Температурын талбайн тооцоо. ELCUT програмын температурын талбайн тооцоо Дулааны талбайн тооцоо 2D програм
Хавсралт D
Температурын талбайн тооцоонд үндэслэн хаалттай байгууламжийн дулаан дамжуулах эсэргүүцлийг тодорхойлох арга
D.1. Хаалттай бүтэц нь тооцоолсон (температурын хуваарилалтын хувьд хоёр хэмжээст эсвэл гурван хэмжээст) хэсгүүдэд хуваагдана.
D 2. Дулаан дамжуулалтын бууруулсан эсэргүүцлийг тодорхойлохдоо суурин хоёр хэмжээст температурын талбайн хувийн компьютер (PC) дээрх тооцооллын өгөгдлийн дагуу хоёр тохиолдлыг ялгаж үздэг.
а) температурын талбайг тооцоолоход зориулагдсан судалж буй талбай нь утгыг тодорхойлох шаардлагатай хаалттай байгууламжийн хэсэг юм;
б) температурын талбайг тооцоолж буй судалж буй талбай нь битүүмжлэлийн бүтцийн дүн шинжилгээ хийсэн фрагментээс бага хэмжээтэй байна.
Эхний тохиолдолд хүссэн утгыг томъёогоор тооцоолно
температурын талбайг тооцоолсны үр дүнд тодорхойлсон судалгааны талбайг дайран өнгөрөх дулааны урсгалын нийлбэр хаана байна;
Мөн - тус тусын дотоод болон гадаад агаарын температур, ° C;
L нь судалгааны талбайн урт, м.
Хоёр дахь тохиолдолд энэ нь томъёогоор тодорхойлогддог
Температурын талбайг тооцоолох өгөгдлийг бэлтгэх явцад судалж буй талбайгаас таслагдсан хаалтын байгууламжийн хэлтэрхийний нэгэн төрлийн хэсгийн урт, м хаана байна;
Нэг төрлийн хаалттай байгууламжийн дулаан дамжуулах эсэргүүцэл, .
D.3. Хоёр хэмжээст температурын талбарыг тооцоолохдоо сонгосон талбайг тодорхой масштабаар зурж, зургийн үндсэн дээр тооцооны схемийг гаргаж, хэсэг, блок болгон хуваахад хялбар болгох үүднээс хялбаршуулсан болно. Үүнд:
a) хэрэв энэ тохиргоо нь дулааны инженерийн хувьд бага нөлөө үзүүлдэг бол муруй гэх мэт нарийн төвөгтэй хэсгүүдийн тохиргоог энгийнээр солих;
б) зураг дээр судалгааны талбайн хил хязгаар, координатын тэнхлэгүүдийг (x, y эсвэл r, z) тавина. Янз бүрийн дулаан дамжуулалт бүхий талбайг хуваарилж, хил дээр дулаан дамжуулах нөхцлийг зааж өгнө. Шаардлагатай бүх хэмжээсийг буулгах;
в) судалгааны талбайг энгийн блок болгон хувааж, өөр өөр дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий хэсгүүдийг тус тусад нь тусгаарлана. Судалгааны талбайн задралын диаграммыг масштабаар зурж, бүх блокуудын хэмжээсийг буулгана;
г) бүх блокуудыг ижил хэмжээтэй авах үед судалгааны талбайг нөхцөлт координатын x", y" системд зурна. Дулаан дамжилтын өөр өөр бүс нутгийг хязгаарлах олон өнцөгтүүдийн оройн координатыг, судалгааны талбайн хилийг бүрдүүлдэг олон өнцөгтүүдийн оройн координатыг буулгана. Судалгааны талбайн хэсэг, хил хязгаарыг дугаарлаж, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, хил дээрх температур (эсвэл дулааны урсгал) эсвэл хүрээлэн буй орчны агаар, дулаан дамжуулах коэффициентүүдийн дээд хэсэгт гарын үсэг зурсан;
д) "c" ба "d"-ийн дагуу хийсэн хоёр зургийг ашиглан стандарт (ердийн) зохион байгуулалтын дарааллаар удирдаж, компьютерт оруулах анхны өгөгдлийн тоон утгын багцыг бүрдүүлнэ.
Тооцооллын жишээ 1
Хуудасны материалаар хийсэн гурван давхаргат металл хананы хавтангийн дулаан дамжуулалтын эсэргүүцлийг багасгахыг тодорхойлох шаардлагатай.
A. Анхны өгөгдөл
1. Самбарын загварыг Зураг D.1-д үзүүлэв. Энэ нь 58-ийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий хоёр профиль ган хуудаснаас бүрдэх бөгөөд тэдгээрийн хооронд 200-ийн нягтралтай, 0.05 дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий Rockwool эрдэс ноосны хавтанг байрлуулна. Хуудаснууд нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 0.81, 8 мм зузаантай, фанер фанераар дамжин ган профилаар хоорондоо холбогддог.
2. Тооцоолохдоо хашааны хажуугийн дараах нөхцлүүдийг харгалзан үзсэн.
гаднах - ба;
дотор - ба .
B. Тооцооллын журам
Бүтэц дэх дулаан дамжуулах үйл явцад профилжуулсан бүрээсийг хооронд нь холбож, хүйтэн гүүр гэж нэрлэгддэг ган профиль ихээхэн нөлөөлдөг. Эдгээр хүйтэн гүүрийг эвдэхийн тулд профиль нь фанер хоорондын зайгаар дамжин хуудсан дээр бэхлэгддэг. Температурын талбайг тооцоолохдоо дунд хэсэгт нь хавирга бүхий бүтцийн хэсгийг сонгож болно.
Бүтцийн хөндлөн огтлолын хавтгайтай параллель бүх хавтгайд температурын хуваарилалт ижил тул авч үзэж буй хэсгийн температурын талбар нь хоёр хэмжээст юм. Үндсэн хэсгийн профиль нь бие биенээсээ 2 м-ийн зайд байрладаг тул тооцоололд энэ зайны дундах тэгш хэмийн тэнхлэгийг харгалзан үзэж болно.
Судалгаанд хамрагдаж буй талбай (Зураг D.1) нь тэгш өнцөгт хэлбэртэй, хоёр тал нь хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцох нөхцлийг бүрдүүлсэн барилгын бүрхүүлийн байгалийн хил хязгаар бөгөөд үлдсэн хоёр нь тэгш хэмийн тэнхлэгүүд юм. , иж бүрэн дулаан тусгаарлах нөхцөлийг тохируулах боломжтой, i.e. 0-тэй тэнцүү OX тэнхлэгийн чиглэлд дулааны урсгал.
Энэхүү хавсралтын Д.З-ийн дагуу тооцоо хийх судалгааны талбайг жигд бус интервалтай 1215 энгийн блок болгон хуваасан.
PC дээрх хоёр хэмжээст температурын талбайн тооцооны үр дүнд хаалттай бүтцийн тооцоолсон хэсгийг дамжин өнгөрөх дулааны дундаж урсгалыг Q = 32.66 Вт-тай тэнцүү байна. Тооцоолсон талбайн талбай нь A = 2 байна.
Томъёоны дагуу тооцоолсон фрагментийн дулаан дамжуулах эсэргүүцлийг бууруулсан (D.1)
Харьцуулбал, дулаан дамжуулагчийн гаднах дулаан дамжуулах эсэргүүцэл нь томъёогоор тодорхойлогддог.
Компьютер дээрх тооцооны дагуу дулаан дамжуулагчийг оруулах бүсийн дотоод гадаргуугийн температур 9.85 ° C байна. Конденсатын хур тунадасны нөхцөл байдлыг шалгая. Хавсралт L-д заасны дагуу шүүдэр цэгийн температур нь дулаан дамжуулагч орцын дагуух гадаргуугийн температураас өндөр байдаг тул гадаа -30 ° C-ийн тооцоот температурт конденсац үүсэх бөгөөд дизайныг эцэслэн боловсруулах шаардлагатай.
Конденсац үүсэхгүй гадаа агаарын тооцооны температурыг томъёогоор тодорхойлно
D.4. Хөдөлгөөнгүй гурван хэмжээст температурын талбайн асуудлыг шийдвэрлэхэд бэлтгэхдээ дараах алгоритмыг гүйцэтгэнэ.
a) температурын хуваарилалттай холбоотой гурван хэмжээст, тооцоонд шаардагдах хаалт бүтцийн хэсгийг сонгоно. Хаалттай бүтцийн гурван төсөөллийг масштабаар зурж, бүх хэмжээсийг буулгана;
б) тооцооны схемийг (Зураг D.2), аксонометрийн проекцоор зурж, судалж буй хаалтын бүтцийн хэсгийг тодорхой масштабаар зурах. Энэ тохиолдолд хэсгүүдийн нарийн төвөгтэй тохиргоог параллелепипедээс бүрдэх энгийн хэсгүүдээр солино. Ийм солих үед дулааны инженерчлэлд нөлөөлж буй бүтцийн нарийн ширийн зүйлийг анхаарч үзэх шаардлагатай. Судалгааны талбайн хил хязгаар, координатын тэнхлэгийг зураг дээр хэрэглэж, өөр өөр дулаан дамжуулалт бүхий хэсгүүдийг параллелепипед хэлбэрээр ялгаж, хил дээрх дулаан дамжуулах нөхцлийг зааж, бүх хэмжээсийг буулгана;
1 - эрдэс ноосны хавтан, 2 - профиль ган профиль, 3 - ган профиль; 4 - фанер дэвсгэр
Зураг D.1 - Хуудасны материалаар хийсэн гурван давхаргат хавтанг барих
болон судалгааны талбайн зураг
в) судалгааны талбайг XOY, ZOY, YOZ координатын хавтгайтай параллель хавтгайгаар энгийн параллелепипед болгон хуваах (Зураг D.2), өөр өөр дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй хэсгүүдийг тусад нь тусгаарлах, судалгааны талбайг энгийн параллелепипедүүдэд хуваах схемийг масштабаар зурах. мөн хэмжээсүүдийг буулгах;
г) "b" ба "c"-ын дагуу хийсэн схемүүдийг ашиглан ердийн координатын x,y,z-ийн координатын хавтгайд судалгааны талбайн гурван проекцийг зурна.Бүх энгийн параллелепипедүүдийг дараах байдлаар авч үзвэл. ижил хэмжээтэй, өөр өөр дулаан дамжуулалт бүхий бүс нутгийг хязгаарлаж буй параллелепипедүүдийн оройнуудын проекц, судалгааны талбайн хилийг бүрдүүлдэг хавтгайн проекцийг тэмдэглэнэ. Дулаан дамжилтын утгууд, температурыг тэмдэглэнэ тэдгээрийн эргэн тойрон дахь агаарын хил хязгаар, дулаан дамжуулах коэффициент;
д) "b", "c", "d" схемүүдийг ашиглан компьютерт оруулах анхны өгөгдлийн багцыг бүрдүүлэх.
Тооцооллын жишээ 2
Хавиргатай төмөр бетон доторлогоотой дээврийн хосолсон хавтангийн дулаан дамжуулах эсэргүүцлийг бууруулна.
Зураг D.2 - Дээврийн хосолсон хавтангийн загвар (a) ба хосолсон дээврийн хавтангийн дизайны тооцооны схем (б)
A. Анхны өгөгдөл
1. 3180x3480x270 мм хэмжээтэй хосолсон дээврийн хавтангийн загвар (Зураг E.2) нь хөндлөн огтлолын гурван давхар бүрхүүлийг төлөөлдөг. 50 ба 60 мм зузаантай гадна ба дотоод давхаргууд нь 2.04 дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий төмөр бетоноор хийгдсэн. Дунд зэргийн дулаан тусгаарлагч давхарга нь 0.05 дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий хөөсөн полистирол хавтангаар хийгдсэн. Бүрхүүл бүр нь 700 мм-ийн зайд бие биенээсээ параллель 60 ба 40 мм зузаантай хавиргатай, дулаан тусгаарлагч давхаргын дунд хүрдэг. Бүрхүүлийн хавирга нь харилцан перпендикуляр байдаг тул нэг бүрхүүлийн хавирга бүр нь 60х40 мм-ийн тавцан дээр нөгөө бүрхүүлийн хавиргатай зэрэгцэн оршдог.
Хэрэглээний талбарМөнх цэвдэг дэх термометрийн сүлжээний мэдээлэлд үндэслэн геоинженер, геотехник, газрын гүний дулаан, уул уурхайн эзэлхүүний температурын талбайг байгуулах. Мөнх цэвдгийн бүсийн инженерийн байгууламжийн суурийн чулуулаг, хөрсний температурын төлөв байдлын талаархи мэдлэг нь усан цахилгаан станцууд, далд уурхайн барилга байгууламжууд, ашиглагдаж буй барилга байгууламжууд, мөнх цэвдэг дээр баригдсан дулааны цахилгаан станцууд зэрэг нь тэдгээрийн аюулгүй ажиллагааны баталгаа юм. Хөтөлбөрийн хамрах хүрээ нь ОХУ-ын нутаг дэвсгэрийн 60 гаруй хувь нь газарзүйн хувьд дэлхийн мөнх цэвдгийн бүсэд оршдогтой холбоотой юм.
Алгоритмын тайлбарАлгоритм нь шууд болон санал хүсэлт бүхий сонгодог автомат удирдлагын системийн хүрээнд зохиогчийн схемийн (цаашид "схем" гэх) тоон хэрэгжилт юм. Энэ нь геоинженерийн хаа сайгүй (ялангуяа Хойд болон Арктикийн өндөр хөгжилтэй бүс нутагт) тохиолддог удаан процессуудын геотермофизикийн асуудлыг шийдвэрлэхдээ суурин төлөвийг өөрчлөх аргаар "тарсан" төрлийн орон зайд тархсан температурын өгөгдлийг боловсруулахад зориулагдсан болно.
Алгоритмын ерөнхий элементүүдмөн хөтөлбөрийн зарим үр дүнг нийтлэлд өгсөн болно.
V.V. Неклюдов, С.А. Великин, А.В. Малышев, Мөнх цэвдгийн бүсийн уурхайн суурийн температурын төлөвийг автоматжуулсан хяналтын тусламжтайгаар хянах нь Дэлхийн криосфер, 2014, №4.
Мөнх цэвдгийн бүсэд инженерийн байгууламжийг ажиллуулах явцад геокриологийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд "схем" нь "тарсан" өгөгдлийн 2 хэмжээст эсвэл 3 хэмжээст интерполяцийн батлагдсан, найдвартай алгоритмуудыг ашигладаг. Температурын анхны өгөгдлийг хоёр блокт хуваана.
- объектын эзэлхүүнтэй хагас суурин дулааны эх үүсвэрийн температурын параметрүүд: уурхайн босоо ам, эзэлхүүний агааржуулалтын суваг, хөлдөөх багана ба термосифонуудын систем;
- хэмжих худгийн сүлжээний температур: босоо термометрийн худаг ба хэвтээ худаг, түүнчлэн хөлдөөх системийн оролт, гаралтын нэг температур мэдрэгч.
"Схем" нь объектын геометр, цооногийн термометрийн сүлжээний геометр, түүнчлэн барилгын зургийн элементүүдийг унших боломжийг олгодог бөгөөд үүний дагуу температурын өгөгдөл бүхий эзэлхүүний сүлжээ үүсдэг. 2D эсвэл 3D интерполяцийн дараа (заавал биш) "схем" нь үүссэн температурын хайрцгийг бусад (Хэрэглэгчийн хүсэлтээр) мэргэжлийн график системд уншихад тохиромжтой форматаар харуулах боломжийг олгодог.
"Схем" -д зориулсан объектын анхны геометрийг "Surfer" хэмээх алдартай програмын барилгын зургийн дагуу бүтээдэг.
"Схем" нь дараахь зүйлийг хийх боломжийг танд олгоно.
- урт хугацааны (автоматжуулсан) ажиглалтын мэдээллийн сантай ажиллах, геокриологийн температурын хэсэг болон хөлдөөх-гэсэлтийн хурдны геокриологийн хэсгүүдийг 2 хэмжээст ба 3 хэмжээст хэлбэрээр хоёуланг нь байгуулах;
- объектын суурийн хөрс, чулуулгийн зарим дулаан физикийн шинж чанарыг (дулааны тархалт гэх мэт) хамгийн энгийн дулаан дамжуулалтын тэгшитгэлийн коэффициентийн асуудлыг шийдвэрлэх арга хэлбэрээр тоон аргаар үнэлэх;
- суурийн (далд уурхай) эзэлхүүн дэх гурван хэмжээст изотермаль гадаргууг барих. ба динамикийн хувьд фазын шилжилтийн мужуудын орон зайн тархалтыг үнэлэх, суурийн хөрсний термодинамик шинж чанарыг бий болгоход хүрэх боломжийг олгодог.
"Схем" нь температурын талбайн барьсан кубтай интерактив ажиллах боломжийг олгодог.
- нэг товшилтоор гүн болон босоо зүсмэлүүдийн хооронд шилжинэ.
- нэг товшилтоор гүнийн зүсмэл дээр нэмэлт цэгүүдийг тогтоож, доторх шинэ температурыг зааж, энэ гүнийн зүсмэл дээрх интерполяцийг дахин тооцоолно.
- экстраполяцийн интервал дахь богино худгийн засварыг хийх.
Богино худгийг урт худгийн гүнд "экстраполяци" хийх зохиогчийн сонголтыг ашиглах нь геотехникийн салбарт эзэлхүүнтэй барилга байгууламжийн боломжийг ихээхэн өргөжүүлдэг. Хэрэглэгчийн хүсэлтээр бусад сонголтыг ашиглах боломжтой
"Схем" нь босоо амны өндрийн суурийн бүх термометрийн худгийн температурын динамикийг үйлдвэрлэлийн компьютерийн дэлгэц дээр (олон хугацааны температурын хэмжилтийн боломжтой түүхийн дагуу) "онлайнаар хянах" сонголтыг өгдөг. -далд уурхайн барилга байгууламжийн . Энэ боломж нь хөлдөөх станцын операторт одоогийн динамик дахь хэвийн бус температурын чиг хандлагын харагдах байдлыг шууд нүдээр засах, ACS "термометрийн систем - оршин суугч програм - хөлдөөх систем" дэх санал хүсэлтийн гогцоонд нэмэлт параметрүүдийг тохируулах замаар стандарт бус нөхцөл байдалд хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог. ".
"Схем" нь "CPU-тооцоолол" хувилбарт хэрэгжсэн боловч үүнийг "GPU-тооцоолол"-д шилжүүлж болно.
Үйл ажиллагааБоловсруулсан өгөгдлийн ердийн хэмжээ нь ОХУ-ын мөнх цэвдэг бүсийн хамгийн том далд уурхайн нэг энгийн сууринд 8 ГБ хүртэлх RAM юм.
Дэлгэрэнгүй"Термик" програмын алгоритмын дагуу температурын байгууламжийг овоолгын хөндлөн огтлолын температурын градиентийг түүний хэлбэрт тохирсон дугуй эсвэл дөрвөлжин болгон авах хүртэл нарийвчлан тусгасан болно. Нарийвчлалзохистой Температурын бүтэц нь ашигласан температур мэдрэгчийн нарийвчлалаар баталгааждаг - ихэвчлэн Цельсийн 100 градус хүртэл. Алдаамөн техник хангамжийн бүрэлдэхүүнээр тодорхойлогддог. Бусад алдартай геотехникийн системд одоогоор байхгүй байгаа Thermik програмын алгоритмаар хангагдсан ийм боломжууд нь операторууд гэж нэрлэгддэг зүйлийг үнэлэх боломжийг олгодог. гадас болон бусад элементүүд (хоолой гэх мэт) тэдгээрийн эвдрэлийг хянахын тулд температурын хэв гажилтын ачаалал.
Багаж хэрэгсэлалгоритмын хэрэгжилт - C++ гэр бүл, тайлбарласан 64 бит хувилбарт - програмчлалын орчин. Энэ нь гүйцэтгэгдэх файл хэлбэрээр хэрэглэгчдэд хүргэгддэг.
Барилгын дугтуйны хувьд урт нь хашааны зузаанаас их хэмжээгээр давсан тохиолдолд хүрээний элементүүд, туузууд гэх мэт зүйлсийг агуулсан бол хавтгай температурын талбай нь ердийн зүйл юм.
Харгалзан үзэж буй бүтэц дэх дулаан дамжуулах үйл явцад дулаан дамжуулагч, жишээлбэл, "хүйтэн гүүр" гэж нэрлэгддэг ган профиль ихээхэн нөлөөлдөг. Эдгээр хүйтэн гүүрийг эвдэхийн тулд профиль нь бүтэцтэй, жишээлбэл, фанер жийргэвчээр холбогддог. Температурын талбайг тооцоолохын тулд бүтцийн ижил төстэй хэсгийг сонгох боломжтой. Бүтцийн хөндлөн огтлолын хавтгайтай параллель бүх хавтгайд температурын хуваарилалт ижил тул авч үзэж буй хэсгийн температурын талбар нь хоёр хэмжээст юм. Үндсэн хэсэг дэх профайлууд нь 1, 2, ..., x, m, нэг нь нөгөөгөөсөө зайд байрладаг (Зураг 3).
Дулаан дамжуулалтын бууруулсан эсэргүүцлийг тодорхойлохдоо m 2.o C / W, суурин хоёр хэмжээст температурын талбайн хувийн компьютер (PC) дээрх тооцооллын өгөгдлийн дагуу, температурын талбайг тооцоолоход зориулагдсан судалж буй талбай, нь утгыг тодорхойлох шаардлагатай хаалттай бүтцийн хэсэг юм.
Хүссэн үнэ цэнэ
энд ∑Q - температурын талбайг тооцоолсны үр дүнд тодорхойлсон судалгааны талбайг дайран өнгөрөх дулааны урсгалын нийлбэр, Вт/м 2;
t int , t ext - тус тус дотоод болон гадаад агаарын температур, o C;
L нь судалгааны талбайн урт, м.
Хоёр хэмжээст температурын талбайг тооцоолохдоо сонгосон талбайг масштабаар зурж, зургийн үндсэн дээр тооцооны схемийг гаргаж, хэсэг, блок болгон хуваахад хялбар болгох үүднээс хялбаршуулсан болно.
Үүнд:
Дулааны инженерийн хувьд бага зэрэг нөлөө үзүүлэхгүй бол хэсгүүдийн нарийн төвөгтэй тохиргоог энгийнээр солих;
Судалгааны талбайн хил хязгаар ба координатын тэнхлэгүүдийг (x, y эсвэл r, z) зураг дээр хэрэглэнэ. Янз бүрийн дулаан дамжуулалт бүхий талбайг хуваарилж, хил дээр дулаан дамжуулах нөхцлийг зааж өгнө. Шаардлагатай бүх хэмжээсийг буулгах;
Судалгааны талбайг энгийн блокуудад хувааж, өөр өөр дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий хэсгүүдийг тусад нь тусгаарлана. зурах -
судалгааны талбайг хуваах схемийг масштаблах, бүх блокуудын хэмжээсийг буулгах;
Судалгааны талбайг бүх блокуудыг ижил хэмжээтэй авах үед координатын нөхцөлт x', y' системээр зурна. Өөр өөр дулаан дамжуулалт бүхий бүс нутгийг хязгаарлаж буй олон өнцөгтүүдийн оройн координатыг буулгана (Зураг 4).
Зураг 3 - Тооцоолох хоёр хэмжээст торны зангилааны зохион байгуулалт
температурын талбар
Хавтгай температурын талбайн дифференциал тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.
Ð 2 т/Ðх 2 = Ð 2 т/Ðy 2 . (3.2)
Энэ тэгшитгэлийг ерөнхий хэлбэрээр нэгтгэх нь маш хэцүү ажил юм. Энэ нь өөр өөр дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий материалын талбайн дотор байгаа нь бүр ч төвөгтэй юм. Хязгаарлагдмал ялгавартай тэгшитгэлийг шийдвэрлэх үед асуудлыг маш хялбаршуулдаг. Энэ тохиолдолд дифференциал тэгшитгэлийг шугаман тэгшитгэлийн системээр сольж, үл мэдэгдэх нь хажуу талтай квадратуудаас бүрдэх торны зангилааны цэгүүдэд байрлах талбайн цэгүүдийн хүссэн функцийн утгууд байх болно. хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэмжээтэй Δ.
Хязгаарлагдмал ялгаануудын хувьд тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.
τ xx +τ yy =0, (3.3)
Энд τ xx ,τ yy нь τ функцүүдийн хоёр дахь төгсгөлийн ялгаа юм. х болон өөр y .
Тэдгээрийг нарийвчлан бичсэнээр бид олж авна (Зураг 4)
(τ x + Δ , y - 2 τ x , y + τ x - Δ , y)/ Δ 2 +(τ x , y + Δ - 2 τ x , y + τ x , y - Δ)/ Δ 2 = 0.
Эндээс τ x , y -ийн үр дүнд үүссэн тэгшитгэлийг шийдвэл бид дараах байдалтай болно.
τ x , y = (τ x + Δ , y + τ x - Δ , y + τ x , y + Δ + τ x , y - Δ)/4,
тэдгээр. жигд талбарт сүлжээний зангилаа тус бүрийн температур нь хөрш дөрвөн зангилааны температурын арифметик дундажтай тэнцүү байх ёстой.
τ x , y температуртай зангилааг авч үзье. Энэ зангилаа байрладаг дөрвөлжин нь температуртай сүлжээний дөрвөн зэргэлдээх зангилаанд байрлах цэгүүд рүү чиглэсэн дулааныг хүлээн авдаг (эсвэл өгдөг).
τ x + Δ , y , τ x - Δ , y , τ x , y + Δ , τ x , y - Δ . Хүрээлэн буй материалтай x, y цэгийн эргэн тойронд дөрвөлжин зүсэлтээр солигдох дулааны хэмжээ нь зөвхөн хөрш зэргэлдээх зангилааны температураас гадна дулаан дамжуулах коэффициентүүдийн утгаас хамаарна. x, y цэг ба эдгээр цэгүүд. Дулаан дамжуулалтын коэффициентийг k үсгээр харгалзах индексээр тэмдэглэвэл бид дараахь зүйлийг авна.
2- x, y зангилаанаас τ x - Δ , y температуртай зангилаа руу чиглэсэн дулааны хэмжээ.
Q 1 \u003d (τ x, y - τ x - Δ, y)k x - Δ; (3.4)
2- x, y зангилаанаас τ x, y + Δ температуртай зангилаа руу чиглэсэн дулааны хэмжээ.
Q 2 \u003d (τ x, y - τ x, y + Δ)k y + Δ; (3.5)
2- x, y зангилаанаас τ x + Δ , y температуртай зангилаа руу чиглэсэн дулааны хэмжээ.
Q 3 \u003d (τ x, y - τ x + Δ, y)k x + Δ; (3.6)
2 - зангилаанаас чиглэлд шилжүүлсэн дулааны хэмжээ x,y τ x , y - Δ температуртай зангилаа руу
Q 4 \u003d (τ x, y - τ x, y - Δ)k y - Δ. (3.7)
Дулааны балансын нөхцлөөс харахад эдгээр дулааны хэмжигдэхүүнүүдийн нийлбэр нь тэгтэй тэнцүү байх ёстой, өөрөөр хэлбэл.
(τ x , y - τ x - Δ , y)k x - Δ = (τ x , y - τ x , y + Δ)k y + Δ= (τ x , y - τ x + Δ , y)k x + Δ =
=(τ x , y - τ x , y - Δ)k y - Δ =0.
Энэ тэгшитгэлийг τ x , y -ийн хувьд шийдэж, бид эцэст нь олж авна
τ x , y = (τ x - Δ , y k x - Δ + τ x , y + Δ k y + Δ + τ x + Δ , y k x + Δ + τ x , y - Δ k y - Δ) /(k x - Δ + k y + Δ + k y + Δ+ k y - Δ). (3.8)
Энэ бол бүх сүлжээний зангилааны температурыг тооцоолох ерөнхий томъёо юм.
Уусмалыг цэг бүрийн температурыг дараалан тооцоолох тоон аргыг ашиглан хийнэ. Тооцооллыг одоогийн болон өмнөх тооцооллын үе шат дахь цэг бүрийн утгын зөрүү нь заасан нарийвчлалаас хэтрэхгүй болтол гүйцэтгэнэ.
Олон тооны тооцоололтой тул компьютерийн технологийг ашиглан хоёр хэмжээст температурын талбайг тооцоолох нь зүйтэй. Тооцооллыг HVAC хэлтсийн программ ашиглан хийдэг.
Жишээ
Температурын хуваарилалт, дулаан дамжуулалтын эсэргүүцлийг нэг төрлийн бус бүтэцтэй тодорхойлох шаардлагатай (Зураг 4).
Анхны өгөгдөл
Уг байгууламж нь хоёр материалаас бүрдэнэ: барилгын гадна хана нь 0.81 Вт/(м°С) дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй тоосгоор, тааз нь 2.04 Вт/( дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй төмөр бетон хавтангаар хийгдсэн. м°С). Тооцоолохдоо хашааны хажуугийн дараах нөхцлийг харгалзан үзнэ.
гадна - t exl = -30 ° С; αext = 23 Вт/(м 2 °C), (5)
дотор - t int \u003d 20 ° С; болон int = 8.7 Вт/(м 2 °C), (4).
Тооцооллын журам
Бүтцийн хөндлөн огтлолын хавтгайтай параллель бүх хавтгайд температурын хуваарилалт ижил тул авч үзэж буй хэсгийн температурын талбар нь хоёр хэмжээст юм.
Температурын талбайн тооцоог давталтын аргаар дараах байдлаар хийнэ.
Тэдгээрийг бүх сүлжээний цэгүүдэд дурын температурын утгуудаар урьдчилан тогтоодог. Дараа нь томъёоны дагуу бүх зангилааны температурын утгыг дараалан тооцоолж, талбайн торны зангилаа тус бүрийн температур нь тухайн агаарын температурт тохирох тэгшитгэлийг хангах хүртэл өмнөх температурын утгыг олж авсан температурын утгуудаар солино. хашааны нэг ба нөгөө тал (Зураг 5).
Өгөгдсөн нарийвчлалын хүрээнд сүлжээний бүх цэгүүдэд температур тогтмол хэвээр байх үед л процессыг бүрэн гүйцэд гэж үзэж болно. Тооцооллын үргэлжлэх хугацаа нь анхны температурыг хэр зөв тохируулснаас хамаарна.
Зураг 4
| -29,44 | -13,684 | 1,981 | 18,467 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,697 | 1,969 | 18,466 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,626 | 2,248 | 18,487 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,659 | 2,2 | 18,483 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,758 | 1,958 | 18,376 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,45 | -13,978 | 1,839 | 18,363 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,46 | -14,8 | 0,491 | 17,378 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,48 | -15,16 | 0,183 | 17,334 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,62 | -16,252 | -3,8 | 7,552 | 17,69 | 19,05 | 19,39 | 19,5 | 19,537 | 19,55 | 19,56 | 19,7 | ||||||||||||||||
| -29,66 | -16,523 | -4,11 | 7,4327 | 17,73 | 19,14 | 19,49 | 19,61 | 19,652 | 19,67 | 19,68 | 19,8 | ||||||||||||||||
| -28,93 | -16,831 | -5,47 | 4,463 | 12,48 | 16,05 | 17,51 | 18,08 | 18,291 | 18,38 | 18,43 | 18,8 | ||||||||||||||||
| -28,95 | -16,942 | -5,59 | 4,4726 | 12,61 | 16,3 | 17,81 | 18,4 | 18,634 | 18,73 | 18,78 | 19,1 | ||||||||||||||||
| -28,91 | -17,117 | -6,19 | 3,3321 | 12,24 | 16,15 | 17,71 | 18,31 | 18,544 | 18,64 | 18,69 | |||||||||||||||||
| -28,92 | -17,167 | -6,24 | 3,3472 | 12,32 | 16,28 | 17,87 | 18,5 | 18,737 | 18,83 | 18,89 | 19,2 | ||||||||||||||||
| -28,19 | -16,737 | -5,7 | 2,8765 | 17,32 | 19,13 | 19,53 | 19,66 | 19,708 | 19,73 | 19,74 | 19,8 | ||||||||||||||||
| -28,19 | -16,758 | -5,74 | 2,8603 | 17,33 | 19,13 | 19,54 | 19,67 | 19,719 | 19,74 | 19,75 | 19,8 | ||||||||||||||||
| -29,47 | -15,179 | -0,4 | 17,668 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,47 | -15,2 | -0,42 | 17,664 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,46 | -14,192 | 1,522 | 18,402 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,46 | -14,211 | 1,502 | 18,399 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,45 | -13,724 | 2,199 | 18,485 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,45 | -13,742 | 2,181 | 18,482 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,531 | 2,44 | 18,507 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,546 | 2,424 | 18,504 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,461 | 2,52 | 18,513 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,473 | 2,507 | 18,511 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,446 | 2,537 | 18,514 | ||||||||||||||||||||||||
| -29,44 | -13,453 | 2,53 | 18,513 | ||||||||||||||||||||||||
Барилга, байгууламжийн хаалтын байгууламжийн хэсгүүдийн температурын талбайн тооцоо
Хөтөлбөрийн зорилго
Хөтөлбөр нь барилга, байгууламжийн хаалтын байгууламжийн хэсгүүдийн температурын талбарыг (хоёр хэмжээст ба гурван хэмжээст) тооцоолоход зориулагдсан.
Тооцооллын үр дүн нь:
- тооцоолсон талбайгаар дамжин өнгөрөх дулааны урсгал;
- хашааны тооцоолсон хэсгийн температурын талбайн тооцоолсон цэг бүрийн температур;
- тооцоолсон хашааны дотоод гадаргуу дээрх температур ба дотоод гадаргуу дээрх хамгийн бага температуртай цэг;
- тооцоолсон хашааны температурын талбайн график дүрслэл;
- тооцоолсон хашааны температурын талбайн изотермууд.
Хөтөлбөрийн онцлог
Температурын талбайг торны аргыг ашиглан тооцоолно.
Тооцооллыг яг нарийн аргачлалаар болон ойролцоолсон аргаар хийж болно. Яг аргын хувьд тооцоолох цэгийн дээд тоо нь хоёр хэмжээст талбарт 100 мянга, гурван хэмжээст талбарт 60 мянга байна. Ойролцоох аргын хамгийн их оноог тогтоогоогүй бөгөөд компьютер болон мониторын боломжоор тодорхойлогддог.
Мэдээлэл оруулах ажлыг график аргаар гүйцэтгэдэг.
Хашааны хэсэг (зангилаа) болон сүлжээ хоорондын зайг хэрэглэгч өөрөө тогтоодог.
Гурван хэмжээст талбарын хувьд хэрэглэгч давхаргын тоо, өндрийг тохируулдаг. Тооцоолсон онооны хязгаарлалтыг компьютерийн боломжоор тодорхойлно.
Багана, мөр, давхаргын хэмжээсийг хэрэглэгч (мм) тогтоодог. Шийдэж буй асуудлын шинж чанараас хамааран 5-100 мм-ийн зайд эсийн хэмжээг авахыг зөвлөж байна.
Багана, мөр бүрийн өргөнийг тусад нь тохируулж болно. Анхны өгөгдлийг тохируулахдаа бид эхлээд жигд сүлжээний хэмжээс, алхамыг тохируулна. Дараа нь та тус тусын багана, мөрийн хэмжээг дахин тодорхойлж, тэгш бус алхам бүхий сүлжээг авах боломжтой. Гэсэн хэдий ч ямар ч тохиолдолд мониторын дэлгэц дээр жигд сүлжээ тусгагдсан байдаг. Энэ тохиолдолд жигд бус сүлжээний багана ба баганын хэмжээг тооцоолсон талбайн периметрийн дагуу харуулна.
Тооцооллын зангилаанд хамгийн их материалын тоо 8 байна.
Гадна болон доторх агаарын температурын утгыг хэрэглэгч -100-аас +2000 хэмийн хооронд тохируулна. 2 дотоод температур, нэг гадна температурыг тохируулах боломжтой.
Дотор болон гадна гадаргуу дээрх дулаан дамжуулах коэффициентийн утгыг хэрэглэгч (1-50-ийн хүрээнд) тогтооно.
Хилийн нөхцлийг параметрүүдээр тодорхойлно - 2 доторх агаарын температур, гаднах агаарын температур, дулааны урсгалын саад.
Дөрвөн параметрийн хувьд хилийн нөхцөлийг бий болгоход хязгаарлалт байхгүй.
Анхдагч байдлаар, програм нь хил хязгаартай байдаг. Дээд талын хэвтээ эгнээ нь гаднах агаартай хиллэдэг. Доод эгнээ нь дотоод агаартай. Температурын талбайн зүүн ба баруун баганууд нь зүүн ба баруун талд дулааны урсгалын саадтай байдаг.
Эрчим хүчний хэмнэлт хэсэгт SP 50.13330.2013 хүчин төгөлдөр болсноор температурын талбайн тооцооллын үр дүнд үндэслэн дулаан дамжуулалтын бууруулсан эсэргүүцлийг тодорхойлох шаардлагатай болно. Мэргэжилтнүүд өөрсдөө энэ талаар юу ч ойлгодоггүй ч эдгээр тооцоололд аль хэдийн зарим шалгалт шаардлагатай байдаг.
TP-ийн тооцоог өөр өөр программд хийх боломжтой юм шиг санагддаг (энэ талаар форум дээр хэлэлцсэн). Гэсэн хэдий ч эдгээр хөтөлбөрүүдийн ихэнх нь энгийн архитектор, инженерүүдэд эзэмшихэд маш хэцүү байдаг. Та ийм хөтөлбөрт тавигдах шаардлагыг томъёолж болно:
1. Энэ нь SP 50-ийн дагуу бууруулсан эсэргүүцлийг тооцоолоход шаардагдах зүйлийг хийх ёстой бөгөөд хэрэв боломжтой бол нэмэлт зүйл хийх ёсгүй.
2. ANSYS гэх мэт ямар нэгэн программ хангамжийн мангасыг судлахад амьдралынхаа хагасыг зарцуулж амждаггүй жирийн инженер, архитекторууд уг программыг эзэмших боломжтой байх ёстой.
3. Хөтөлбөр нь орос хэл дээрх интерфейстэй байх ёстой.
4. Хөтөлбөрүүд нь сайн баримтжуулсан, тусламжийн системтэй байх ёстой.
5. Хөтөлбөрийг ядаж худалдан авахаасаа өмнө турших зорилгоор татаж авч болно.
Эдгээр шаардлагуудад онцгой зүйл байхгүй бололтой? Гэхдээ тэдгээрийг биелүүлэх нь тийм ч хялбар биш юм. Ийм олон хөтөлбөр байх ёстой юм шиг санагддаг. Бас зөндөө байгаа юм шиг байгаа юм, гэхдээ сонгох зүйл алга. Та интернетээс хайгаад өөрөө туршиж үзэх боломжтой.
Гэсэн хэдий ч бид нэг ийм хөтөлбөрийн жишээг өгөх болно. Энэ бол ELCUT. Энэ нь бидний ихэнх нөхцөлийг (гэхдээ бүгдийг нь биш) хангадаг.
1. ELCUT нь температурын талбайн тооцоог хялбархан хийж чаддаг ч бусад олон ашигтай зүйлсийг хийдэг ч бидэнд хэрэггүй.
2. ELCUT-ийг эзэмшихэд хялбар. Эхний удаа уулзахдаа та тооцоололд хагас өдөр зарцуулж болно, дараа нь - хамгийн ихдээ хагас цаг.
3. ELCUT нь орос хэл дээрх интерфейстэй.
4. ELCUT нь маш сайн тусламжийн систем болон нэмэлт заавар видеогоор тоноглогдсон.
5. ELCUT үнэгүй "оюутны" хувилбартай бөгөөд энэ нь бидний асуудлыг шийдвэрлэхэд хангалттай юм. "Оюутны" хувилбарт тооцооллын сүлжээний зангилааны тоо хязгаарлагдмал боловч манайх шиг асуудалд энэ нь хангалттай байдаг - та зангилааны алхамыг үндэслэлтэй тохируулах хэрэгтэй.
Энэ програмыг авч үзсэнийхээ дараа би тодорхой тооцооны жишээг задлах замаар жижиг баримт бичгийг бичсэн. Мөн энэ тооцооны үр дүнг 10.1 дэх хэсгийн тайлбарт хэрхэн ашиглах вэ, ингэснээр ямар ч шинжээч "босох" гэж бодохгүй байх болно.
Сэтгэгдэл
4-ийн 1-4 хүртэлх сэтгэгдэл
Шалгахдаа хачигт зориулсан тооцоо. Айдас, айдас ...
Баярлалаа
Таны шаргуу хөдөлмөрт баярлалаа!
Иш татах:
Нийтлэл №2 фылосов
Таны шаргуу хөдөлмөрт баярлалаа!
Өөрийнхөө хувьд хэд хэдэн энгийн жишээг шийдэж, ELCUT нь дулааны алдагдлыг 2 дахин их үнэлдэг болохыг ойлгосон. Энэ нь алдаа эсвэл онцлог шинж чанар юм уу - олж мэдэх цаг хугацаа, хүсэл ч алга.
Таны жишээн дээр зөрүү нь ойролцоогоор хоёр дахин их байна.
Би их, бага гэж үнэлдэггүй. Температурын талбарыг тооцоолох аливаа програмын үзүүлсэн дулааны урсгалын утга нь зөвхөн аль хилийн элементийг (түүний хэмжээ) хэрэглэгчээс тодорхойлсоноос хамаарна. ELCUT-д үүнийг бусад программд "ирмэг"-ийг зааж өгөх замаар хийдэг. Мөн тумыг өөрийн хүссэнээр хийж болно - мөн 2 дахин их, 4 дахин бага тохируулна.
Онолын хувьд хамтарсан үйлдвэр (тэд TP-ийн заавал тооцооллыг нэвтрүүлсэн тул) шаардлагыг тодорхой зааж өгсөн байх ёстой. Тэнд юу ч байхгүй - гарал үүсэл нь ерөнхийдөө тодорхойгүй нэг зураг.
Айдас, айдас ...
Удалгүй эрчим хүчний хэмнэлт нь хуудасны тоогоор байгаль орчны хамгаалалтыг гүйцэх (мөн гүйцэж түрүүлэх) болно (~ 7-8 фонтоор 300 хуудас)
Хэрэв хэд хэдэн барилга байвал илүү их байх болно. Үүнийг P87 өөрөө тогтоодог. Хаа сайгүй л "үндэслэл" хэрэгтэй. Үүний үндсэн дээр хэт хичээнгүй, нямбай мэргэжилтнүүд үзүүлэлт бүрийн тооцооллын явцыг "тоогоор будахыг" шаарддаг - энэ нь тэдний бодсончлон хаанаас ирсэн бэ. Хэрэв хүлээгдэж байгаачлан үр дүнг тэмдэглэлд өгч, "баримтлал" нь архивт байгаа бол хэмжээ бага байх болно. Гэхдээ тэд тооцоолол хийх шаардлагатай хэвээр байгаа бөгөөд тэдгээрийг зурах шаардлагатай хэвээр байна.
P87-д өөрчлөлт оруулснаар энэ нь бүр дордох болно - энэ нь нэг хэсэг байхаа больсон, бараг бүх хэсэгт "бүлэг" байх болно.