Mathematical Modeling of Thermal Processes in Space Frames of Power Devices (original) (raw)
Related papers
Mathematical modeling of thermal conditions of non-hermetic spacecrafts
Informatika, 2019
A description of the software complex for modeling the thermal conditions of non-hermetic spacecrafts in circular and elliptical orbits is given. The software complex structure, mathematical models of thermal processes in the presence of thermal control system are presented. For thermal processes calculation the method of lumped parameters is used. The results of thermal stabilization for model of orbital optical device are given. The software complex can be used in the design and development of thermal control systems of nonhermetic spacecraft, and in the determination of the causes of emergency situations in these systems in orbit as well.
Математична модель динаміки процесів тепловологісної обробки в проточному апараті
2015
Можливість термообробки дисперсних матеріалів, що рухаються в прямоточному газовому потоці є відомою. Теплообмін в рухомому потоці газу характеризується високою інтенсивністю передачі теплоти від газу-теплоносія до матеріалу і навпаки від нагрітого матеріалу до охолоджуючого повітря. Однак відсутня надійна математична модель, що відтворює динаміку теплообміну в об’єктах з розподіленими параметрами, не дозволяє визначати раціональні параметри і режими таких установок, стримує розвиток системи управління. Для вирішення цього питання у статті розроблена математична модель нагріву зерна в умовах пневмотранспортера з урахуванням розподіленості параметрів. Основою для моделі обрано рівняння теплового балансу, якими можна описати процеси конвективного теплообміну для виділеного елемента труби. Отримані рівняння які визначають розподіл температур теплоносія і зерна за довжиною пневмотракта для будь якого моменту часу. При цьому новизною є можливість одним рівнянням визначити перехідний процес для фактичного розподіленого об’єкта. Результатом статті є встановлені математичні залежності зміни температури зерна і теплоносія при прямоточному русі в пневмоканалі за висотою та в часі. Отриману динамічну модель теплообміну зерна з теплоносієм можна використовувати для розробки системи керування процесом нагріву, що значно підвищить його ефективність.
Математичне моделювання теплопередачі у повітряно-крапельному потоку камери підшипника ГТД
Aerospace Technic and Technology
The gas-liquid flow in the bearing chamber (BC) of the gas turbine engine is realized due to the interaction of the sealing air and oil supplied for lubrication and cooling of friction units. The complex nature of the flow movement is determined not only by the BC geometry but also by the presence of rotating elements and the manner of oil supply and flow removal. The most important result for the engineering practice of BC flow modelling is the determination of the heat transfer coefficient to the inner wall. The variety of influencing factors causes difficulties even at the stage of an integral mathematical model of the process formation, which makes it possible to determine this coefficient. As a result, significantly different approaches are used – from three-dimensional CFD modelling of a heterogeneous flow up to the use of a criterion equation that formally considers the effect of geometric and regime parameters on a heat transfer. The first approach requires significant compu...
Modelling of Processes of Regulation in Heating Systems
Bulletin of the South Ural State University. Ser. Computer Technologies, Automatic Control & Radioelectronics, 2015
Введение Изучение опыта работы автоматических систем теплоснабжения показало, что подавляющее большинство процессов в таких системах-это автоколебания амплитудой в 6-10 °C с периодом 5-10 мин. Такие процессы приводят к завышению потребления энергоресурсов на 5-10 %, так как требуют перегрева входящего теплоносителя как минимум на величину амплитуды колебаний. Попытки снизить амплитуду этих колебаний наталкиваются на отсутствие методик и на необходимость непредсказуемых экспериментов в реальных энергосистемах. При реализации проектов оптимизации тепловых систем и создании методик оптимизации на первый план выходит методика создания математической модели системы теплоснабжения, с одной стороны, адекватной реальным системам, с другой-доступной для инженеров и наладчиков, позволяющей выбрать динамическую структуру регуляторов. Математическая модель системы теплоснабжения Как показал обзор источников информации, отапливаемое здание достаточно точно идентифицируется звеньями 2-го, 3-го порядка с комплексом звеньев чистого запаздывания, идентифицирующих трубопроводы. Важным элементом структуры является привод смесительного клапана, чаще всего односкоростного, который интерпретируется релейным элементом. Таким образом, структура модели выглядит, как представлено на рис. 1. Тестовое моделирование заключалось в изменении параметров регуляторов, которое производится в регуляторах ECL Comfort фирмы Danfoss при наладке. Инструкция рекомендует устанавливать постоянную интегрирования Т и и зону пропорциональности Х р в таких пределах: Т и = 0,85T, где Т-«критический» период (T = 200…900 c); Х р = 80 по заводским уставкам [1]. Как показали предыдущие исследования этих регуляторов, передаточная функция регулятора принимает вид: = +. Процессы регулирования-автоколебания амплитудой 5-10 °С, периодом 5-20 мин, причем они мало меняются при указанных изменениях параметров регулятора (рис. 2 и 3).
Simulation of Processes in a Low-Power Indirect Diesel Heater
Himičeskaâ fizika i mezoskopiâ, 2023
Аннотация. Приведены результаты математического моделирования процессов, протекающих в дизельном обогревателе непрямого нагрева мощностью до 20 кВт. Целью исследования была разработка технических решений по оптимизации и улучшению термогазодинамических и тепловых процессов в обогревателе в условиях ограничения по размерам. Проведено сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными исследованиями, показано хорошее качественное и количественное совпадение значений контролируемых величин-скорости и температуры газовых потоков.
Definition of Thermal Displacements in Shaping of Manufacturing Equipment Units
Bulletin of Bryansk state technical university
The paper is devoted to the development of a method for the thermal displacement definition of spindle units having the most significant impact upon parameter reliability of manufacturing equipment used in modern mechanical engineering. Investigation methods: thermal displacement measurements of spindle units at fixed timing accord-ing to a special procedure; the approximation of ther-mal displacement functions obtained in an experimental way by a polynomial of the fourth degree through the least-squares method with the factor computation based on the use of matrix factorization. On the basis of experimental and theoretical in-vestigations there is formed a semi-empirical polynomial mathematical model for the thermal displace-ment definition of spindle units in manufacturing equipment by a calculation method.
Avacìjno-kosmìčna tehnìka ì tehnologìâ, 2022
Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ В ДИЗЕЛЬ-ГАЗОТУРБІННИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ КОМПЛЕКСАХ З ТЕРМОХІМІЧНОЮ ОБРОБКОЮ ПАЛИВА В роботі обговорено методологічні аспекти дослідження методами математичного моделювання процесів в суднових енергетичних установках з термохімічною обробкою палива. Розглянуто результати дослідження фізико-хімічних процесів в структурно-функціональних блоках, що моделюють одиничні ланки термодинамічного циклу Поєднання блоків зв'язками у вигляді матеріальних та енергетичних потоків надає можливість моделювання повної схеми математичної моделі енергомодулю. У зв'язку з різноманіттям та складністю процесів в комбінованому дизель-газотурбінному енергетичного комплексу з термохімічною системою обробки палива при моделюванні характеристики енергетичного обладнання визначались окремо з подальшим зрощуванням отриманих результатів та поєднанням моделей зв'язками у вигляді матеріальних та енергетичних потоків .Математичні моделі газотурбінного двигуна, контуру утилізації, блоку термохімічної обробки палива створено за допомогою системи моделювання фізико-хімічних процесів Aspen Plus. Робочі процеси в ДВЗ моделювалися за допомогою програмного комплексу CHEMKIN. Доведено, що універсальні математичні моделі теплових двигунів, які входять до складу енергомодуля з термохімічною обробкою палива, потрібують налаштування на обрані базові характеристики. Тому математичні моделі структурно-функціональних блоків і груп блоків (ГТД та ін.) містять алгоритми налаштування моделей при їх верифікації за цільовими функціями. Запропоновані алгоритми забезпечують верифікацію розроблених математичних моделей за показникам існуючих або перспективних газотурбінних двигунів та ДВЗ. Вказані алгоритми надають можливості коректного налаштування параметрів устаткування дизель-газотурбінних енергетичних комплексів з термохімічною обробкою палива. Математична модель робочого циклу ДВЗ на базі програмного комплексу CHEMKIN забезпечує можливість проводити первинну оцінку ефективності енергоперетворення у робочому циліндрі. Результати оцінки адекватності математичної моделі робочого циклу ДВЗ на базі програмного комплексу CHEMKIN показали задовільне узгодження отриманих результатів з експериментальними даними. Максимальна середньоквадратична похибка розрахункових даних, отриманих на основі моделі, знаходиться у межах 8,5 %.
MATHEMATICAL MODELING OF TEMPERATURE FIELDS ON THE ELEMENTS OF THE STRUCTURE
Scientific look into the future, 2020
Solutions of the problem with moving boundaries based on the task of Cauchy’s problem and iterative methods are proposed. The solution of the corresponding boundary value problems for partial differential equations is reduced to the integration of a system of ordinary differential equations. The results of parametric studies are presented