Решение задач теплопроводности методом конечных интегральных преобразований при автоматизированном проектировании. Туголуков Е.Н. - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1 ВВЕДЕНИЕ
Очевидно, что проектирование аппаратурного оформления химических производств
должно обеспечивать возможность выпуска конкурентоспособной продукции. При этом вос-
требованности продукта на рынке, реализации энерго- и ресурсосберегающих технологий,
надежности оборудования и экологичности производства оказывается недостаточно. Залогом
успеха является использование конструктивных особенностей аппаратов, обеспечивающих
оптимальные условия протекания технологических процессов. Поэтому на стадии проекти-
рования в ходе решения задач оптимизации конструктивных и режимных параметров обору-
дования принципиальную важность приобретает качество используемых расчетных методик,
обеспечивающее их адекватность моделируемым процессам, надежность в реализации и дос-
товерность полученных результатов.
Требуемое качество расчетов достигается при наличии набора математических моделей
полей определяющих параметров для классов процессов, реализуемых в соответствующих
типах аппаратов.
Технологические расчеты с использованием полей определяющих параметров имеют ряд принципиальных
преимуществ, а именно:
− расчеты стационарных, квазистационарных, нестационарных, периодических и переходных процессов
могут выполняться по унифицированным методикам;
− поля определяющих параметров могут быть рассчитаны как для отдельных единиц оборудования, так и
для групп совместно работающих аппаратов;
− возможен учет локальных значений характеристик исследуемых процессов;
− при известных полях определяющих параметров возможен расчет всех остальных параметров процес-
сов, таких как потоки, градиенты, амплитуды, интегральные характеристики определяющих параметров.
Значения тепловых потоков определяют интенсивность и продолжительность тепловых
процессов. Значения температурных градиентов в продукте, как правило, определяют его
качественные показатели. Интегральные теплоты и потери определяют основную состав-
ляющую эксплуатационных затрат на осуществление процесса.
Использование современных средств компьютерной техники делает такие расчеты не
только практически реализуемыми, но и необходимыми при решении задач разработки и оп-
тимизации современного промышленного химического производства.
Для математического моделирования полей определяющих параметров целесообразно
использовать аналитические методы везде, где они применимы, т.е. позволяют получать ана-
литические решения соответствующих задач. При выработке некоторых навыков, получение
аналитического решения и его дальнейшая реализация не вызывают трудностей, больших,
чем при использовании численных методов, а преимущества использования аналитических
методов очевидны:
− независимость объема вычислений от значений пространственных и временных коор-
динат (как следствие – отсутствие накопления систематических расчетных погрешностей);
− не вызывающий дополнительных затруднений расчет потоков, средних и локальных
значений, балансных соотношений, присутствующих в любой модели;
− возможность использования решений частных задач, полученных ранее;
− возможность использования унифицированного набора задач для моделирования класса
процессов в соответствующем оборудовании;
− возможность анализа и упрощения решений для характерных и предельных значений параметров про-
цесса;
−
наглядность и "физичность" промежуточных и конечных расчетных результатов.
Рассмотрим возможности аналитических подходов к математическому моделированию
полей определяющих параметров на примере температурных полей. Пространственные не-
стационарные температурные поля в производственном промышленном оборудовании могут

Страницы