti. Eksperimentalne metode prilagodbe imaju kriterije optimizacije (kriterij kvalitete.) upravljanja) koja ograničava područje njihove primjene. Parametrična sinteza sustava kontrole, tehnički projekt s obzirom na sve uvjete, zahtijeva matematički model objekta. U članku će se rezultirati analizom struktura matematičkih modela ventilacije, metoda Razmatra se identifikacija ventilacijskog instalacije, procjenjuje se mogućnost primjene primljenih modela za primjenu u praksi.

Ključne riječi: identifikacija, matematički model, ventilacijski instalacija, eksperimentalno istraživanje matematičkog modela, kriteriji kvalitete matematičkog modela.

Uvod

Upravljanje ventilacijskim sustavima jedan je od glavnih zadataka automatizacije inženjerskih sustava zgrade. Zahtjevi za ventilacijskih instalacijskih sustava formulirani su kao kriteriji kvalitete u vremenskoj domeni.

Glavni kriteriji kvalitete:

1. Vrijeme prijelaza (TNN) - Izlazno vrijeme ventilacije u način rada.

2. Uspostavljena pogreška (EUST) je maksimalno dopušteno odstupanje od temperature isporučenog zraka iz navedenog.

Neizravni kriteriji kvalitete:

3. Prekoračenje (AH) - Snage snage prilikom kontrole ventilacije.

4. Stupanj oscilativnosti (Y) je prekomjerno trošenje ventilacijske opreme.

5. Stupanj prigušenja (Y) - karakterizira kvalitetu i brzinu uspostavljanja željenog načina temperature.

Glavna zadaća automatizacije ventilacijskog sustava je parametarska sinteza regulatora. Parametarska sinteza je određivanje koeficijenata regulatora kako bi se osigurali kriterij kvalitete ventilacijskog sustava.

Za sintezu ventilacijske jedinice odabrane su inženjerske metode, prikladne za uporabu u praksi, koje ne zahtijevaju istraživanje matematičkog modela objekta: metoda br. Submo18-21§1eg (g), način Ke8, SCS (SNK). DO moderni sustavi Automatizacija ventilacije nametnuta su visoki zahtjevi pokazatelja kvalitete, dopušteni granični uvjeti pokazatelja suženi, pojavljuju se višekroristični zadaci upravljanja. Inženjerski postupci za postavljanje regulatora ne dopuštaju promjenu kriterija kvalitete u njima. Na primjer, kada se koristi N2 metoda za podešavanje regulatora, kriterij kvalitete je smanjenje prigušenja jednaka je četiri, a kada se koristi način referentne metode, kriterij kvalitete je maksimalna stopa povećanja u odsutnosti ukupnog iznosa. Korištenjem ovih metoda u rješavanju zadataka upravljanja više kriterijima zahtijeva dodatna ručna korekcija koeficijenata. Vrijeme i kvaliteta konfiguracije upravljačkih krugova, u ovom slučaju, ovisi o iskustvu inženjera Ispravljača.

Primjena moderno sredstvo Matematičko modeliranje za sintezu sustava kontrole ventilacije značajno poboljšava kvalitetu kontrolnih procesa, smanjuje vrijeme vremena sustava, a također vam omogućuje sintetiziranje algoritamskih sredstava za otkrivanje i sprječavanje nezgoda. Da biste simulirali sustav kontrole, morate stvoriti odgovarajući matematički model ventilacijske jedinice (kontrolni objekt).

Praktično korištenje matematičkih modela bez procjene adekvatnosti uzrokuje niz problema:

1. Postavke regulatora dobivenog tijekom matematičkog modeliranja ne jamči usklađenost s pokazateljima kvalitete u praksi.

2. Primjena u praksi regulatora s hipotekom matematičkog modela (prisilno upravljanje, Smith ekstrapolator, itd.) Može uzrokovati pogoršanje pokazatelja kvalitete. Ako konstantna vremenska konstanta ili podcijenjena dobitak povećava vrijeme izlaza ventilacijske jedinice na radni način rada, s prevladanim koeficijentom dobitka, dolazi do pretjeranog trošenja ventilacijske opreme, i tako dalje.

3. Primjena u praksi Prilagodljivi regulatori s procjenom na referentnom modelu također uzrokuju pogoršanje pokazatelja kvalitete na isti primjer.

4. Postavke podešavanja dobivene optimalnim metodama kontrole ne jamče usklađenost pokazatelja kvalitete u praksi.

Svrha ovog istraživanja je utvrditi strukturu matematičkog modela ventilacijske jedinice (prema upravljačkom krugu temperaturni režim) i vrednovanje njegove adekvatnosti stvarnim fizičkim procesima grijanja u ventilacijskim sustavima.

Iskustvo u projektiranju sustava upravljanja pokazuje da je nemoguće dobiti matematički model, adekvatnog stvarnog sustava, samo na temelju teorijskih studija fizičkih procesa sustava. Stoga se tijekom sinteze modela ventilacijske biljke provedeni eksperimenti su provedeni u isto vrijeme kada su provedene teorijske studije kako bi se odredio i razjasnio matematički model sustava - njegovu identifikaciju.

Tehnološki proces ventilacijskog sustava, organizacija eksperimenta

i strukturna identifikacija

Kontrolni objekt ventilacijskog sustava je središnji klima uređaj u kojem se pristupa zračni protok i njegovo hranjenje ventiliranim sobama. Zadatak lokalnog sustava kontrole ventilacije automatski održava temperaturu dovodnog zraka u kanalu. Trenutna vrijednost temperature zraka procjenjuje se senzor instaliran u kanalu za napajanje ili u sobi za održavanje. Prilagodba temperature dovodnog zraka provodi se električni ili vodeni kalon. Kada koristite nosač vode, aktuator je trosmjerni ventil, kada se koristi električni nosač - puls i tiristorski regulator snage.

Standardni algoritam temperature zraka je zatvoreni sustav automatskog upravljanja (SAR), s PID kontroler kao upravljački uređaj. Struktura automatiziranog sustava upravljanja za kontrolu temperature zraka je dano (sl. 1).

Sl. 1. Strukturni dijagram automatiziranog sustava kontrole ventilacije (kanal za upravljanje napajanjem zraka). WTP - PF regulator, život - PF izvršnog organa, WCAL - CALRIFER PF, funkcija prijenosa zraka. i1 je zadana vrijednost temperature, XI - Temperatura u kanalu, XI - očitavanje senzora, E1 je kontrolna pogreška, U1-kontrolni učinak regulatora, U2 - Ispitivanje pokretača signala regulatora, U3 - Toplina koja se prenosi kalorior u kanalu.

Sinteza matematičkog modela ventilacijskog sustava pretpostavlja da je struktura svake funkcije prijenosa poznata, koja je uključena u njegov sastav. Korištenje matematičkog modela koji sadrži prijenosne funkcije pojedinih elemenata sustava je izazovan zadatak i ne jamči u praksi superpoziciju pojedinih elemenata s izvornim sustavom. Da biste identificirali matematički model, struktura upravljačkog sustava ventilacije prikladno je podijeljena u dva dijela: a priori poznat (regulator) i nepoznato (objekt). Omjer stupnja prijenosa objekta ^ O) uključuje: funkciju prijenosa aktuatora ^ iO), funkciju prijenosa kalrifera ^ kanala), funkciju prijenosa kanala ^ bb), omjera prijenosa senzora ^ datumi) , Zadatak identificiranja ventilacijske jedinice prilikom kontrole temperature protoka zraka je sveden na definiciju funkcionalne ovisnosti između upravljačkog signala na aktuator kalrifera U1 i temperature protoka XI zraka.

Da bi se utvrdila struktura matematičkog modela ventilacijske jedinice, potrebno je provesti eksperiment na identifikaciji. Dobivanje željenih karakteristika moguća je pasivnim i aktivnim eksperimentom. Metoda pasivnog eksperimenta temelji se na registraciji kontroliranih procesnih parametara u normalnom radu objekta bez ikakvih namjernih poremećaja. U stupnju postavke, ventilacijski sustav nije u normalnom radu, tako da metoda pasivnog eksperimenta nije prikladan za naše svrhe. Metoda aktivnog eksperimenta temelji se na korištenju određenih umjetnih perturbacija unesenih u objekt na unaprijed određeni program.

Postoje tri načelne metode za aktivnu identifikaciju objekta: prolazna karakteristična metoda (reakcija objekta na "korak"), metodu ometanja objekta signalima periodnog oblika (reakcija objekta za harmonične poremećaje s različitim frekvencije) i metodu reakcije objekta na delta-impulsu. Zbog velike inercije ventilacijskih sustava (TOB je iz nekoliko desetaka sekundi do nekoliko minuta) identifikacije

Da biste dodatno pročitali članak, morate kupiti cijeli tekst. Članci se šalju u formatu Pdf. na poštu navedenu prilikom plaćanja. Vrijeme isporuke je manje od 10 minuta, Trošak jednog članka - 150 rubalja.

Powered Znanstveni radovi na temu "Opći i složeni problemi prirodnih i točnih znanosti"

Prilagodljiva kontrola ventilacijske jedinice s dinamičkom potrošnjom zraka
Glebov R.S., tumanov t.p. - 2012
Problem upravljanja i modeliranja hitnih situacija na minama nafte
Liskova M.Yu., Naumov I.S. - 2013
O korištenju teorije parametarske regulative za izračunljive modele opće ravnoteže
Adilov Zhkshentbek Madevich, Ashimov Abdykappar Ashimovich, Ashimov Askar Abdykapparovich, Borovsky Nikolay Yuryevich, Borovsky Yuri Vyacheslavovich, Sultanov Bakhyt Turlyovaanovich - 2010
Modeliranje bioklimatskog krova koristeći prirodnu ventilaciju
Ouedraogo A., Ouedraogo I., Palm K., Zeghmati B. - 2008