Temperatuuriväljade arvutamine. Temperatuuriväljade arvutamine programmis ELCUT Temperatuuriväljade arvutamise programm

Kasutusala Mahuliste temperatuuriväljade rajamine geoinsenerluses, geotehnikas, geotermias ja kaevandamises igikeltsa termomeetriliste võrkude andmete põhjal. Teadmised igikeltsa tsoonis asuvate insenertehniliste ehitiste – hüdroelektrijaamade, allmaakaevanduste õhuliinide, käitatavate hoonete, igikeltsale püstitatud soojuselektrijaamade – vundamentide kivimite ja pinnaste temperatuuriseisundist on nende ohutu töö tagatis. Programmi ulatuse määrab ka asjaolu, et enam kui 60% Vene Föderatsiooni territooriumist asub geograafiliselt Maa igikeltsa vööndis.

Algoritmi kirjeldus Algoritm on autori skeemi (edaspidi "skeem") arvuline teostus otsese ja tagasisidega klassikalise automatiseeritud juhtimissüsteemi raames. Mõeldud "hajutatud" tüüpi ruumiliselt jaotatud temperatuuriandmete töötlemiseks statsionaarsete olekute muutmise meetodil geotermiliste probleemide lahendamisel aeglaste protsesside jaoks, mis esinevad kõikjal geoinsenerides (eriti arenenud põhja- ja arktilistes piirkondades).

Algoritmi üldelemendid ja mõned programmi tulemused on toodud artiklis.

V.V. Nekljudov, S.A. Velikin, A.V. Malõšev, Igikeltsa tsooni kaevanduste aluste temperatuuriseisundi juhtimine automatiseeritud seire abil, Maa krüosfäär, 2014, nr 4.

Geokrüoloogilise ohutuse tagamiseks igikeltsa tsoonis asuvate insenertehniliste rajatiste töö ajal kasutatakse "skeemis" tõestatud ja usaldusväärseid algoritme "hajutatud" andmete 2D või 3D interpoleerimiseks. Algsed temperatuuriandmed on jagatud kahte plokki:

objekti mahuliste kvaasistatsionaarsete soojusallikate temperatuuriparameetrid: kaevandusšaht, mahuliste ventilatsioonikanalite komplekt, külmutuskolonnide ja termosifoonide süsteem;
mõõtekaevude võrgu temperatuur: vertikaalsed termomeetrilised kaevud ja horisontaalsed kaevud, samuti üksikud temperatuuriandurid külmutussüsteemi sisse- ja väljalaskeava juures.

"Skeem" võimaldab lugeda objekti geomeetriat ja puurkaevude termomeetriliste võrkude geomeetriat, samuti ehitusjooniste elemente, mille järgi moodustatakse temperatuuriandmetega mahuline ruudustik. Pärast 2D või 3D interpoleerimist (valikuline) võimaldab "skeem" kuvada saadud temperatuurikasti teiste (Kliendi soovil) professionaalsete graafikasüsteemide lugemiseks sobivas formaadis.

Objekti esialgne geomeetria "skeemi" jaoks moodustatakse ehitusjooniste järgi tuntud programmis "Surfer".

"Skeem" võimaldab teil:

töötada pikaajaliste (automatiseeritud) vaatluste andmebaasiga ja ehitada nii geokrüoloogilisi temperatuurilõike kui ka külmumis-sulamiskiiruste geokrüoloogilisi lõike nii 2D kui 3D kujul;
hinnata numbriliselt objekti vundamendi muldade ja kivimite mõningaid termofüüsikalisi omadusi (termiline difusioon jne) otse põllul kui lihtsaima soojusülekande võrrandi koefitsiendiülesande lahendust;
ehitada vundamendi mahus ruumilised isotermilised pinnad (maakaevandus), sh. ja dünaamikas, mis võimaldab hinnata faasisiirdepiirkondade ruumilist jaotust ning jõuda vundamendimuldade termodünaamiliste karakteristikute konstrueerimiseni.

"Skeem" annab võimaluse interaktiivseks tööks konstrueeritud temperatuurivälja kuubiga:

liikuda sügavate ja vertikaalsete viilude vahel ühe klõpsuga.
määrake ühe klõpsuga sügavuslõigule lisapunkte, näidates selles uue temperatuuri ja arvutades uuesti selle sügavuslõigu interpolatsiooni.
teostama lühikeste süvendite korrigeerimist ekstrapoleerimisvahemikus.

Autori valikuvõimaluse kasutamine lühikeste kaevude "ekstrapoleerimiseks" pikkade kaevude sügavusele avardab oluliselt mahuliste konstruktsioonide võimalusi geotehnikatööstuses. Kliendi soovil on võimalik kasutada ka muid võimalusi

"Skeem" pakub tootmisarvuti ekraanil (vastavalt olemasolevale pikaajaliste temperatuurimõõtmiste ajaloole) temperatuuri dünaamika "võrguseire" võimalust allmaakaevanduse kõrghoone vundamendi kõigis termomeetrilistes kaevudes. rajatised kaevanduse kohal. See võimalus võimaldab külmutusjaama operaatoril vahetult visuaalselt fikseerida ebanormaalsete temperatuuritrendide ilmnemine praeguses dünaamikas ja reageerida ebastandardsetele olukordadele, seadistades vooluringis täiendavaid parameetreid. tagasisidet ACS-is "termomeetriline süsteem - residentprogramm - külmutussüsteem".

"Skeem" on rakendatud "CPU-arvutuste" versiooni jaoks, kuid selle saab üle kanda "GPU-arvutuste" puhul.

Funktsionaalsus Tüüpiline töödeldavate andmete maht on kuni 8 GB muutmälu Venemaa Föderatsiooni igikeltsa tsooni suurimate allmaakaevanduste jaoks ühe tüüpilise allmaakaevanduse sihtasutuse kohta.

Detail Temperatuurikonstruktsioonid programmi "Thermic" algoritmi järgi on varustatud detailidega kuni temperatuurigradientide saamiseni kuhja ristlõikel, mis on täpne selle kuju järgi - ümmargune või kandiline. Täpsus korralik temperatuuri konstruktsioonid tagatakse kasutatavate temperatuuriandurite täpsusega - tavaliselt kuni sajandikraadini Celsiuse järgi. Viga määrab ka riistvarakomponent. Sellised Thermik programmi algoritmi pakutavad võimalused, mida teistes tuntud geotehnilistes süsteemides hetkel ei ole, võimaldavad operaatoritel hinnata nn. temperatuuri deformatsioonipinged vaiadele ja muudele elementidele (torud jne), et kontrollida nende hävimist.

Tööriistad algoritmi realiseerimine - C++ perekond, kirjeldatud 64bit versioonis - programmeerimiskeskkonnad. See edastatakse kasutajale käivitatava failina.

Lisa D

Temperatuuriväljade arvutamisel põhinev ümbritsevate konstruktsioonide soojusülekande takistuse määramise meetod

D.1. Ümbritsev struktuur on jagatud arvutatud (kahe- või kolmemõõtmelisteks temperatuurijaotuse suhtes) sektsioonideks.

D 2. Soojusülekande vähenenud takistuse määramisel eristatakse statsionaarse kahemõõtmelise temperatuurivälja personaalarvuti (PC) arvutusandmete kohaselt kahte juhtumit:

a) temperatuurivälja arvutamiseks eraldatud uuritav ala on piirdekonstruktsiooni fragment, mille väärtus tuleb määrata;

b) uuritav ala, mille kohta arvutatakse temperatuuriväli, on mõõtudelt väiksem kui analüüsitav piirdekonstruktsiooni fragment.

Esimesel juhul arvutatakse soovitud väärtus valemiga

kus on temperatuurivälja arvutamise tulemusena määratud uuringuala läbivate soojusvoogude summa;

Ja - vastavalt sise- ja välisõhu temperatuur, ° C;

L on uuritava ala pikkus, m.

Teisel juhul määratakse see valemiga

kus on temperatuurivälja arvutamise andmete koostamise käigus uuritavast alast ära lõigatud väliskonstruktsiooni fragmendi homogeense osa pikkus m;

Homogeense ümbritseva konstruktsiooni soojusülekande takistus,.

D.3. Kahemõõtmelise temperatuurivälja arvutamisel joonistatakse valitud ala teatud skaalal ja joonise põhjal koostatakse arvutusskeem, mis lihtsustab seda osadeks ja plokkideks jagamise hõlbustamiseks. Kus:

a) asendada keerulised sektsioonide konfiguratsioonid, näiteks kumerad, lihtsamate vastu, kui sellel konfiguratsioonil on soojustehnika seisukohast vähe mõju;

b) pane joonisele uuritava ala piirid ja koordinaatide teljed (x, y või r, z). Eraldage erineva soojusjuhtivusega alad ja märkige piiridel soojusülekande tingimused. Pange kirja kõik vajalikud mõõtmed;

c) jagada uuringuala elementaarplokkideks, eraldades eraldi erinevate soojusjuhtivuskoefitsientidega sektsioonid. Joonistage skaalal uuritava ala tükeldamise skeem ja pange kirja kõigi plokkide mõõtmed;

d) joonistada uuritav ala tingimuslikus koordinaatsüsteemis x", y", kui kõik plokid on võetud ühesuurusteks. Pange kirja polügoonide tippude koordinaadid, mis piiravad piirkonna erineva soojusjuhtivusega alasid, ja uuritava ala piiriks olevate hulknurkade tippude koordinaadid. Uuringuala lõigud ja piirid on nummerdatud ning piiridel asuvate soojusjuhtivuse, temperatuuride (või soojusvoogude) alade tipud või välisõhu ja soojusülekande koefitsiendid;

e) kasutades kahte joonist, mis on tehtud vastavalt "c" ja "d" ja juhindudes standardsest (tavalisest) paigutuse järjestusest, koostage arvutisse sisestamiseks algandmete arvväärtuste komplekt.

Arvutamise näide 1

Vajalik on määrata lehtmaterjalidest valmistatud kolmekihilise metallist seinapaneeli vähendatud vastupidavus soojusülekandele.

A. Algandmed

1. Paneeli konstruktsioon on näidatud joonisel E.1. See koosneb kahest profileeritud teraslehest soojusjuhtivuse koefitsiendiga 58, mille vahele on paigutatud Rockwool mineraalvillaplaadid tihedusega 200, soojusjuhtivuse koefitsiendiga 0,05. Lehed on omavahel ühendatud terasprofiilidega läbi 8 mm paksuste bakeliseeritud vineerist vahedetailide soojusjuhtivuse koefitsiendiga 0,81.

2. Arvutamisel võeti arvesse järgmisi tingimusi aia külgedel:

väljaspool - ja;

sees - ja .

B. Arvutusprotseduur

Soojusülekande protsessi vaadeldavas konstruktsioonis mõjutavad oluliselt terasprofiilid, mis ühendavad omavahel profileeritud mantlilehti ja moodustavad nn külmasildu. Nende külmasildade purustamiseks kinnitatakse profiilid lehtede külge vineerist vahetükkide kaudu. Temperatuurivälja arvutamiseks saab valida konstruktsiooni lõigu, mille keskel on ribi.

Vaadeldava lõigu temperatuuriväli on kahemõõtmeline, kuna temperatuurijaotus kõigil konstruktsiooni ristlõiketasandiga paralleelsetel tasapindadel on ühesugune. Põhiosas asuvad profiilid on üksteisest 2 m kaugusel, seega saab arvutuses arvesse võtta selle vahemaa keskel asuvat sümmeetriatelge.

Uuritav ala (joonis D.1) on ristküliku kujuga, mille kaks külge on hoone välispiirete loomulikud piirid, millele on seatud tingimused soojusvahetuseks keskkonnaga, ja ülejäänud kaks on sümmeetriateljed. , millele saab seada täieliku soojusisolatsiooni tingimused, s.o. soojusvoog OX-telje suunas, võrdne nulliga.

Selle lisa D.Z järgi arvutamiseks mõeldud uuringuala jaotati 1215 ebaühtlaste intervallidega elementaarplokiks.

Arvuti kahemõõtmelise temperatuurivälja arvutamise tulemusena saadi ümbritsev konstruktsiooni arvutatud osa läbiv keskmine soojusvoog, mis võrdub Q = 32,66 W. Arvutatud ala pindala on A = 2.

Valemi (D.1) kohaselt arvutatud fragmendi vähenenud vastupidavus soojusülekandele

Võrdluseks, valemiga määratud soojusülekande takistus väljaspool soojusjuhtivust on võrdne:

Temperatuur sisepind soojusjuhtivuse tsoonis on see arvuti arvutuse kohaselt 9,85 °C. Kontrollime kondensaadi sademete seisukorda kell ja . Vastavalt lisale L on kastepunkti temperatuur kõrgem kui pinnatemperatuur piki soojust juhtivat inklusiooni, seetõttu tekib välisõhu projekteerimistemperatuuril -30 °C kondenseerumine ja projekt vajab lõplikku viimistlemist.

Välisõhu arvestuslik temperatuur, mille juures kondenseerumist ei teki, tuleks määrata valemiga

D.4. Statsionaarse kolmemõõtmelise temperatuurivälja probleemide lahendamise ettevalmistamisel viiakse läbi järgmine algoritm:

a) vali arvutuseks vajalik ümbritsev konstruktsiooni sektsioon, mis on temperatuurijaotuse suhtes kolmemõõtmeline. Skaalale joonistatakse kolm ümbritsev konstruktsiooni projektsiooni ja kõik mõõtmed on märgitud;

b) koostada arvutusskeem (joonis D.2), joonestades aksonomeetrilise projektsiooni ja kindlas mõõtkavas uuritava osa ümbritsevast konstruktsioonist. Sel juhul asendatakse sektsioonide keerulised konfiguratsioonid lihtsamatega, mis koosnevad rööptahukatest. Sellise asendamise korral on vaja arvestada konstruktsiooni detailidega, mis mõjutavad soojustehnikat. Joonisele kantakse uurimisala piirid ja koordinaatide teljed, eristatakse rööptahukatena erineva soojusjuhtivusega alad, märgitakse soojusülekande tingimused piiridel ja pannakse kirja kõik mõõdud;

1 - mineraalvillaplaat, 2 - profileeritud terasprofiil, 3 - terasprofiil; 4 - vineeripadi

Joonis D.1 – lehtmaterjalidest kolmekihilise paneeli ehitus
ja õppeala joonistamine

c) jagada uuritav ala elementaarseteks rööptahukateks XOY, ZOY, YOZ koordinaattasanditega paralleelsete tasapindade kaupa (joonis E.2), eraldades eraldi erineva soojusjuhtivusega lõigud, koostada skeem, kuidas jaotada uuritava ala elementaarseteks rööptahukateks skaalal ja pane mõõtmed kirja;

d) joonestada kolm uuringuala projektsiooni koordinaattasanditele kokkuleppelises koordinaatsüsteemis x, y, z, kasutades skeeme, mis on koostatud vastavalt punktidele "b" ja "c". Kui võtta kõik elementaarsed rööptahukad sama suurusega, pane üles paralleelseinaliste tippude koordinaadid projektsioonid, mis piiravad piirkonna erineva soojusjuhtivusega alasid, ja tasandite projektsioonid, mis moodustavad uuringuala piirid. Märkige alla soojusjuhtivuse väärtused, temperatuur neid ümbritseva õhu piirid ja soojusülekandetegurid;

e) koostada algandmete kogum, kasutades skeeme "b", "c", "d" arvutisse sisestamiseks.

Arvutamise näide 2

Määrake raudbetoonvooderdistest valmistatud kombineeritud katusepaneeli vähenenud vastupidavus soojusülekandele.

Joonis D.2 – kombineeritud katusepaneeli projekt (a) ja kombineeritud katusepaneeli (b) konstruktsiooni arvutusskeem

A. Algandmed

1. Kombineeritud katusepaneeli (joonis E.2) kujundus mõõtmetega 3180x3480x270 mm kujutab ristlõikega kolmekihilist kesta. Välis- ja sisekiht paksusega 50 ja 60 mm on valmistatud raudbetoonist soojusjuhtivuse koefitsiendiga 2,04. Keskmine soojusisolatsioonikiht on vahtpolüstüreenplaatidest soojusjuhtivuse koefitsiendiga 0,05. Igal kestal on 60 ja 40 mm paksused ribid, mis on üksteisega 700 mm kaugusel paralleelsed ja ulatuvad soojusisolatsioonikihi keskele. Korpuste ribid on üksteisega risti ja seega külgneb ühe kesta iga ribi teise kesta ribiga 60x40 mm platvormil.

Hoonepiirete puhul on tasane temperatuuriväli tüüpiline, kui need sisaldavad karkassielemente, sillusi jms, kui nende pikkus ületab oluliselt piirde paksuse.

Soojusülekande protsessi vaadeldavas konstruktsioonis mõjutavad oluliselt soojust juhtivad lisandid, näiteks terasprofiilid, mis moodustavad niinimetatud "külmasildu". Nende külmasildade lõhkumiseks ühendatakse profiilid konstruktsiooniga näiteks vineerist tihendite kaudu. Temperatuurivälja arvutamiseks on võimalik valida sarnane struktuuri osa. Vaadeldava lõigu temperatuuriväli on kahemõõtmeline, kuna temperatuurijaotus kõigil konstruktsiooni ristlõiketasandiga paralleelsetel tasapindadel on ühesugune. Põhiosas asuvad profiilid on üksteisest 1, 2, ..., x, m kaugusel (joonis 3).

Vähendatud soojusülekandetakistuse määramisel m 2,o C / W, vastavalt statsionaarse kahemõõtmelise temperatuurivälja personaalarvuti (PC) arvutusandmetele, uuritav ala, mis on eraldatud temperatuurivälja arvutamiseks, on katkend ümbritsevast struktuurist, mille väärtus on vajalik määrata.

Soovitud väärtus

kus ∑Q on uuringuala läbivate soojusvoogude summa W/m 2 , mis on määratud temperatuurivälja arvutamise tulemusena;

t int , t ext - vastavalt sise- ja välisõhu temperatuur, o C;

L on uuritava ala pikkus, m.

Kahemõõtmelise temperatuurivälja arvutamisel joonistatakse valitud ala skaalal ja joonise põhjal koostatakse arvutusskeem, mis lihtsustab seda osadeks ja plokkideks jagamise hõlbustamiseks.

Kus:

Asendage sektsioonide keerulised konfiguratsioonid lihtsamate vastu, kui sellel on soojustehnika seisukohast vähe mõju;

Joonisele kantakse uuritava ala piirid ja koordinaatteljed (x, y või r, z). Eraldage erineva soojusjuhtivusega alad ja märkige piiridel soojusülekande tingimused. Pange kirja kõik vajalikud mõõtmed;

Uuringuala on jagatud elementaarplokkideks, eraldades eraldi erinevate soojusjuhtivuskoefitsientidega sektsioonid. Joonista-

skaleerida õppeala tükeldamise skeem ja panna kirja kõikide plokkide mõõtmed;

Uuritav ala joonistatakse tingimuslikus x’, y’ koordinaatsüsteemis, kui kõik plokid on võetud ühesuurused. Pange kirja hulknurkade tippude koordinaadid, mis piiravad piirkonna erineva soojusjuhtivusega alasid (joonis 4).

Joonis 3 - Kahemõõtmelise ruudustiku sõlmede paigutus arvutamiseks

temperatuuriväli

Tasase temperatuurivälja diferentsiaalvõrrandil on järgmine kuju:

Ð 2 t/Ðx 2 = Ð 2 t/Ðy 2 . (3.2)

Selle võrrandi integreerimine üldisesse vormi on väga keeruline ülesanne. Asja teeb veelgi keerulisemaks erinevate soojusjuhtivuskoefitsientidega materjalide olemasolu valdkonnas. Lõplikes erinevustes võrrandi lahendamisel on ülesanne oluliselt lihtsustatud. Sel juhul asendatakse diferentsiaalvõrrand lineaarsete võrrandite süsteemiga, milles tundmatud on soovitud funktsiooni väärtused ruudustiku sõlmedes asuva välja punktides, mis koosnevad küljega ruutudest. aktsepteeritud suurusest Δ.

Lõplike erinevuste korral on võrrandil järgmine kuju:

τ xx +τ yy =0, (3.3)

kus τ xx ,τ yy on vastavalt funktsioonide τ teised lõplikud erinevused x ja poolt y .

Kirjutades need üksikasjalikult välja, saame (joonis 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.

Lahendades saadud võrrandi τ x , y jaoks, saame:

τ x , y = (τ x + Δ , y + τ x - Δ , y + τ x , y + Δ + τ x , y - Δ )/4,

need. ühtlases väljas peab temperatuur ruudustiku igas sõlmes olema võrdne nelja naabersõlme temperatuuride aritmeetilise keskmisega.

Vaatleme sõlme temperatuuriga τ x , y . Ruut, mille keskel see sõlm asub, võtab (või eraldab) soojust suunaga punktidesse, mis asuvad võrgu neljas naabersõlmes ja millel on temperatuur

τ x + Δ , y , τ x - Δ , y , τ x , y + Δ , τ x , y - Δ . Ümberlõigatud ruudu poolt ümbritseva materjaliga vahetatud soojushulk x,y punktid, ei sõltu mitte ainult naabersõlmede temperatuurist, vaid ka soojusülekandetegurite väärtusest punktide x, y ja nende punktide vahel asuvate võre keermete suunas. Tähistades soojusülekande koefitsiente tähtedega k vastavate indeksitega, saame:

2- soojushulk, mis suunatakse edasi sõlm x,y sõlmele temperatuuriga τ x - Δ , y

Q 1 \u003d (τ x, y - τ x - Δ, y) k x - Δ; (3.4)

2- soojushulk, mis kantakse suunas sõlmest x, y sõlme temperatuuriga τ x , y + Δ

Q 2 \u003d (τ x, y - τ x, y + Δ)k y + Δ; (3.5)

2- soojushulk, mis kantakse suunas sõlmest x, y sõlme temperatuuriga τ x + Δ , y

Q 3 \u003d (τ x, y - τ x + Δ, y)k x + Δ; (3.6)

2 - sõlmest suunas ülekantud soojushulk x,y sõlmele temperatuuriga τ x , y - Δ

Q 4 \u003d (τ x, y - τ x, y - Δ)k y - Δ. (3.7)

Soojusbilansi tingimusest peab nende soojuskoguste summa olema võrdne nulliga, s.o.

(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 =

=(τx, y - τx, y - Δ)k y - Δ =0.

Lahendades selle võrrandi τ x , y jaoks, saame lõpuks tulemuse

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)

Seda see on üldine valem temperatuuri arvutamiseks kõigis võrgusõlmedes.

Lahendus tuleks teha numbrilise meetodi abil, arvutades järjestikku temperatuuri igas punktis. Arvutamine toimub seni, kuni väärtuste erinevus igas punktis praeguses ja eelmises arvutusetapis ei ületa määratud täpsust.

Arvutuste arvukuse tõttu on soovitav kahemõõtmeline temperatuuriväli arvutada arvutitehnoloogia abil. Arvutamine toimub HVAC osakonna programmi abil.

Näide

Vajalik on määrata temperatuurijaotus ja vähenenud takistus soojusülekandele ebahomogeenses struktuuris (joonis 4).

Esialgsed andmed

Disain koosneb kahest materjalist: hoone välissein on valmistatud telliskivi soojusjuhtivuse koefitsiendiga 0,81 W / (m ° C) ja põrandad raudbetoonplaadist soojusjuhtivuse koefitsiendiga 2,04 W / (m ° C). Arvutamisel võetakse arvesse järgmisi tingimusi tara külgedel:

väljaspool - t exl = -30 °С; αext = 23 W/(m 2 °C), (5)

sees - t int \u003d 20 ° С; ja int = 8,7 W/(m 2 °C), (4).

Arvutusprotseduur

Vaadeldava lõigu temperatuuriväli on kahemõõtmeline, kuna temperatuurijaotus kõigil konstruktsiooni ristlõiketasandiga paralleelsetel tasapindadel on ühesugune.

Temperatuurivälja arvutused tehakse iteratsioonimeetodil järgmiselt.

Need on eelnevalt seatud suvaliste temperatuuriväärtustega kõigis võrgusõlmedes. Seejärel arvutatakse vastavalt valemile järjestikku temperatuuri väärtus kõigis sõlmedes, asendades eelmised temperatuuriväärtused saadud temperatuuriväärtustega, kuni temperatuur välivõrgu igas sõlmes vastab vastavatele võrranditele antud õhutemperatuuridel. üks ja teine pool tara (joon. 5).

Protsessi saab lugeda lõppenuks ainult siis, kui temperatuurid jäävad antud täpsuse piires konstantseks kõikides võrgusõlmedes. Arvutamise kestus sõltub sellest, kui õigesti algtemperatuurid seadistati.

Joonis 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

Algoritmi üldelemendid ja mõned programmi tulemused on toodud artiklis.

V.V. Nekljudov, S.A. Velikin, A.V. Malõšev, Igikeltsa tsooni kaevanduste aluste temperatuuriseisundi juhtimine automatiseeritud seire abil, Maa krüosfäär, 2014, nr 4.

objekti mahuliste kvaasistatsionaarsete soojusallikate temperatuuriparameetrid: kaevandusšaht, mahuliste ventilatsioonikanalite komplekt, külmutuskolonnide ja termosifoonide süsteem;
mõõtekaevude võrgu temperatuur: vertikaalsed termomeetrilised kaevud ja horisontaalsed kaevud, samuti üksikud temperatuuriandurid külmutussüsteemi sisse- ja väljalaskeava juures.

Objekti esialgne geomeetria "skeemi" jaoks moodustatakse ehitusjooniste järgi tuntud programmis "Surfer".

"Skeem" võimaldab teil:

töötada pikaajaliste (automatiseeritud) vaatluste andmebaasiga ja ehitada nii geokrüoloogilisi temperatuurilõike kui ka külmumis-sulamiskiiruste geokrüoloogilisi lõike nii 2D kui 3D kujul;
hinnata numbriliselt objekti vundamendi muldade ja kivimite mõningaid termofüüsikalisi omadusi (termiline difusioon jne) otse põllul kui lihtsaima soojusülekande võrrandi koefitsiendiülesande lahendust;
ehitada vundamendi mahus ruumilised isotermilised pinnad (maakaevandus), sh. ja dünaamikas, mis võimaldab hinnata faasisiirdepiirkondade ruumilist jaotust ning jõuda vundamendimuldade termodünaamiliste karakteristikute konstrueerimiseni.

"Skeem" annab võimaluse interaktiivseks tööks konstrueeritud temperatuurivälja kuubiga:

liikuda sügavate ja vertikaalsete viilude vahel ühe klõpsuga.
määrake ühe klõpsuga sügavuslõigule lisapunkte, näidates selles uue temperatuuri ja arvutades uuesti selle sügavuslõigu interpolatsiooni.
teostama lühikeste süvendite korrigeerimist ekstrapoleerimisvahemikus.

"Skeem" pakub tootmisarvuti ekraanil (vastavalt olemasolevale pikaajaliste temperatuurimõõtmiste ajaloole) temperatuuri dünaamika "võrguseire" võimalust allmaakaevanduse kõrghoone vundamendi kõigis termomeetrilistes kaevudes. rajatised kaevanduse kohal. See võimalus võimaldab külmutusjaama operaatoril vahetult visuaalselt fikseerida ebanormaalsete temperatuuritrendide ilmnemine praeguses dünaamikas ja reageerida ebastandardsetele olukordadele, seades ACS-i "termomeetrilise süsteemi - residentprogrammi - külmutussüsteemi" tagasisideahelasse täiendavad parameetrid. ".

"Skeem" on rakendatud "CPU-arvutuste" versiooni jaoks, kuid selle saab üle kanda "GPU-arvutuste" puhul.

Tööriistad algoritmi realiseerimine - C++ perekond, kirjeldatud 64bit versioonis - programmeerimiskeskkonnad. See edastatakse kasutajale käivitatava failina.

Seoses SP 50.13330.2013 jõustumisega jaotises Energiatõhusus on temperatuuriväljade arvutamise tulemuste põhjal vaja määrata soojusülekande vähenenud takistus. Need arvutused nõuavad juba teatud ekspertiise, kuigi eksperdid ise ei saa sellest midagi aru.

TP arvutamist tundub olevat võimalik teostada erinevates programmides (sellest oli foorumis juttu). Kuid enamikku neist programmidest on tavalistel arhitektidel ja inseneridel väga raske omandada. Sellise programmi nõuded saate sõnastada:
1. See peaks tegema seda, mis on vajalik vähendatud takistuse arvutamiseks vastavalt SP 50-le ja võimalusel mitte midagi lisama.

2. Programm peaks olema masterdamiseks kättesaadav tavalisele insenerile või arhitektile, kellel pole aega veeta poolt oma elust mingit tarkvarakoletist nagu ANSYS.

3. Programmil peab olema venekeelne liides.

4. Programmid peaksid olema hästi dokumenteeritud ja neil peab olema abisüsteem.

5. Programmi saab alla laadida vähemalt testimiseks enne ostmist.

Tundub, et nendes nõuetes pole midagi erilist? Kuid nende täitmine pole nii lihtne. Näib, et selliseid programme peaks olema palju. Ja tundub, et neid on palju, aga valida pole millegi vahel. Saate Internetist otsida ja ise proovida.

Toome aga ühe sellise programmi näite. See on ELCUT. See vastab enamikule (kuid mitte kõigile) meie tingimustele.

1. ELCUT suudab üsna hästi teha temperatuuriväljade arvutusi, kuigi teeb palju muud kasulikku, aga meil pole neid vaja.

2. ELCUT on lihtne omandada. Esimest korda kohtudes võite kulutada arvutamisele pool päeva, seejärel - maksimaalselt pool tundi.

3. ELCUTil on venekeelne liides.

4. ELCUT on varustatud suurepärase abisüsteemi ja täiendavate õppevideotega.

5. ELCUTil on tasuta "õpilase" versioon, millest piisab meie probleemide lahendamiseks. "Õpilase" versioonis on arvutusvõrgu sõlmede arv piiratud, kuid meie sarnaste probleemide jaoks on see täiesti piisav - peate lihtsalt sõlmede sammu mõistlikult määrama.

Olles selle programmiga tegelenud, kirjutasin selle kohta väikese dokumentatsiooni koos lahtivõtmisega juhtumiuuring arvutus. Ja ka seda, kuidas kasutada selle arvutuse tulemusi punkti 10.1 seletuskirjas nii, et ükski ekspert ei mõtlekski "tekitada".

Kommentaarid

Kommentaarid 1-4/4

Arvutamine linnukese huvides kontrollimisel. Hirm ja õudus...

Aitäh

Täname teid raske töö eest!

Tsitaat:

Postitus #2 autor fylosov
Täname teid raske töö eest!
Enda jaoks, lahendades paar lihtsat näidet, sain aru, et ELCUT hindab soojuskadu 2 korda üle. Kas see on viga või omadus – pole aega ega tahtmist välja uurida.
Teie näites on lahknevus samuti ligikaudu kahekordne.

Ma ei hinda rohkem ega vähem. Temperatuuriväljade arvutamise mis tahes programmis kuvatav soojusvoo väärtus sõltub ainult sellest, millise piirdeelemendi (selle suuruse) määrab kasutaja. ELCUTis tehakse seda täpsustades, teistes programmides "serva" määramisega. Ja tumm saab teha nii, nagu sulle meeldib – ja sättida 2 korda rohkem ja 4 korda vähem.

Teoreetiliselt oleks ühisettevõte (kuna nad kehtestasid kohustusliku TP arvutamise) nõuded selgelt välja tooma. Ja seal pole midagi - üks pilt, mille päritolu on üldiselt teadmata.
Hirm ja õudus...
Nii et peagi jõuab energiatõhusus lehtede arvu poolest turvalisusele järele (ja möödub). keskkond(~300 lehte taldrikuid 7-8 kirjas)
Kui on mitu hoonet, siis tuleb neid juurde. Ja selle määrab P87 ise. Kõikjal on vaja "õigustust". Sellest lähtuvalt nõuavad üleliia innukad ja põhjalikud eksperdid iga näitaja arvutamise käigu "numbrite järgi maalimist" – kust see tuli, nagu nad arvasid. Kui ootuspäraselt oleks tulemused antud märkuses ja "põhjendused" arhiivis, oleks maht väiksem. Aga need nõuaks ikkagi arvutusi ja need tuleb veel koostada.

Ja P87 muudatuste sisseviimisega läheb veelgi hullemaks – see ei ole enam üks lõik, vaid pea igas jaotises "peatükk".