Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1141522), страница 13

Файл №1141522 Диссертация (Автоматизация многофакторного перспективного моделирования проектных решений систем солнечного теплоснабжения гражданских зданий) 13 страницаДиссертация (1141522) страница 132019-05-31СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Так как принятый к расчету временной интервал не совпадает с интервалом поступления солнечной радиации, принятым в справочнике [24-45], по формуле (2.14), на основеимеющихся почасовых значений солнечной радиации, определяются промежуточные значения с заданным интервалом с помощью метода линейной интерполяции.Температура наружного воздуха tнв напрямую влияет на тепловые потеринаружных элементов системы. Данные о средней температуре воздуха также каки о солнечной радиации представлены в таблицах Научно-прикладного справочника по климату СССР.

Приведены значения для различных интервалов: час, сутки, месяц и год. В связи с этим по формуле (2.15) также производится уточнениепромежуточных значений температуры наружного воздуха.Температура воздуха в помещении tпом принимается постоянной, равной18°C.Суточный объем потребления горячей воды Vсут вычисляется по формуле(2.71). На основе описанного в 2.7 режима потребления горячей воды в будние ивыходные дни определяются значения объемов потребления каждый час суток ивычисляется тепловая нагрузка на ГВС Qпотр по формуле (2.72).

Распределениенагрузки на систему ГВС в течение часа в быту может происходить произвольным образом. Смоделировать процесс потребления в течение каждого часа можноодним из следующих способов:• единовременное потребление в начале часа;• равномерно распределенное потребление в течение часа;• случайное распределение потребления в течение часа.Для моделирования тепловых потерь в элементах системы (см.таблицу 3.1)для каждого из них задаются параметры, указанные в таблице 3.2.79Таблица 3.2 – Параметры элементов системы, оказывающие влияние на тепловые потериЭлемент ССТПараметр элемента ССТВнутренний диаметр участкатрубыДлина участка трубы (с изоляцией)Подающий и обратный трубопроводы(внутренние и наружные участки)Теплопроводность материалаучастка трубыВнутренний диаметр тепловойизоляции на участкеНаружный диаметр тепловойизоляции на участкеЕдиницаОбозначениеизмеренияммВт/м°Cммdн.п.тр.1,dв.п.тр.1,dв.о.тр.1, dн.о.тр.1lн.п.тр, lв.п.тр, lв.о.тр,lн.о.трλн.1, λв.1dн.п.тр.2,dв.п.тр.2,dв.о.тр.2, dн.о.тр.2dн.п.тр.3,dв.п.тр.3,dв.о.тр.3, dн.о.тр.3Теплопроводность материалаизоляции на участкеТолщина стенок внутреннего бакаТеплопроводность материалавнутреннего бакаБак-аккумуляторТолщина тепловой изоляцииТеплопроводность тепловой изоляцииТолщина кожухаТеплопроводность материалакожухаСолнечный коллектор Коэффициент тепловых потерьВт/м°Cλн.2, λв.2мδ1Вт/м°Cλ1мδ2Вт/м°Cλ2мδ3Вт/м°Cλ3Вт/м2°Ck1Указанные в таблице 3.2.

параметры постоянны во времени и являются паспортными характеристиками оборудования и материалов. С учетом перечисленных параметров тепловые потери солнечного коллектора Qпот.кол вычисляются поформуле (2.10), тепловые потери бака-аккумулятора Qпот.б – по формуле (2.30),подающего трубопровода Qпот.п.тр – (2.41), обратного Qпот.о.тр – (2.42).803.3 Алгоритм численного моделирования, обеспечивающий устойчивуюи быструю сходимость итерационного процесса при автоматизации многофакторного перспективного моделирования проектных решений систем солнечного теплоснабжения гражданских зданий3.3.1 Полный алгоритм численного моделированияНелинейное уравнение (2.46) может быть решено с помощью итерационныхметодов нахождения корней.

В рамках данной работы был принят метод Ньютонав силу своей быстрой сходимости [90].Помимо перечисленных в начале главы (таблица 3.1) влияющих параметров,при моделировании работы системы также необходимо учитывать одно из двухсостояний насоса – ВКЛ/ВЫКЛ.Алгоритм метода Ньютона для решения уравнения (2.46) и нахождения корня tгр2 с учетом всех факторов состоит из следующих шагов:1.Вычисляется значение температуры теплоносителя в коллекторе tкол.Приращение температуры теплоносителя в коллекторе ∆tкол зависит от количества теплоты, полученного путем преобразования солнечной радиации коллектором Qкол, Дж, и тепловых потерь коллектора Qпот.кол, Дж, приходящихся на объем теплоносителя в коллекторе Vкол, м3.

Так как на нулевом шаге насос по умолчанию выключен, температура теплоносителя в коллекторе вычисляется исходя изначальной температуры теплоносителя в коллекторе, равной температуре наружно воздуха tнв, °C. На всех последующих этапах при выключенном насосе темпеiратура теплоносителя в коллекторе tколна текущем шаге вычисляется на основеi −1значения температуры теплоносителя в коллекторе tколна предыдущем шаге.При включенном насосе температура в коллекторе вычисляется на основезначения температуры теплоносителя на выходе из теплообменника tгр2 с учетомтепловых потерь на внутреннем Qпот.в.о, Дж, и наружном Qпот.н.о, Дж, участках обратного трубопровода.

Приращение температуры в этом случае рассчитывается не81на объем теплоносителя в коллекторе, а на расход теплоносителяGтнτ, кг, про3600шедшего через коллектор за рассматриваемый интервал времениτ.Так как температура теплоносителя в коллекторе и тепловые потери коллектора зависят друг от друга, производится ряд итераций до достижения условияii −1tкол− tкол≤ 0,01. Выполнение дальнейших итераций для получения большей точ-ности нецелесообразно для такого показателя как температура теплоносителя.2.При условии включения насоса, теплоноситель, нагретый до темпера-туры tкол, транспортируется по трубопроводу, претерпевая тепловые потери нанаружном Qпот.н.п и внутреннем Qпот.в.п участках трубопровода, и принимает температуру tгр1.3.Задается начальное приближение t гр(0)2 , удовлетворяющее условиюtнагр1 < tгр 2 < tгр1 (рисунок 3.2)Рисунок 3.2 – Распределение температур греющей и нагреваемой сред4.Конечная температура в баке-аккумуляторе tнагр2 вычисляется с учетомтепловых потерь и потребления по формуле:=tнагрtнагр1 +2Qгр − Qпот.б − QпотрcнагрVб ρ нагр(3.1)82На значение величины tнагр2 оказывают влияние физические свойства средыcнагр и ρнагр, значение которых напрямую зависит от температуры tнагр2.

В связи сэтим, также как в случае с температурой теплоносителя в коллекторе, произвоii −1дится ряд итераций до достижения условия tнагр.2 − t нагр 2 ≤ 0,015.Вычисляются параметры греющей (νгр, λгр, сгр, ρгр, ωгр) и нагреваемойсреды (νнагр, βнагр, λнагр, снагр, ρнагр) с использованием аппроксимирующих зависимостей (2.53, 2.57-2.61) и (2.62-2.66) соответственно.6.Вычисляются критерии подобия по греющей (Nuгр, Prгр, Prгр.ст, Re) инагреваемой сторонам (Prнагр,Prнагр.ст, Grнагр, Nuнагр) по формулам (2.51-2.52, 2.54)и (2.54-2.56) соответственно.7.Вычисляются коэффициенты теплоотдачи αгр и тепловосприятия αнагрпо формуле (2.49), коэффициент теплопередачи K (2.46), средняя логарифмическая разность температур ∆tln (2.45).8.Вычисляется значение f ( t kгр 2 ) .Значение функции вычисляется по формуле:f ( tгр 2 ) = Qгр − Q = cгр9.Gгр3600(tгр1− tгр 2 ) − KFТО ∆tln(3.2)( )Вычисляется производная функции f ' t kгр 2 .( )Так как f ' t kгр 2является сложной функцией, вычисление ее производной( )имеет многоступенчатый характер.

Производная функции f ' t kгр 2определяетсякак:=f '(t kгр 2 )Gгр3600( c ′ (tгргр1)(− tгр ) − cгр − FТО K′ ∆ t ln + K ∆ t ln′2)(3.3)Входящие в состав f ' ( t kгр 2 ) теплоемкость теплоносителя cгр, логарифмическая разность температур ∆tln, и коэффициент теплопередачи K также являютсяфункциями переменной tгр2, производные каждой из них вычисляются по описанным ниже соотношениям.

Производная функции теплоемкости теплоносителя(45% раствор пропиленгликоля):83∂cгр∂tгр.ср=3,355 =3,355 ⋅ 0,5∂tгр 2∂tгр 2(3.4)В формуле (2.48) для определения логарифмической разности температур,для упрощения дифференцирования дробной функции введем обозначение –lntгр1 − tнагр 2= Y . В итоговом виде производная функции логарифмической разtгр 2 − tнагр1ности температур: ∂tнагр 2 ∂Y− 1 Y − ( tгр1 − tнагр 2 − tгр 2 + tнагр1 ) −∂tгр 2∂∆tln  ∂tгр 2=Y2∂tгр 2(3.5)Производная функции коэффициента теплопередач теплообменника:∂α гр∂α нагр∂tгр 2∂t+ нар гр 222dТОα гр dТО α нагр∂K=2нар∂tгр 2  111dТОln++ rз1 + rз 2 +нар 2dddαlαгрТОcтТОнагрТО(3.6)В формулу (3.6) входят производные коэффициента теплоотдачи теплоносителя αгр и коэффициента тепловосприятия воды αнагр, которые вычисляются поформуле:∂α=∂tгр 2∂Nu∂λλ + Nu∂tгр 2∂tгр 2dТО(3.7)Однако в связи с тем, что режимы течения сред известны, можем записатьпроизводные коэффициента теплоотдачи и коэффициента тепловосприятия в развернутом виде:84∂α нагр∂tгр 2Cn −0 ,75 ∂ Pr=Re0 ,6 Gr n λв Prcт −0 ,25 ) + ( n + 0,25 ) Pr(dб ∂tгр 2∂Gr 0 ,6Re λв Prcт −0 ,25 ++ Pr n+0 ,25  nGr n−1∂tгр 2(3.8) ∂λ∂ Re∂ Prст   Prcт −0 ,25 − 0,25 Re Prcт −1,25+ Gr n  в ( Re0 ,6 Prcт −0 ,25 ) + λв  0,6 Re0 ,6 −1   ∂tгр 2tt∂∂гр 2гр 2   ∂α гр e R ∂ Re=A  m Re m−1Pr 0 ,68 Prс −0 ,25 λтн ) +(∂tгр 2 dТО ∂tгр 2∂ PrPrс −0 ,25 λтн )  ++ Re m 0,68 Pr 0 ,68 −1(∂tгр 2∂ Prc∂λ  λтн + Prс −0 ,25 тн  +  Pr 0 ,68  −0,25 Prс −1,25∂tгр 2∂tгр 2  (3.9)Производные функций коэффициентов теплопроводности рассматриваемыхсред определяются следующими соотношениями.

Характеристики

Список файлов диссертации

Автоматизация многофакторного перспективного моделирования проектных решений систем солнечного теплоснабжения гражданских зданий
Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6546
Авторов
на СтудИзбе
300
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее