Изучение газодинамики в рабочем пространстве печи высокоточного нагрева при различном количестве загруженных заготовок
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ий Нуссельта)Характеризует соотношение между интенсивностями конвективной теплоотдачи и теплопроводности в пограничном слое потока. Применяется в исследованиях теплообмена при конвекции.Критерий подобия температурных и скоростных полей (Прандтля)Характеризует меру подобия скоростных и температурных полей. Характеризует также свойства теплоносителей. Применяется в исследованиях теплообмена при конвекции.Критерий гравитационного подобия (Фруда)Характеризует соотношение сил инерции и тяжести в однородном потоке.
В приведенных в таблице 1 формулах: - коэффициент теплоотдачи, a - коэффициент температуропроводности, - диаметр, - коэффициент кинематической вязкости, - скорость, - длина, - коэффициент теплопроводности, - ускорение свободного падения.
Основная идея физического моделирования гидродинамических и тепловых процессов в следующем: точное воспроизведение в модели численных значений всех определяющих критериев практически невозможно, поэтому достаточно выбрать хотя бы один, самый важный для данного процесса определяющий критерий [1].
В зависимости от цели исследования выбирается наиболее важный критерий подобия, затем выполняется построение физической модели, подбор параметров среды и других факторов с тем, чтобы в максимальной степени обеспечить равенство критериев подобия в модели и моделируемом процессе (устройстве).
При уменьшенных размерах модели рабочее число Рейнольдса достигается увеличением скорости, уменьшением кинематической вязкости, например, за счет применения другой жидкости. При уменьшении размера модели следует иметь в виду, что при этом, как правило, увеличивается относительная шероховатость, уменьшаются эффекты, связанные с естественной конвекцией и т.д.
Нередко значения критериев подобия выбираются в качестве контролируемых факторов при построении модели. Это часто позволяет сократить количество факторов.
Например, при экспериментальном исследовании процессов теплообмена ищут зависимость величины критерия Нуссельта от величины критерия Рейнольдса в виде:
(3)
Для большинства физических процессов теоретически нет ограничений на выбор константы геометрического подобия. В этих случаях константу подобия нужно выбирать исходя из условий удобства изготовления модели и проведения опытов. Использование установок слишком больших размеров может привести к нежелательному усложнению их изготовления и удорожанию, а также увеличению количества расходуемых материалов. В то же время, применение установок слишком малых размеров может затруднить наблюдение за процессом и проведение опытов вследствие малости зоны процесса, а также усложнить изготовление отдельных мелких узлов.
Необходимо учитывать, что любой эксперимент сопровождается погрешностями (методическими, измерений) и содержит элементы неопределенности (случайности). Проведение повторных опытов не дает полностью совпадающих результатов. Поэтому процедура обработки должна учитывать эти обстоятельства. Обработка результатов включает предварительную обработку результатов экспериментов, вычисление оценок коэффициентов функции отклика и проведение ряда проверок: однородности дисперсии воспроизводимости, адекватности модели и значимости коэффициентов.
1.1.2 Математическое моделирование
Понятие математическое моделирование в последние два - три десятилетия является едва ли не самым распространенным в научной литературе, по крайней мере, в естественнонаучной и технической. Сегодня трудно представить себе проектную или конструкторскую организацию, не использующую в своей практике в той или иной мере математические модели. Все более распространенным и эффективным становится применение математического моделирования в научных исследованиях. Интенсивно разрабатываются математические модели в экономике, управлении, истории, биологии и многих других областях знаний.
С процессом моделирования и различными моделями человек начинает сталкиваться с раннего детства. Так большинство игрушек в большей или меньшей степени воспроизводят (моделируют) отдельные свойства и форму реально существующих предметов и объектов.
Чтобы в дальнейшем четко представлять, о чем идет речь, введем определения некоторых наиболее важных терминов, таких как модель, математическая модель и математическое моделирование.
Чаще всего термин модель используют для обозначения устройства, воспроизводящего строение или действие какого-либо другого устройства (уменьшенное, увеличенное или в натуральную величину) или для обозначения аналога (чертежа, графика, плана, схемы, описания и т.д.) какого-либо явления, процесса или предмета.
К недостаткам термина модель следует отнести его многозначность. В словарях можно найти до восьми различных значений данного термина, из которых в научной литературе наиболее распространены два:
модель как аналог реального объекта;
модель как образец будущего изделия.
Если выделять функции моделей, то основными можно считать следующие четыре:
а) модели как средство познания реального мира;
б) модели как средство передачи информации и средство общения;
в) модели как средство обучения;
г) модели как средство прогнозирования состояния объекта и постановки математических экспериментов [3].
Модели как средство познания реального мира выявляют характеристики объекта, ?/p>