Аналіз процесів теплообміну приладу дистанційного вимірювання механічних величин

Анотація

Об'єктом дослідження є модель теплового стану приладу дистанційного вимірювання, що визначається умовами експлуатації і викликана необхідністю підтвердити функціонування приладу в навколишніх умовах згідно вимогам технічного завдання. В ході дослідження використовувалася фізична постановка задачі визначення теплового стану приладу дистанційного вимірювання при різних умовах експлуатації і їх математичний опис. Вибір стратегії ґрунтується на рішенні технологічних завдань, що забезпечують оптимальний процес контролю. Розроблена теплова і математична модель теплового режиму приладу для розрахунку багатомірних полів температур елементів приладу. Отримано модель теплового режиму приладу дистанційного вимірювання. Запропонований метод дозволяє визначити температурні режими вузлів в режимі підготовки й основної роботи при різних температурах навколишнього середовища. Зокрема, визначити виділяючу потужність на стані проектування та зміни на протязі часу. В моделі враховані геометричні параметри основних елементів конструкції приладу. В той же час, для дотримання теплового балансу й адекватності моделі до основних елементів приладу в математичній моделі введені додаткові характеристики цих компонентів. Так, враховується радіаційний теплообмін між зовнішніми поверхнями приладу і оточуючими його конструкціями відсіку.Враховується закономірність зміни температури навколишнього середовища в залежності від режиму експлуатації приладу. Розглядається нестаціонарний тепловий стан приладу дистанційного вимірювання з урахуванням радіаційно-конвективного теплообміну зовнішніх поверхонь приладу з навколишнім середовищем. Згідно проведеним дослідженням, при двох варіантах температурних умов експлуатації приладу дистанційного вимірювання було визначено теплофізичні характеристики матеріалів, які використовуються в моделі. Модель реалізована в програмному коді STAR-CCM на основі методу контрольних об’ємів. Дана методика спрощує розробку чисельної тривимірної моделі з контрольних об’ємів приладу дистанційного вимірювання для комп’ютерного аналізу. Дані дослідження є невід’ємною складовою в проектуванні, розробці та використанні приладу дистанційного вимірювання на базі гіродатчиків в різних температурних умовах.