Основной и наиболее трудной проблемой в расчётах процессов конвективной теплоотдачи является нахождение коэффициента теплоотдачи. Современные методы описания процесса конвективной теплоотдачи, основанные на теории пограничного слоя, позволяют получить теоретические (точные или приближённые) решения для некоторых достаточно простых ситуаций. В большинстве же встречающихся на практике случаев коэффициент теплоотдачи определяют экспериментальным путём. При этом как результаты теоретических решений, так и экспериментальные данные обрабатываются методами подобия теории и представляются обычно в следующем безразмерном виде.

В ходе дипломной работы решены следующие задачи:

- изучена теория конвективного обмена в однородной среде;

- изучена теория моделирования процессов конвективного обмена;

- разработана программа на языке программирования Паскаль в среде разработки Borland Delphi 7.0 для расчета стационарно-двумерного температурного поля при течении в трубе.

Список использованных источников

1 Самарский, А.А. Теория разностных схем: Москва: ”Наука”, 1989.- 616 с.

2 Дульнев, Г.Н. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена : Учебное пособие для теплофизических и теплоэнергетических специальных вузов / Г.Н. Дульнев, В.Г. Парфенов, А.В. Сигалов. М.: Высш.шк., 1990. - 207с: ил. ISBN 5-06-000116-4

3 Самарский, А.А. Введение в теория разностных схем: Москва: ”Наука”, 1971.- 552 с.

4 Самарский, А.А. Устойчивость разностных схем / А.А. Самарский, А.А. Гулин. - Москва: ”Наука”,1973.- 532 с.

5 Самарский, А.А. Лекции по теории разностных схем: Москва: ВЦ АН СССР,1969.- 436 с.

6 Тихонов, А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики / А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. - Москва: ”Наука”,197.- 624 с.

7 Годунов, С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы (введение в теорию) / С.К. Годунов, , В.С. Рябенький. - Москва: ”Наука”,1977.- 586 с.

8 Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. Учебник для вузов. М. Высшая школа, 1975.

9 Михайлова М.М. Сборник задач и примеров расчета по теплопередаче. Москва, 1963.

10 Саркисов Г.И. Справочник к курсовым и расчетно-графическим работам по курсу "Теплопередача". Учебное пособие. Москва, 1981.

11 Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Москва, Наука, 1972.

12 Эккерт Э.Р., Дрейк Р.М., Теория тепло- и массообмена, пер. с англ., М. -- Л., 1961

13 Гухман А. А., Применение теории подобия к исследованию процессов тепло- и массообмена (Процессы переноса в движущейся среде), М., 1967

14 Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С., Теплопередача, М., 1969.

15 Бахвалов Н. С., Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. Н. Кобельков. - М.: БИНОМ., 2003. - 632 с.

16 Вержбицкий В. М., Численные методы. Математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения / В.М. Вержбицкий. - М.: Высш.шк., 2001. - 383 с.

17 Турчак Л.И., Основы численных методов. / Л.И. Турчак - М.: Наука, 1987.

Приложение

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls, Buttons;

type

TForm1 = class(TForm)

Pic: TImage;

Button1: TButton;

RG: TRadioGroup;

BitBtn1: TBitBtn;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

Const MAX=1000;

Type

Mas=Array[1..MAX] of Real;

Procedure SYSTRD (Var X,A,B,C,F:Mas; N:Integer);

Var

M,K,I:Integer;

T,S:Real;

G:Mas;

IER:Integer;{ошибка}

Begin

IER:=0;

if N<3 Then

Begin

IER:=1;

Exit;

End;

M:=N-1;

T:=B[1];

X[1]:=-A[1]/T;

G[1]:=-F[1]/T;

For i:=2 to M do

Begin

K:=I-1;

T:=C[i];

S:=B[i]+T*X[k];

x[i]:=-A[i]/S;

G[i]:=-(F[i]+T*G[k])/S;

End;

T:=C[N];

X[N]:=-(T*G[M]+F[N])/(B[N]+T*X[M]);

For k:=1 to M do

Begin

i:=N-K;

X[i]:=X[i]*X[i+1]+G[i];

End;

End;

{ Зависимости от координат скорости }

Function V(R:Real):Real;

Begin

V:=2.0*(1.0-R*R);

End;

{ Зависимости от координат температуры стенки }

Function TW(Z:Real):Real;

Begin

TW:=100;

End;

{ Зависимости от координат плотности теплового потока }

Function QW(Z:Real):Real;

Begin

QW:=500;

End;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

Var

DR,DZ,CR,AL,U0,VC:Real;

NR,NZ,MV:Integer;

IPR,N:Integer;

U,ZV:Mas;

NR1:Integer;

HR:Real;

HZ:Real;

F,R:Real;

A,B,C:Mas;

L,M:Integer;

D:Mas;

Z:Real;

TC:Real;

ALF:Mas;

Kol:Integer;

Begin

{

DR,DZ - радиус и длина трубы

CR,AL - объемная теплоемкость и теплопроводность

U0 - температура жидкости в воде

VC - среняя скорость

NR,NZ - число узлов сетки

MV - число сечений по оси Z, в которых печатается распределение температуры

ZV(MV) - координаты сечений вывода результатов

IPR - признак граничного условия на стенке (1-температура, 2-тепловой поток)

ALF(NZ)-распределение коэффициентов теплоотдачи по длине трубы

}

DR:=200;

DZ:=700.0;

CR:=0.5;

AL:=0.9;

U0:=80.0;

VC:=3.0;

NR:=Round(DR);

NZ:=Round(DZ);

MV:=Round(DZ);

IPR:=RG.ItemIndex+1;

{ Координаты сечений вывода результатов }

For N:=1 to MV do ZV[N]:=N*DZ/MV;

{ Задание температуры во входном сечении }

For N:=1 to NR do U[N]:=U0;

{ Вычисление постоянных коэффициентов для прогонок }

NR1:=NR-1;

HR:=DR/NR1;

HZ:=DZ/(NZ-1);

F:=CR*VC*HR*HR/AL/HZ;

{ Точка на оси трубы }

A[1]:=1.0;

B[1]:=-1.0-F/4*V(0.0);

C[1]:=0.0;

{ Внутренние точки }

For N:=2 to NR1 do

Begin

R:=(N-1)*HR;

A[N]:=(R+HR/2)/R;

C[N]:=(R-HR/2)/R;

B[N]:=-A[N]-C[N]-F*V(R/DR);

End;

{ Точка на стенке }

A[NR]:=0;

B[NR]:=-1;

C[NR]:=0;

if (IPR=2) Then C[NR]:=1.0;

L:=1;

{ Цикл по сечеиням вдоль оси трубы }

For M:=2 to NZ do

Begin

{ Вычисление коэффициентов D[N] для прогонки }

{ Точка на оси трубы }

D[1]:=F*V(0)/4*U[1];

{ Внутренни точки }

For N:=2 to NR1 do

Begin

R:=(N-1)*HR;

D[N]:=F*V(R/DR)*U[N];

End;

{ Точка на стенке }

Z:=(M-1)*HZ;

if IPR=1 Then D[NR]:=TW(Z/DZ);

if IPR=2 Then D[NR]:=QW(Z/DZ)*HR/AL;

{ Решение системы уравнений }

SYSTRD(U,A,B,C,D,NR);

{ Расчет локального коэффициент теплоотдачи }

{ Средняя температура в сечении (TC) }

TC:=0;

For N:=2 to NR do

Begin

R:=(N-1)*HR;

TC:=TC+U[N]*R*V(R/DR)+U[N-1]*(R-HR)*V((R-HR)/DR);

End;

TC:=TC*HR/DR/DR;

{ Коэффициент теплоотдачи }

ALF[M]:=AL*(U[NR]-U[NR1])/HR/(U[NR]-TC);

{Вывод температур на печать}

if (Z>=ZV[L]) Then

Begin

L:=L+1;

// Write(Z:10:3,TC:10:3);

// Writeln;

// For N:=1 to NR do Write(U[N]:10:3);

For N:=1 to NR do pic.canvas.Pixels[M,N]:=round(U[N]*2) mod 255;

End;

End;

// Writeln;

// Writeln;

// Writeln;

{ Печать локальных коэффициентов теплоотдачи }

For M:=2 to NZ do

Begin

F:=ALF[M]*2*DR/AL;

Z:=(M-1)*HZ;

// Write(Z:10:3,ALF[M]:10:3,F:10:3);

End;

End;

end.

Размещено на Allbest.ru