Научная статья на тему 'Экспериментальный стенд для исследование характеристик двухфазных потоков'

Экспериментальный стенд для исследование характеристик двухфазных потоков Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
138
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ / ТЕМПЕРАТУРЫ / ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА / ФОТОИ ТЕРМОРЕГИСТРАЦИЯ

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Кувшинов Н.Е., Багаутдинов И.З.

Для исследования характеристик двухфазных потоков, образующихся в процессах адиабатного расширения капельных жидкостей, был рассмотрен экспериментальный стенд и его работа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Экспериментальный стенд для исследование характеристик двухфазных потоков»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

В качестве основной области применения были выбраны коллекционные карточные игры, так как в них присутствует элемент случайности, но при этом предметную область можно четко описать в формальном виде.

Из существующих алгоритмов для подробного анализа был взят минимаксный алгоритм ав-отсечения. Он показывает высокую эффективность в плане адекватности принятия решений, но является требовательным к аппаратному обеспечению.

В качестве решения был предложен алгоритм, опирающийся на вероятности происхождения событий из заранее определенных групп (кластеров). Оценка для каждого игрового объекта рассчитывается по формуле, в которую закладывается взаимное влияние объектов из различных кластеров друг на друга и вероятность происхождения событий одного из кластеров в течение нескольких последующих ходов.

Данный алгоритм в общем случае обладает эффективностью 0(с3), где с - количество выделенных кластеров. С учетом того, что алгоритм ав-отсечения имеет сложность 0(Ьё/2), где Ь - степень разветвленности игрового дерева, а d - его глубина, можно сделать вывод, что при d > 6 алгоритм принятия решений на основе вероятностей происхождения событий превзойдет по эффективности алгоритм ав-отсечения.

Эксперимент с программой показал, что данный алгоритм может являться эффективным аналогом или дополнением к минимаксному алгоритму. Несмотря на полученные формальные и числовые результаты возникает вопрос о целесообразности использования вероятностного алгоритма независимо от других -классических - алгоритмов принятия решений. Возможно, при их комбинировании удастся повысить не только скорость, но и точность принятия решений. Этот вопрос является предметом для более глубокого исследования.

Список использованной литературы

1. Коськин, И.А. Моделирование процесса оценки ситуации при принятии решений в коллекционных карточных играх [Текст] // Международный научный журнал «Инновационная наука» №2/2016 в 5 частях, часть 3. - Уфа: ООО АЭТЕРНА, 2016. - С. 101-105.

2. Коськин, И.А. Особенности построения вероятностного алгоритма принятия решений при компьютерном моделировании коллекционных карточных игр [Текст] // Международный научный журнал «Инновационная наука» №9/2016. - Уфа: ООО АЭТЕРНА, 2016. - С. 59-62.

© Коськин И.А., 2016

УДК 621.432.3

Н.Е. Кувшинов

инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ»

И.З. Багаутдинов

младший научный сотрудник научно-исслед. лаборатории госбюджетных НИР Казанский государственный энергетический университет

г. Казань, Российская Федерация

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ

Аннотация

Для исследования характеристик двухфазных потоков, образующихся в процессах адиабатного расширения капельных жидкостей, был рассмотрен экспериментальный стенд и его работа.

Ключевые слова

Датчики давления , температуры, принципиальная схема, фото- и терморегистрация

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

Стенд разработан по схеме разомкнутого расходного контура и оснащен средствами измерения параметров потока: давления, температуры, расхода; устройством измерения реактивной тяги, и позволяет проводить фоторегистрацию потока, образующегося за срезом рабочего канала. Все магистрали стенда, контактирующие с исследуемой жидкостью, выполнены из нержавеющей стали.

Принципиальная схема стенда приведена на рис.1. Стенд состоит из:

1-расходного бака; 2- нагревательного элемента; 3- рабочего участка; 4- датчиков давления; 5-датчиков температуры; 6- датчика тяги; 7- электрический двигатель; 8-турбиного датчика расхода; 9-вентиль; 10- отсечного клапана; 11-опоров; 12- предохранительного клапана

В качестве расходного бака использовалась три цилиндрические емкости с внутренним диаметром 124 мм и 108 мм толщиной стенки 8 мм. Материал - нержавеющая сталь марки Х18Н10Т. Общий объем баков 18 дм3. Снаружи баки, для уменьшения тепловых потерь, теплоизолировались. Емкости снабжены съемными фланцами, что позволяет проводить их ревизию.

Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки.

В верхних фланцах двух вертикальных баков смонтированы: гильзы термопар, штуцеры магистралей заправки и наддува пневмосистемы, а также смонтирована дренажная магистраль. В нижних фланцах смонтированы узлы крепления третьего бака. Третий бак расположен горизонтально. В его фланце смонтирован электрический нагревательный элемент. На торцевой поверхности бака содержатся узлы крепления отсечного и электрического клапана.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

Электронагреватель, рассчитанный на напряжение 220В, расположен внутри бака и снабжен защитным кожухом. Максимальная мощность электронагревателя 4 кВт. В ходе экспериментов напряжение регулировалось автотрансформатором типа А0МН-40-220-75УЧ.

Рабочий участок позволяет устанавливать осесимметричные каналы различной геометрии с максимальным диаметром проходного сечения 8 мм. В данной работе исследовались сопла Лаваля и цилиндрические каналы с острой входной кромкой. Датчики давления образцовыми манометрами.

Датчики температуры - термопары типа ТХА (К) - изготовлены из проволоки диаметром 0,3 мм в оплетке из стекловолокна.

Датчик реактивной тяги состоит из чувствительного элемента от датчика давления типа "Сапфир", термостатированного усилителя и стабилизированного блока питания.

Электрический клапан нормально закрытый, рассчитан на давление до 5,0 МПа и управляется постоянным током. Напряжение питания 27 В.

Запорная и регулирующая арматура - краны заполнения и стравливания служат для подготовки стенда к эксперименту.

Рабочая (расходная) магистраль выполнена из трубы Dу=14 мм., дренажная магистраль - из трубы Dу=6 мм., манометрические линии - из трубы Dу=4 мм. Работа стенда.

Перед началом работы стенда в бак заправлялось определенное (известное) количество жидкости. Далее жидкость нагревалась. Температура жидкости контролировалась с помощью термопар, а давление с помощью образцового манометра.

По достижению заданных параметров электрический нагреватель переводился в режим поддержания постоянной температуры, и включалась программа автоматизации эксперимента, регистрирующая во времени температуру жидкости на входе в рабочий участок, давления по тракту исследуемого канала, импульс реактивной тяги и объемный расход. После чего открывался электрический клапан, и происходило истечение исследуемой жидкости в атмосферу. Регистрация изменения давления, температуры, силы тяги и объемного расхода в течение опыта была непрерывной. Полученный массив данных представлял собой картину изменения соответствующих параметров во времени. Масштаб времени устанавливался путем задания в программе количества обращений системы к датчикам.

В ходе эксперимента также проводилась фото- и терморегистрация структуры потока за срезом экспериментального участка. По окончании процесса истечения все электрическое оборудование обесточивалось, и закрывалась запорная арматура стенда.

Список использованной литературы:

1. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Моделирование кинетики застывания жидкой капли при охлаждении. // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. - 2016.- №6 (76). - С. 72-74.

2. Москаленко Н.И., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Моделирование процессов теплообмена и гидродинамики в кожухотрубном теплообменном аппарате. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2014. - № 11-12. - С. 75-80.

3. Misbakhov R.Sh., Moskalenko N.I., Gureev V.M., Ermakov A.M. Heat transfer intensifiers efficiency research by numerical methods. // Life Science Journal. - 2015. - Т. 12. № 1S. - С. 9-14.

4. Гуреев В.М., Гортышов П.Ю., Калимуллин Р.Р. Развитие научно- технической базы экспериментальных исследований теплогидравлических характеристик отопительных приборов. // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2010. - № 3. - С. 46-49.

5. Тонконог В.Г., Бакоуш А.М. Моделирование условий зарождения паровой фазы в потоке жидкости. //Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 2006. - № 4. - С. 47-49.

© Кувшинов Н.Е., Багаутдинов И.З., 2016

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.