4. Автоматизация расчета процессов теплообмена

в замкнутой системе

4.1. Общие рекомендации для составления программы для ЭВМ

К составлению программы следует приступать после уяснения методики расчета процессов теплообмена в системе.

Программу рекомендуется разрабатывать в виде модульной структуры, с целью упрощения процесса отладки программы.

Перед написанием программы полезно представить алгоритм расчета в виде блок-схемы программы (рис. 3.1), в которой раскрывается структура программы и взаимодействие между подпрограммами и модулями.

Назначение модулей (рис. 3.1)

• Модуль численных методов (MSHM) – содержит подпрограммы численных методов (например, подпрограмму интерполяции методом Лагранжа, метод Гаусса функции определения критериев для расчета критериальных уравнений конвективного теплообмена, функцию возведения в степень и др.).

• Расчетный модуль (RM) – содержит подпрограммы расчета процессов теплообмена по вышеприведенной методике (например, подпрограммы расчета конвективного теплообмена, геометрических характеристик вспомогательной системы, лучистого теплообмена, определения суммарных тепловых потоков и проверки правильности расчетов).

• Графический модуль (MIG) – предполагает использование стандартного графического модуля Graph встроенного в алгоритмический язык Турбо-Паскаль. Графические процедуры и функции модуля Graph предназначены для инициализации и сервисного обслуживания графического режима.

• Прикладной графический модуль (MPG) – - содержат подпрограммы и функции для построения графических зависимостей, которые характеризуют изменения тепловых потоков и температур стенок и теплоносителей по длине системы.

2. Формирование исходных данных и представление результатов расчетов теплового баланса в замкнутой системе

Инструкции по формированию файла и пример файла с исходными данными и представлены ниже.

Инструкция по формированию файла с исходными данными

1-я строка:

m[1,1] – температура теплоносителя в обогревающем спутнике (труба 1), ^С;

m[2,1] – расчетная температура для проектирования отопления, ^С;

m[3,1] – скорость ветра, м/с;

m[4,1] – скорость теплоносителя в обогревающем спутнике, м/с;

m[5,1] – температура воздуха в замкнутой системе, ^С;

2-я строка:

m[1,2]  m[8,2] – соответственно внутренний и наружный диаметры спутника, технологического трубопровода и многослойной теплоизоляционной конструкции, м;

3-я строка:

m[1,3] – общая длина трубопроводной системы, м;

m[2,3] – длина расчетного участка, м;

m[3,3] – температура технологического продукта,

m[4,3]  m[5,3] – соответственно эксцентриситеты спутника и трубопровода с техологическим продуктом, м;

m[1,4]  m[4,4] – максимальное количество элементов в массивах;

m[1,5]  m[10,5] – массив температур воды, ^С;

m[1,6]  m[10,6] – массив плотностей воды, кг/м³;

m[1,7]  m[10,7] – массив коэффициентов линейного расширения воды, 1/С;

m[1,8]  m[10,8] – массив коэффициентов теплопроводности воды, Вт/(м² С); m[1,9]  m[10,9] – массив кинематической вязкости воды, м²/С;

m[1,10]  m[10,10] – массив коэффициентов чисел Прандтля;

m[1,11]  m[10,11] – массив температур технологического продукта, ^С;

m[1,12]  m[10,12] – массив коэффициентов теплопроводности технологического продукта, Вт/(м² С);

m[1,13]  m[10,13] – массив коэффициентов кинематической вязкости технологического продукта, м²/С;

m[1,14]  m[10,14] – массив плотностей технологического продукта, кг/м³;

m[1,15]  m[10,15] – массив значений косинусов, рад;

m[1,16]  m[10,16] – массив значений углов, град;

m[1,17]  m[16,17] – массив температур воздуха, С;

m[1,18]  m[16,18] – массив плотностей воздуха, кг/м³;

m[1,19]  m[16,19] – массив значений теплопроводности воздуха, Вт/(м² С);

m[1,20]  m[16,20] – массив кинематической вязкости воздуха, м²/С;

m[1..6,1..6] – матрица коэффициентов при неизвестных системы линейных алгебраических уравнений полученная из метода поточной алгебры.

Ниже приводится пример файла с исходными данными.