Бураков (550672), страница 24
Текст из файла (страница 24)
д. Чем выше информоемкость продукта, тем сильнее надо потрудиться, чтобы повысить его качество, и наоборот, с уменьшением информоемкости качество продукта возрастает на единицу при малых затратах энергии. Для идеальной в термодинамическом смысле системы (при постоянном А) из дифференциального уравнения (78) получаем уравнение состояния в виде П = А(7.
(80) Если система (продукт) располагает двумя разнородными степенями свободы (п = 2), то уравнение состояния выглядит следующим образом: дП =- Ап ЖУ + А„е(Е; ( е(Р= А„йу+ А„ЙЕ. ! Здесь первая строчка относится к явлению качества, а вторая— к любому другому. При наличии и разнообразных явлений, включая явление качества, их связь и взаимное влияние определяются более сложным уравнением состояния вида с=а е(Р; = ~ А„е(Е„ (82) с=1 где ( = 1, 2, ..., и; Р, — интенсиал системы; ń— ее экстенсор. 112 Качество и эффективность и применение ЭВМ Выпишем отдельно первые строчки этих уравнений для энергиала. Получаем с[П = АмЖУ+ Аэее(Ее+ ° + Аэис(Е„ (83) Как видим, на энергиал в общем случае оказывают влияние термические, механические, электрические и прочие явления.
В частном случае из общих уравнений состояния (82) при и = 1 и и = 2 получаются уравнения (78) — (81). Эффект взаимного влияния различных явлений подчиняется закону взаимности (симметрии), определяемому четвертым уравнением [24, с. 19), [25, с. 238) А„= А„или А;, = А„р (84) Эти равенства перекрестных коэффициентов состояния (коэффициентов взаимности) свидетельствуют о том, что данное явление влияет на энергиал в количественном отношении точно так же, как энергиал влияет на данное явление. Процесс переноса энергии в явлениях качества определяется пятым уравнением. Один из наиболее интересных для нас вариантов уравнения переноса имеет вид [24, с. 181, [25, с.
238) 1=рХ, (85) где 1 — удельный поток энергии, переданной через поверхность системы за единицу времени, Вт (имеет смысл переданной мощности); 1 — время, с; р — коэффициент переноса (проводимость), 1/Вт; 1 Х вЂ” действующая на поверхности системы разность энергиалов; Х =6П=П вЂ” П,; П вЂ” энергиал системы; П, — энергиал окружающей среды. Проводимость р представляет собой коэффициент отдачи экстенсора, в данном случае энергии, на поверхности системы (продукта) [22, с.
46], [23, с. 1511, [25, с. 711. Она обратна сопротивлению (Вт); ! х Это уравнение напоминает известное уравнение закона Ома для электрической цепи. Уравнения и иетадвс расчета качества Таким образом, уравнением переноса (85) вводится понятие сопротивления для явлений качества. Однако здесь следует особо подчеркнуть, что сопротивление К ничего общего не имеет с известными понятиями термического и электрического сопротивления. Это хорошо видно из размерности величины )с. Аналогично предыдущему, для избежания путаницы коэффициент [) будем называть информопроводностью, а коэффициент 1с — информосопротивлением.
Из уравнения (85) следует, что информопроводность, или коэффициент информопроводности, численно равен энергии, которая проходит через поверхность системы внутрь или наружу за единицу времени при наличии единичной разности энергиалов между системой и окружающей средой. Чем выше коэффициент [), тем быстрее продукт повышает или понижает свое качество. Уместно обратить внимание на некоторые тонкости механизма переноса в явлениях качества. Как уже говорилось, роль объекта переноса в этих явлениях играет энергия.
Она передается под действием разности энергиалов 8П (или ЛП), причем передача происходит в направлении от большего энергиала к меньшему. Сам же энергиал, нли качество П, подобно температуре, давлению, электрическому и химическому потенциалам, передаваться не может, качество П способно лишь возрастать или уменьшаться в системе. Отсюда следует, что годный продукт, например отливку, можно изготовить только в условиях, когда энергиал (квалификация) персонала и энергиал (совершенство) оборудования превышают потребный энергиал (потребное качество) продукта. Чем больше имеющаяся разность энергиалов между персоналом и оборудованием— с одной стороны и продуктом — с другой, тем быстрее будет изготовлен продукт и выше будет его качество. Если же потребный энергиал продукта больше, чем у персонала и оборудования, тогда годный продукт получить нельзя; процесс пойдет в обратном направлении — будут происходить научение персонала и доводка технологии, а сроки выполнения заказа неизбежно будут сорваны и отодвинуты на период научения.
Интенсивность производственного процесса в значительной степени зависит от информоемкостей и информопроводностей продукта, персонала и оборудования. С уменьшением информоемкости продукта и информосопротивленнй персонала и оборудования производительность труда возрастает. Существует также много других видов проводимостей и сопротивлений, которые с успехом могут быть использованы для наших целей [22, с. 39 — 53). Например, весьма полезна внутренняя проводимость системы 7..
Эта проводимость вводится с помощью следующего уравнения переноса [22, с. 501, [23, с. 151 ), [26, с. 71 ); Лх ' дП (87) Качество и эффективность и применение ЭВМ или в конечных разностях .) =- — 8 — ',", где ) — удельный поток энергии (или удельная мощность), Втсмз; ли, ,[ = —; ага ' в, с1П ап à — площадь сечения системы, м', — и — — градиенты энер' с1х их гнала в этом сечении, 1/и. Для и разнородных явлений, включая явление качества, справедливы уравнения переноса типа линейных уравнений Онзагера [25, с. 71[.
Находим г=в 1,=ХК,Х„, (88) где с = 1, 2, ..., и; 1с — поток экстенсора; Х, — разность интенсиалов. Перван строчка этого уравнения для потока энергии имеет вид 1,=8мбП+[)„Х,+" +бевХгс Отсюда видно, что на поток энергии влияют разности всех и интенсиалов — эпергиалов, температур, давлений и т. д. В частном случае при п = 1 из общего уравнения (88) получается более простое уравнение переноса (85). Взаимное влияние (увлечение) потоков при переносе экстенсоров подчиняется закону увеличения (шестое уравнение) и описывается соответствующим уравнением онзагеровского типа [24, с. 21 [, [25, с. 239 [. Получаем и1е г'21 ьч г еге ' (89) Равенство перекрестных коэффициентов переноса (коэффициентов увлечения) свидетельствует о симметричном характере взаимного влияния потоков различной физической природы.
Первый поток увлекается вторым в количественном отношении точно так же, как второй поток увлекается первым. Наконец, потери или приобретения качества при переносе энергии внутри системы определяются седьмым уравнением, которое выглядит следующим образом [24, с. 22[, [25, с. 239[: (о,=и [п. (90) Аналогом этого уравнения служит уравнение известного закона Джоуля — Ленца для электрических явлений. Условность принятого нами энергетического толкования явлений качества выражается, в частности, в том, что диссипативная Уравнения и метсдм расиема каиесясва работа Щ(Дж) не обязательно полностью превращается в теплоту. Уравнение (90) является последним из числа исходных в термодинамике необратимых процессов. Более подробные сведения обо всех этих уравнениях можно почерпнуть из соответствующих специальных работ (22 — 24, 26).
Качество статической системы. При выполнении практических расчетов часто можно непосредственно воспользоваться указанными дифференциальными уравнениями. Однако иногда возникают задачи, специфика которых не позволяет прямо подставлять нужные параметры технологии в эти уравнения. В таких случаях исходные дифференциальные уравнения используют для вывода других, более сложных уравнений, которые лучше приспособлены для решения возникающих конкретных задач.
Проблема очень существенно упрощается, если весь класс явлений состояния и переноса подразделить на четыре характерные группы, различающиеся особенностями поведения экстенсора, Благодаря этому в исходные дифференциальные уравнения, а также получаемые на их основе расчетные формулы можно внести определенные характерные упрощения, которые резко облегчают решение многих практических задач. В общем случае экстенсор способен находиться в состоянии покоя или перемещения, его величина в системе может оставаться неизменной или изменяться. В соответствии с этим, если экстенсор находится в состоянии покоя и не изменяется со временем, то система именуется равновесной стационарной (статической), соответствующие системы изучаются в статике, Если покой экстенсора сочетается с изменением величины последнего, то система является равновесной нестационарной (статодинамической) и рассматривается в статодинамике.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
