Инженерное оборудование зданий и сооружений. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
К теории моделирования систем отопления
Статья научная
Рассматриваются варианты структуры математической модели отопительного прибора. Оценено качественное и количественное различие моделей. Отмечены специфические особенности моделей, позволяющие улучшить управление процессами системы теплоснабжения.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы формального (математического) описания процессов в термопарах как с позиций механизма контактной термо-ЭДС, так и с позиций эффекта Томсона. Показано, что конечные соотношения с точностью до обозначений получаются одинаковыми для обоих механизмов.
Бесплатно
К теории управления режимами централизованного теплоснабжения
Статья научная
Приводится детальная «расшифровка» процедуры вывода алгоритмов, предложенных Е.Я. Соколовым для регулирования систем теплоснабжения. Анализируются особенности данного подхода к решению задачи регулирования.
Бесплатно
Метод определения реальных теплопотерь существующих строительных объектов
Статья научная
Настоящая статья посвящена вопросам энергосбережения, в частности проблемам повышения энергоэфективности современных зданий путём экспериментального исследования теплофизических свойств (ТФС) материалов с целью устранения повышенных теплопотерь через ограждающие конструкции. На основе анализа существующих методов определения ТФС материалов представлен разработанный авторами алгоритм для определения реальных теплопотерь исследуемого объекта. Описана работа установки для определения ТФС (коэффициент теплопередачи, сопротивление теплопередаче и удельная тепловая характеристика) исследуемого объекта. Приведены формулы, требуемые для проведения расчёта ТФС. Представлены экспериментальные результаты исследования. Описаны основные достоинства разработанной установки.
Бесплатно
Моделирование нестационарных процессов в газопроводах
Статья научная
Рассматривается проблема моделирования переходных процессов в газопроводах, вызванных, в частности, резким закрытием регулирующего клапана. Методом Фурье найдены решения ряда задач. Приводятся результаты вычислений для конкретных эксплуатационных ситуаций.
Бесплатно
Моделирование пластинчатого теплообменника. Исследование эксплуатационных режимов
Статья научная
С помощью метода последовательных приближений разработана математическая модель пластинчатого теплообменника, позволяющая определять его основные характеристики. На основе модели разработана программа, позволяющая исследовать работу пластинчатого теплообменника. Построены графики различных эксплуатационных режимов. Исследовано влияние загрязнений на режим работы пластинчатого теплообменника.
Бесплатно
Настройка импульсных погодных регуляторов отопления зданий
Статья научная
Рассматривается задача настройки импульсных погодных регуляторов, рекомендуемых для исключения «перетопов» зданий при избыточной мощности систем отопления как при «плохом» температурном графике, так и в период его «срезки», а также и при некачественной настройке нерегулируемых узлов смешения. Показано, как в этом случае следует вычислять скважность и период следования управляющих импульсов. Скважность управляющих импульсов определяется по результатам измерения либо температуры сетевой воды и ее расхода, либо температуры теплоносителя на входе системы отопления и его расхода в ней. Период следования управляющих импульсов выбирается, исходя из требуемого качества регулирования в установившемся режиме. При этом учитываются как теплозащитные свойства отапливаемых зданий, так и характеристики их систем отопления. Проведен качественный анализ зависимостей скважности и периода следования управляющих импульсов от влияющих факторов. Приведено сравнение полученных результатов с ранее известными в литературе данными, показана близость их конечных результатов. Отмечено, что использованный в работе подход к решению задачи, в отличие от ранее применяемых, является более «прозрачным» и простым. Рассмотрены схемы двух вариантов технической реализации импульсной системы управления. Результаты работы могут быть использованы при автоматизации систем отопления с нерегулируемыми узлами смешения, в частности, для систем отопления с элеваторным присоединением.
Бесплатно
Статья научная
В процессе решения задачи повышения эффективности автоматизации управления системой отопления разработана и оптимизирована адаптивная модель для краткосрочного локального прогнозирования температуры наружного воздуха. При работе данной модели и длительном прогнозировании высок риск возникновения и накопления ошибки. Для минимизации данных рисков разработан дополнительный адаптационный механизм с помощью нейросети, построенной по схеме персептрона Розенблата. В качестве способа обучения использован алгоритм обратного распространения ошибки как наилучший метод для постоянного улучшения и обучаемости сети с течением времени. На основании построенной модели проведены численные эксперименты по прогнозированию температуры в течение года. Проведен анализ и сравнение результатов, определено влияние различных характеристик нейросети на качество получаемого прогноза.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние расположения теплоизоляционного материала в наружном ограждении на теплоинерционные свойства здания. Определены постоянные времени при различных компоновках теплоизоляционного слоя в конструкции наружной стены.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача выбора структуры математической модели отопительных приборов и систем для целей разработки алгоритмов централизованного регулирования теплоснабжения. На основе детального анализа существа процесса определена предпочтительная структура модели. Показано, что отмеченная структура отличается простотой и обеспечивает незначительную разность температурных графиков, рассчитанных по классическому и усовершенствованному алгоритмам регулирования процесса теплоснабжения. Результаты работы могут быть использованы при создании алгоритмического обеспечения автоматизированных систем управления централизованным теплоснабжением.
Бесплатно
Об одном решении задачи построения динамической математической модели отопительных приборов и систем
Статья научная
Рассматривается задача структурной и параметрической идентификации математической модели отопительных приборов и систем. Приводятся результаты настройки модели на экспериментальные данные.
Бесплатно
Об определении скважности и периода при импульсном режиме отопления зданий
Статья научная
Рассматриваются вопросы определения параметров импульсного режима отопления, при котором обеспечивается заданное качество поддержания комфортной температуры в зданиях. Приводятся простые аналитические соотношения для определения скважности и длительности периода управляющих импульсов.
Бесплатно
Об оптимальной температуре теплоносителя в теплотранспортных системах
Статья научная
Рассматривается проблема выбора оптимальной температуры теплоносителя по критерию минимума затрат электрической энергии на перекачку и сокращения тепловых потерь при его транспортировке по теплопроводам. Задача решена до конца аналитическим методом, получена формула, позволяющая определить оптимальную температуру теплоносителя. Приведены результаты расчета оптимальной температуры для конкретных условий.
Бесплатно
Обезвоживание осадков, образующихся при реагентном разложении отработанных эмульсионных жидкостей
Статья научная
Представлены результаты исследований по механическому обезвоживанию осадка, образующегося при разложении отработанной эмульсионной жидкости твердофазным реагентом на основе модифицированной бентонитовой глины и флокулянтами. Осадки на основе эмульсионных жидкостей, образующиеся на металлургических и машиностроительных предприятиях, в жидком виде, как правило, сбрасывают в «грязные» оборотные циклы водоснабжения промпредприятий. Это недопустимо, поскольку приводит к накоплению в них твердой фазы. Представлены результаты лабораторных экспериментов по обезвоживанию данного осадка методом фильтрования в гравитационных условиях, под вакуумом и избыточным давлением с использованием флокулянтов различного действия. Моделирование работы технологического оборудования произведено в соответствии с общеизвестными методиками. Наилучшие результаты были получены при фильтровании осадка на моделях барабанного вакуум-фильтра и камерного фильтр-пресса. Приведены основные технологические параметры работы промышленного обезвоживающего оборудования, определенные по результатам лабораторных экспериментов и рекомендации по выбору технологии механического обезвоживания рассматриваемого осадка. Приведенные данные могут быть использованы при проектировании очистных сооружений производственных сточных вод предприятий металлургического и машиностроительного комплексов.
Бесплатно
Обработка осадков сточных вод гальванических производств
Статья научная
В процессе очистки сточных вод гальванических производств всегда образуются осадки, состав и количество которых зависят от химического состава и расхода сточных вод и методов их обработки. В работе освещены апробированные в практике методы подготовки таких осадков к утилизации. Описано получение из химнеликвидов, гальванических и аккумуляторных электролитов антисептического состава для древесины и двухкомпонентного состава для одновременного антисептирования и тонирования древесины под красное дерево. Приведен способ переработки осадков сточных вод гальванических производств в концентраты цветных металлов, пигментные пасты, а также раскисляющие добавки для металлургической выплавки меди. В работе также представлена технология извлечения цветных металлов из осадков сточных вод гальванических производств методом выщелачивания соляной кислотой и аммиачной водой. В процессе такой обработки первоначально из осадков готовят суспензию с определенным соотношением твердой фазы к жидкой, затем ее последовательно обрабатывают соляной кислотой и аммиачной водой. После образования растворимых аммиачных комплексов меди, цинка, железа и др. суспензию подают в фильтр, в котором она разделяется на осадок и фильтрат, содержащий указанные аммиачные комплексы. Далее фильтрат нагревают для удаления газообразного аммиака и образования суспензии, содержащей оксиды и гидроксиды цветных металлов. Полученную суспензию фильтруют; осадок (концентрат металлов) сушат, после чего направляют его на склад готовой продукции и далее на предприятия цветной металлургии; фильтрат отводят на очистные сооружения химически загрязненных сточных вод для нейтрализации.
Бесплатно
Оптимизация микроклимата в православном храме методом числового моделирования воздушных потоков
Статья научная
Несмотря на строгие правила проектирования и устройства культовых сооружений, зачастую в современных храмах возникают определенные проблемы с отоплением и вентиляцией. В сложном по форме здании необходимо организовать надлежащий воздухообмен и обеспечить должный прогрев воздуха по всему пространству, рассчитать геометрию естественных потоков и приточных струй, обеспечить удаление загрязненного воздуха в обход участков скопления людей и защитить настенные росписи и предметы искусства от оседания частиц сажи и грязи. Описанные выше проблемы актуальны для Свято-Вознесенского собора г. Магнитогорска. Несмотря на относительно небольшой срок эксплуатации здания, вид его внутреннего убранства значительно отличается от первоначального вида: внутренние поверхности стен храма закопчены настолько, что в верхней половине уже не различимы фрески и росписи. Следует срочно принимать меры для его спасения. Решать поставленные задачи предложено с помощью электронно-числовой модели тепловоздушных потоков. Проведенное исследование позволило сделать ряд рекомендаций направленных на улучшение вентиляции храма.
Бесплатно
Оценка влияния температуры теплоносителя на тепловые потери теплопроводов
Статья научная
Рассматривается проблема низкотемпературного теплоснабжения отапливаемых зданий. Показано, что существует оптимальная температура теплоносителя, при которой достигается минимум потерь теплоты в теплотранспортных системах. Это открывает новые подходы к постановке и решению задач проектирования тепловых сетей.
Бесплатно
Оценка температурного режима в зоне светопрозрачных наружных ограждений при отоплении помещений
Статья научная
Проведено численное моделирование в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation процесса теплоотдачи от отопительных приборов с расчетной и нормативной площадью нагревательной поверхности. Построены термограммы распределения температуры в отапливаемом помещении и на поверхности окна. Произведена оценка температурного режима поверхности светопрозрачных конструкций на возможность конденсации влаги. Обозначена проблема возникновения зон недопустимо низкой температуры на поверхности оконных проемов при индивидуальном регулировании теплоотдачи отопительных приборов и завышенной расчетной площади поверхности.
Бесплатно
Погрешность упрощенного вычисления средней температуры теплоносителя на участке теплопровода
Статья научная
Рассмотрена задача оценки погрешности вычисления средней температуры теплоносителя на участке теплопровода как полусуммы двух температур его граничных точек. Установлено, что в соответствии с физикой процесса температура теплоносителя по длине трубы распределяется по экспоненциальной кривой. Получены точные формулы как для средней по длине участка температуры теплоносителя, так и для погрешности оценки средней температуры по упрощенной формуле. Показано, что упрощенная формула дает точное значение средней температуры только в том случае, если распределение температуры теплоносителя вдоль теплопровода является линейным, что наблюдается в реальных условиях лишь достаточно приближенно. Приведены случаи, когда погрешность оценки по упрощенной формуле является достаточно малой величиной. Установлено, что погрешность оценки зависит от линейного термического сопротивления теплопередаче, расхода теплоносителя, его удельной теплоемкости и длины участка теплопровода. С увеличением в реальных диапазонах линейного термического сопротивления теплопередаче, расхода теплоносителя, его удельной теплоемкости погрешность оценки уменьшается, а распределение температуры по длине участка в большей мере приближается к линейному. С увеличением длины участка, наоборот, погрешность оценки растет. Для выбранных конкретных условий исследованы зависимости погрешности оценки от расхода теплоносителя и длины участка. Результаты работы могут быть использованы при выполнении теплотехнических расчетов систем отопления и теплоснабжения, а также и трубопроводных систем.
Бесплатно
Приведение многослойных ограждающих конструкций к однослойным при тепловых расчетах
Статья научная
Рассмотрен вопрос приведения многослойных ограждений к однослойным при выполнении тепловых расчетов. Выполнен анализ состояния рассматриваемого вопроса в науке на сегодняшний период времени. Предложен алгоритм приведения двух и трехслойных однослойным и определения эквивалентного коэффициента температуропроводности. Для реализации данного алгоритма предлагается разработанное программное обеспечение. Для примера приводится расчет двух и трехслойной стеновой панели, приводятся графики распределения температур по толще ограждений.
Бесплатно
