Смекни!
smekni.com
Информатика и программирование

Моделирование тепловых процессов при наплавке порошковой проволокой (стр. 13 из 17)


Рисунок 4.6 - окно расчета температурного поля при наплавке без подогрева

Для вызова окна расчета температурного поля при наплавке с подогревом необходимо выбрать пункт меню "С подогревом". Вид окна приведен на рисунке 4.7

Для построения графика необходимо выбрать вид зависимости, ввести исходные данные и нажать кнопку "Принять". Для формирования отчета служит кнопка "Отчет". Для расчета параметров подогрева предназначена закладка "Параметры подогрева". Расчет производится после ввода исходных данных и нажатия кнопки "Принять".


Рисунок 4.7 - окно расчета температурного поля при наплавке с предварительным подогревом

4.3 Исследование температурного поля вылета порошковой проволоки

Проведем анализ выходных данных, полученных в результате работы программного комплекса.

Рассмотрим безразмерные критерии. Эти критерии показывают характер зависимости безразмерной температуры от безразмерного времени и безразмерной скорости нагрева и не зависят от теплофизических и геометрических параметров порошковой проволоки.

График распределения безразмерной температуры по диаметру сердечника в зависимости от безразмерного времени нагрева приведен на рисунке 4.8 Из графика видно, что разность температур по толщине сердечника увеличивается с увеличением времени нагрева.


Рисунок 4.8 - График распределения безразмерной температуры по диаметру сердечника в зависимости от безразмерного времени нагрева

График распределения безразмерной температуры по диаметру сердечника в зависимости от безразмерной скорости нагрева приведен на рисунке 4.9 Заметим, что разность температур по толщине сердечника очень сильно зависит от скорости нагрева: чем больше скорость, тем больше разность. Следовательно, чтобы уменьшить разность температур, необходимо снизить скорость нагрева. Ниже будут рассмотрены факторы, влияющие на скорость нагрева.

Рисунок 4.9 - График распределения безразмерной температуры по диаметру сердечника в зависимости от безразмерной скорости нагрева

График зависимости средней безразмерной температуры от безразмерного времени нагрева приведен на рисунке 4.10 Температура растет по экспоненте и очень сильно зависит от скорости нагрева. В равные моменты времени безразмерная температура составляет 2,2 и 45 при безразмерной скорости нагрева Pd = 1 и Pd = 4 соответственно.


Рисунок 4.10 - График зависимости средней безразмерной температуры от безразмерного времени нагрева

От безразмерных критериев перейдем к размерным и рассмотрим влияние теплофизических и геометрических параметров порошковой проволоки на температурное поле, а также факторы, влияющие на скорость нагрева. Исследуя графические зависимости можно сделать следующие выводы:

неравномерность нагрева оболочки и сердечника зависит от материала оболочки - неравномерность меньше при использовании медной оболочки;

неравномерность нагрева оболочки и сердечника сильно зависит от тока наплавки. Чтобы получить малую неравномерность, необходимо снизить ток;

с увеличением коэффициента температуропроводности шихты снижается неравномерность нагрева оболочки и сердечника и выравнивается распределение температуры по диаметру сердечника;

с увеличением массы сердечника уменьшается неравномерность нагрева;

неравномерность увеличивается при использовании изолирующей прослойки. Наименьшая неравномерность достигается при отсутствии прослойки;

неравномерность зависит от толщины оболочки - с увеличением толщины оболочки неравномерность уменьшается;

с уменьшением диаметра проволоки выравнивается распределение температуры по диаметру сердечника.

Проанализируем факторы, влияющие на скорость нагрева:

ток наплавки сильно влияет на скорость нагрева. Чтобы уменьшить скорость, нужно уменьшить ток;

для уменьшения скорости нужно увеличить массу сердечника;

для уменьшения скорости нужно увеличить удельную теплоемкость сердечника.

Рассмотрим наплавку с предварительным подогревом. С помощью графических зависимостей можно сделать следующие выводы:

для достижения равномерности нагрева оболочки и сердечника необходимо положить скорость нагрева оболочки порошковой проволоки на несвободном вылете практически равной нулю;

для выравнивания нагрева сердечника по сечению порошковой проволоки необходимо достаточное время нагрева на вылете.

4.4 Программа и методика испытаний

Контроль программного продукта осуществляется в следующем порядке:

проверка запуска программы.

Программа должна не вызывать нарушений в работе других программ. Если программа не запускается, следует проверить, нет ли каких-либо сбоев в операционной системе. При обнаружении таких сбоев их следует ликвидировать и повторить запуск программы.

проверка контроля вводимой информации.

Подразумевает ввод в качестве исходных параметров и отслеживание реакции программы на некорректный ввод. Система должна выдавать соответствующие сообщения при некорректном вводе и предлагать повторный ввод.

проверка реакции программы на различные действия пользователя.

Подразумевает выполнение команд меню системы в различном порядке.

проверка корректности завершения работы программы.

После выхода из программы операционная система должна продолжать работать корректно.

Для проверки правильности вычислений приведем тестовый пример.

Расчет безразмерной температуры:

Исходные данные:

Pd = 1;

F0 = 0,85;

= 1.

Расчет произведем по формуле:

,

Результаты работы программы:


Расчет средней безразмерной температуры:

Исходные данные:

Pd = 3;

F0 = 1,05;

Расчет произведем по формуле:

Результаты работы программы:


Расчет температуры оболочки:

Исходные данные:

удельное сопротивление оболочки

Ом*м;

температурный коэффициент сопротивления оболочки

0С-1

удельная теплоемкость оболочки с0 = 460 Дж/ (кг* 0С);

плотность материала оболочки

кг/м3;

удельная теплоемкость сердечника сс = 276 Дж/ (кг* 0С);

коэффициент теплопроводности а = 0,4*10-6

масса серд / массу оболочки = 0,5;

диаметр проволоки d = 0,003 м;

плотность тока j =

А/м2;

неравномерность нагрева m = 0,8;

температура окружающей среды Т0 = 25 0С.

Расчет произведем по формуле:

,

где:

;

при t = 8 c:

.

Результаты работы программы:

Расчет температуры сердечника:

Исходные данные: те же.

Расчет произведем по формуле:

;

Результаты работы программы:

5 Охрана труда

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Согласно ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ "Опасные и вредные производственные факторы. Классификация" производственные факторы делят на следующие группы:

 
назад
читать дальше
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
НАПИШИТЕ НАМ
Copyright © Smekni.com. All rigths reserved.