Cтраница 2
Для решения тепловых задач В. С. Лукьяновым [18] разработаны основные принципы гидравлического моделирования и конструкция гидравлического интегратора. [16]
В диапазоне чисел Re - - 0 - - 2100 возможно осуществить построение гидравлического интегратора на принципе использования капилляра ( фиг. [17]
Для оценки предлагаемых расчетных зависимостей было проведено сопоставление результатов аналитических расчетов с данными расчетов на гидравлическом интеграторе В, С. Сопоставление кривых показывает, что результаты расчетов по предлагаемой методике хорошо согласуются с результатами расчетов на гидроинтеграторе. [18]
Ротор был разбит на 34 блока, по геометрическим размерам которых подсчитаны гидравлические параметры и составлена монтажная схема для решения указанной задачи на гидравлическом интеграторе. Было задано несколько вариантов граничных условий на различных участках ротора и проведены решения как при нестационарном, так и при установившемся тепловых режимах. Отметим, что решения проведены для различных случаев повышения температуры окружающей среды. [19]
![]() |
Графики для определения коэффициентов Ф и Ф2. [20] |
Чтобы получить формулы для расчета максимального радиального перепада температуры, возникающего в диске при пуске, а также перепада температуры при установившемся тепловом режиме, было решено 228 задач на гидравлическом интеграторе. [21]
Схема другого гидравлического интегратора с демпфером вязкого трения изображена на фиг. [22]
В современной лаборатории моделирования, занимающейся нестационарными процессами тепло - и массопереноса, необходимо иметь счетно-решающее устройство. Сейчас применяются гидравлические интеграторы, просто и наглядно решающие задачи из этой области. [23]
Во Всесоюзном теплотехническом институте для этой цели был применен гидравлический интегратор конструкции В. С. Лукьянова, принцип действия которого основан на аналогии, существующей между тепловым и гидравлическим процессами. Поясним работу гидравлического интегратора на простом примере. Рассмотрим распределение температуры в бесконечной пластине при нестационарном режиме с заданными значениями температур омывающих ее сред и коэффициентами теплообмена, а также физическими параметрами материала. Выделим из пластины параллелограмм и разобьем его на блоки. Исходя из физических параметров материала, геометрических размеров и значений коэффициентов теплообмена, рассчитываются термические сопротивления между центрами блоков и их теплоемкость. [24]
Их достоинствами являются наглядность решения, простота и общедоступность применения. Основным устройством гидравлического интегратора ИГЛ служит секция - унифицированный блок, содержащий десять узловых точек. Секция представляет собой одномерный интегратор; соответствующим соединением нескольких секций могут быть образованы двух - и трехмерные интеграторы. Их действие основывается на том, что процессы массо - или теплопередачи в исследуемой системе моделируются процессами перетекания воды между узлами секции. При подготовке решения составляется схема гидравлической модели. На ней указываются соединения гидравлических элементов и численные значения их параметров. Основные гидравлические элементы - подключаемые к узлам вертикальные сосуды, уровни воды в которых отмечаются по пьезометрическим трубкам; узлы соединяются между собой гидравлическими сопротивлениями в виде стеклянных трубок. В пьезометрических трубках устанавливают начальные уровни, соответствующие начальным условиям. Изменение уровней в процессе решения задач воспроизводит ход рассчитываемого процесса; в нужные моменты времени процесс приостанавливают поворотом общей рукоятки всех кранов, и положение уровней в пьезометрических трубках фиксируется на миллиметровой бумаге, с указанием времени. В узле установки граничных условий обеспечивается изменение уровня воды в питающем секции сосуде по заданному закону. [25]
Привлечение физических моделей для аналитического решения различных задач явлений переноса может быть расширено использованием аналогий в математическом описании различных процессов переноса. Широкой известностью пользуются электрические и гидравлические интеграторы. В последнее время все шире привлекаются математические счетные машины. [26]
Метод оценки коэффициентов теплообмена в телах сложной формы основан на том, что должны быть получены экспериментально изменения во времени температуры в исследуемом поле и температуры среды. Затем проводятся решения соответствующих задач на гидравлическом интеграторе для рассматриваемого тела, в которых задаются полученные изменения. При решении задач коэффициент теплообмена подбирается таким образом, чтобы результаты расчета совпали с экспериментальными данными. [27]
Естественно, что более сложные задачи теплопроводности с изменением агрегатного состояния решались и решаются лишь в результате развития приближенных методов. Следует указать, как наиболее важные, разработанные Л. С. Лейбензоном методы приближенного решения, позволяющие получить простые решения ряда задач, имеющих практическое значение, и разработанный В. С. Лукьяновым метод гидравлических аналогий, позволяющий получать решения ( посредством применения гидравлического интегратора) практически важных, но весьма сложных задач, в том числе и двухмерных. [28]
Под этим методом моделирования понимается моделирование, основанное на физических аналогиях между электрическими, механическими, тепловыми и другими явлениями. Например, на основе тепловой и электрической аналогий Л. И. Гутенмахер разработал теорию электрического интегратора для тепловых расчетов металлургических и нагревательных печей. На основе тепловой и гидравлической аналогий Г. П. Иванцов разработал теорию гидравлического интегратора для тепловых расчетов металла. [29]
Как показано в предыдущих примерах, гидравлический интегратор позволяет решить широкий круг задач, встречающихся при проектировании и эксплуатации газотурбинных установок. Однако пока не все турбостроительные заводы располагают интеграторами. Поэтому, чтобы облегчить решение таких задач, нами были предложены методы приближенного расчета: на гидравлическом интеграторе решались серии задач; полученные результаты обрабатывались и представлялись в виде простых формул и графиков, удобных для практического использования. Ниже кратко изложены три метода приближенного расчета полей температур, встречающихся при исследовании элементов газовых турбин. [30]