Рис. 3. Сетка расчетной области
Толщина стенки сосуда
0
,
4
∙
10
−
3
м, толщина металлических стенок
0
,
3
∙
10
−
3
м. Объем жидкости в сосуде
22
∙
10
−
9
м
3
.
В результате разбиения расчетной области на конечные элементы
получена расчетная сетка (рис. 3). Число элементарных ячеек соста-
вляет 1 043 472, число узлов 1 081 923. Расчет проводился с шагом
0,01 с, что составило 6000 шагов по времени.
В результате численного исследования были получены распреде-
ления температур, давлений и скоростей в элементах пневматической
системы стабилизации температуры в каждый момент времени. В ка-
честве примера на рис. 4,
а
и
б
приведены поля распределения темпе-
ратур и скоростей в расчетной области на 30-й секунде нагрева.
Результат численного исследования теплового поля жидкости и ра-
бочего тела в процессе нагрева показан на рис. 5, из которого видно,
что во время прогрева температура рабочего тела значительно отли-
чается от температуры жидкости в сосуде. Следовательно, во время
переходных процессов будет затруднительно регулировать температу-
ру жидкости по температуре рабочего тела.
Выводы.
В результате проведенных исследований создана матема-
тическая модель пневматической системы стабилизации температуры,
позволяющая описывать тепловые переходные процессы, как в объек-
те с распределенными параметрами в трехмерной постановке.
На базе созданной математической модели проведены численные
исследования нестационарных тепловых процессов в элементах си-
стемы.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4 29
