Рис. 1. Схема пневматической системы термостабилизации
системы стабилизации температуры (рис. 1). Рабочее тело использу-
ется в качестве теплоносителя при подводе (отводе) теплоты. Одной
из важнейших характеристик рассматриваемого устройства является
неравномерность распределения температур по объему объекта.
Рассматриваемое устройство представляет собой открытую термо-
динамическую систему, границы которой проницаемы как для потока
вещества, так и для теплового взаимодействия, и может рассматри-
ваться как объект с сосредоточенными параметрами или как объект с
распределенными параметрами. Математическое описание тепловых
процессов в приближении объекта с сосредоточенными параметрами
не позволяет получить распределение физических величин по объему
системы. Следовательно, невозможно отследить неравномерность те-
плового поля объекта термостабилизации, что является существенным
недостатком этого метода. Для получения температурных полей необ-
ходимо рассматривать устройство в приближении объекта с распре-
деленными параметрами. Такое приближение более точно описывает
реальные физические процессы, в том числе переходные процессы,
протекающие в устройствах.
Постановка задачи.
Принципиальная схема пневматической си-
стемы стабилизации температуры включает в себя следующие основ-
ные элементы: источник теплоты, объект теплового воздействия и ра-
бочее тело. В исследуемой системе стабилизации температуры источ-
ником теплоты служит электрический нагреватель, а объектом тепло-
вого воздействия — жидкость, которая расположена в сосуде объемом
0,2 мл. В качестве рабочего тела в пневматических системах исполь-
зуется воздух окружающей среды.
Вентилятор обеспечивает перемещение воздуха окружающей сре-
ды через электрический нагреватель. Далее рабочее тело вступает в
тепловой контакт с сосудом, в котором находится жидкость. После
этого рабочее тело выбрасывается в окружающую среду. Теплота от
объекта воздействия отводится в результате замещения горячего воз-
духа более холодным из окружающей среды.
24 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4
