CC BY
13
Одержаний вираз е квадратичним рiвнянням стосовно невщомо! вели-чини X1. Коренi цього рiвняння X11 та X12 можна розрахувати за вщомою формулою.
Проанашзувавши поверхню вiдклику для рiзних значень вихiдного параметру у з кроком, який дорiвнюе 181 даН зусилля, отримали координати ль нiй тотожного вiдклику для мшмального значення параметра у. Далi з розра-хованими координатами лiнiй тотожного вщклику було побудоване !х гра-фiчне вiдображення (рис. 4), яке i пiдтвердило висновки математичного ана-лiзу рiвняння каношчно! регреси.
Висновки.
1. Встановлено оптимальш значення дослщжуваних чинникiв, вщпо-вiднi мiнiмальному значенню вихiдного параметра (зусилля рiзання):
• кут загострення лез викопно! скоби - 27,5°;
• кут нахилу лез у площит перемiщення - 30,0°.
2. Отримат результати можуть бути використаш пiд час створення нового мехашзму для вилучення iз грунту пнево! деревини, яку плануеться використовувати як сировину.
Грушанский О.А., Сирко З.С. Оптимизация угловых параметров рабочего органа устройства для удаления из почвы пневой древесины
Обоснованы угловые параметры рабочего органа устройства для удаления из почвы пеньков, которые планируется использовать в качестве сырье для изготовления сувениров, искусственного паркета и тому подобное. Полученные результаты использованы при создании нового механизма для удаления из почвы пневой древесины, которую планируется использовать в качестве сырья.
Grushunskiy O.A., Sirko Z.S. Optimization of cutting clamp angular parameters of the apparatus for stubbing up the stumps of trees
Angle parameters of a working organ of a device for extracting stub timber, which is planned to be used as a raw material to produce souvenirs, parquet etc. from the soil, are grounded. Drawn on the got results at creation of new mechanism for deleting from soil of pnevoy wood which it is planned to use as raw material.
УДК 536.532 Доц. В. О. Фединець, канд. техн. наук -
НУ ""Львiвська полiтехнiка"
МШШ1ЗАЦ1Я СКЛАДОВО1 ПОХИБКИ В1Д ТЕПЛООБМ1НУ ЧЕРЕЗ ТЕПЛОПРОВ1ДН1СТЬ П1Д ЧАС ВИМ1РЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ГАЗОВИХ ПОТОК1В
Здшснено ощнювання складово'1 похибки вимiрювання температури газового потоку вщ теплообмшу через теплопровщшсть та проаналiзовано алгоритм п мшмь зацп пщ час синтезу конструкцш термоперетворювачiв. Встановлено, що за констру-ювання термоперетворювач (ТП) для вимiрювання температури газових потоюв не-обхщно застосувати такий алгоритм мiшмiзащi складово'1 похибки, зумовлено'1 теп-лообмшом через теплопровщшсть: зменшити дiаметр термоелектродiв i ТП до до-пустимих значень, але iз забезпеченням необхщних мiцнiсних характеристик; вибра-ти термоелектроди з малою теплопровщшстю.
Ключов1 слова: температура, газовий потш, вимiрювання, теплообмш, теплоп-ровiднiсть, термоперетворювач.
Вступ. Основним тепловим впливом, що дiе на термоперетворювач (ТП) пiд час вимiрювання, е вплив газового потоку, температуру якого необ-хiдно вимiряти. Завдання, як необхiдно вирiшувати в процес конструювання ТП зводяться до створення таких умов в ньому, за яких дiею вЫх видiв тепло-вих впливiв на чутливий елемент, ^м основного, можна знехтувати. Для ви-рiшення такого завдання необхщно проаналiзувати кожний складник тепло-обмшу i визначити умови, за яких складовi похибки вiд цього виду теплооб-мiну були б мтмальними. Пiсля такого аналiзу пiд час конструювання ТП необхщно повнiстю використати вс можливостi зменшення кожно! складово! похибки.
Теплообмiн ТП газових потокiв зумовлений теплообмшом через теп-лопровiднiсть чутливого елемента з елементами конструкци ТП, теплообмь ном випромiнюванням з внутршньою поверхнею камери гальмування i кон-вективним теплообмiном з газовим потоком.
Повне аналггичне дослщження сукупного впливу вЫх основних чин-никiв на загальну похибку вим1рювання температури газовового потоку практично неможливе. Тому анашзуеться кожний вид похибки окремо з при-пущенням, що решта 11 вид1в вщсутт, а загальну похибку вим1рювання можна розглядати як суперпозицш окремих вид1в похибок. У нашому дослщжен-нi розглянуто складову похибки вимiрювання температури газового потоку вщ теплообмiну через теплопровiднiсть.
Виклад основного матерiалу. Для оцiнки складово! похибки вимiрю-вання температури газового потоку вщ теплообмiну через теплопровщшсть А1т в реальних конструкцiях ТП вихщним е рiвняння [1]
-^ст
А^т ^п ¿0
екЬ.
1
4а
dЛ
(1)
де: ¿0, 1ст - вщповщно температури чутливого елемента ТП, газового потоку, ТП в точщ кршлення його до арматури; Ь, d - вiдповiдно довжина i дь аметр робочо! дiлянки ТП; а - коефщент конвективно! тепловiддачi вiд газового потоку до чутливого елемента; Л - коефщент теплопровщност мате-рiалу чутливого елемента.
З рiвняння (1) видно, що значення ще! складово! похибки можна змен-шити такими способами:
• зменшенням р1знищ температур (¿0 - /ст);
• збшьшенням глибини занурення Ь ТП в газовий потщ
• зменшенням д1аметра ТП, термоелектродних 1 з'еднувальних провщнишв, а також зменшенням !хньо! теплопровщностц
• збшьшенням коефщ1ента конвективно! тепловвддач вщ газового потоку до чутливого елемента ТП.
Зменшення рiзницi температур (1а - ¿ст) практично здшснити важко. Здебiльшого це можна досягнути тшьки за рахунок електричного пщ^ван-ня стiнки, на якiй закршлюеться ТП. Такий захiд дае змогу практично повшс-тю уникнути складово! похибки А1т вiд теплообмiну через теплопровщшсть, але це пов'язано з великими експлуатацшними труднощами.
Температуру ¿ст визначають взаемодiею виступаючо! частини ТП iз зовнiшнiм середовищем, в якому вш встановлюеться. Оскiльки температура ¿ст залежить вiд iнтенсивностi теплообмiну виступаючо! частини ТП, що роз-мщена поза газовим потоком, з навколишшм середовищем, необхiдно висту-паючу частину, за змогою, конструювати якнайменших розмiрiв i теплоiзо-лювати 11 вщ навколишнього середовища. Таку теплову iзоляцiю можна до-сягнути шляхом розмщення мiж стiнкою i корпусом ТП прокладок iз матерь алу з низькою теплопровщшстю (наприклад текстолiту, склотекстол^у, азбо-цементу тощо) або розмщення навколо виступаючо! частини ТП нетеплоп-ровiдних екранiв.
Теплоiзоляцiя ТП вщ корпусу каналу дае змогу також виключити або зменшити похибки вимiрювання, що виникають за рахунок перетшання тепла по корпусу газового каналу. Потреба в цьому виникае шд час дослщження газових компресорiв. У багатоступеневих осьових компресорах температура газу змшюеться вiд 20 °С на входi до 300 _ 400 °С пiсля останнього ступеня. Перетжання тепла по корпусу компресора i корпусу ТП призводить до того, що на деяких режимах роботи похибки вимiрювання температури на входi становлять 50... 55 оС, а на виходi - 20... 35 °С [2].
Найвiльнiше можна змшювати глибину занурення Ь ТП в газовий по-тiк. Ця глибина занурення повинна бути за змогою найбшьшою. Але навггь за велико! глибини занурення ТП температура захисного корпуса буде дещо вщ-рiзнятися вiд температури газового потоку за рахунок впливу випромшюван-ня i перетворення частини кiнетично! енергi! в теплову. Тобто, змiною глибини занурення ТП можна тшьки послабити тепловщведення через корпус.
Розглянемо вплив глибини занурення на покази ТП, конструкцш якого схематично зображено на рис. 1,а. Корпус ТП виготовлено iз нержавшчо! сталi марки 12Х18Н10Т, для яко! коефiцiент теплопровщносп ^=276 Вт/(м-К). Глибина занурення становила Ь1 = 100 мм i Ь 2 = 20 мм. За Ь1 =100 мм похибка вщ тепловщведення по корпусу для температури газового середовища ¿=1000 °С становила -3 %, а при Ь2=20 мм ця похибка зросла до -7 % (рис. 1,б).
СП
К
V)
Сс
800
600
б)
400
1 у
' 2
600
800
юоо Сс
а) | - — — -.......о-
Рис. 1. Розрахункова схема (а) та залежшсть (б) показiв ТП вiд температури потоку для рЬних глибин занурення: 1 — Ь=100 мм; 2 — Ь=20 мм
Для зменшення похибки Ат доцшьно використовувати термоелектро-ди з малою теплопровщшстю. Це дае змогу виготовити ТП будь-яко!' конструкци досить компактним. Особливо це стосуеться до ТП з поздовжшм обтшанням чутливого елемента, оскшьки для них складшше забезпечити дос-татню глибину занурення, яка гарантувала б м1тмальт похибки вщ тепло-вщведення через теплопровщшсть.
Коефщент конвективно'' тепловщдач1 а вщ газового потоку до ТП за-лежить вщ його геометри { умов витшання газу. Значення коефщента тепло-вщдач1 а можна регулювати змшою д1аметра ТП { термоелектрод1в, а також швидюстю потоку всередиш камери гальмування [3]. Але така можливють де-що обмежена, оскшьки зменшення д1аметра термоелектрод1в попршуе мщшс-т характеристики ТП { зменшуе його довгов1чшсть, а збшьшення швидкост потоку всередиш камери гальмування призводить до збшьшення швидюсно! похибки. Отже, юнуе певний оптимум для результуючо!' ди вказаних чинниюв.
Загальш законом1рност1 змши похибки вщ тепловщведення залежно вщ змши коефщ1ента тепловщдач1 можна визначити кривими безрозм1рно1' величини (^-¿иМ^-^) вщ числа Рейнольдса для декшькох значень глибини занурення. При такому анал1з1 зручно користуватися величиною вщношення глибини занурення ТП до його д1аметра. На рис. 2 побудоваш теоретичш крив1 для термопари д1аметром 0,5 мм з номшальною статичною характеристикою ХА (К) за ДСТУ 2837-94.
и 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Рис. 2. Змьна складово! похибки вьд теплов1дведення через теплопров1дн1сть залежно вьд критерт Рейнольдса для термопари з НСХХА (К)
Результати теоретичних розрахунюв показують, що за зменшення числа Рейнольдса (1, вщповщно, за зменшення штенсивност конвективного теп-лообмшу) необхщно збшьшувати глибину занурення ТП в газовий потш. Ре-комендоване вщношення L/d може перебувати в межах вщ 20 до 50 \ е дос-татшм для практично повного усунення похибки вщ тепловщведення.
На рис. 3 показаш типов1 конструкци ТП, призначеш для послаблення тепловщведення вщ чутливого елемента. У ТП, зображеному на рис. 3.а дов-
жина робочо'' частини дор1внюе 50 дiаметрам термоелектродiв, що забезпе-чуе послаблення тепловщведення вiд корпусу.
Рис. 3. Tunoei конструкци ТП для зменшення mеnловiдведення
через теnлonрoвiднiсть
Наявшсть отвор1в з достатньо великим вщдаленням ïx вщ злюту чут-ливого елемента в ТП, зображеному на рис. 3,б, збшьшуе умовну глибину за-нурення, що особливо важливо в умовах обмеженост робочого простору для встановлення ТП. Зазвичай, такий ТП придатний для експлуатаци тшьки за вщсутност теплообмiну випромiнюванням, оскiльки в його конструкци не передбачено екранування. У ТП тако'' конструкци похибка вщ тепловщведен-ня зменшуеться завдяки тому, що газовий потж обтiкае термоелектроди термопари на достатньо великому промiжку вщ злюту до вихщних отворiв.
Висновки. За конструювання ТП для вимiрювання температури газо-вих потоюв необxiдно застосувати такий алгоритм мiнiмiзацiï складово'' по-хибки, зумовлено'' теплообмiном через теплопровiднiсть:
зменшити д1аметр термоелектрод1в i ТП до допустимих значень, але 1з забез-печенням необxiдниx мiцнiсниx характеристик; вибрати термоелектроди з малою теплопровщтстю;
пiдтримувати найбшьшу допустиму швидкiсть потоку в камерi гальмування; вибором вiдповiдноï' глибини занурення звести складову похибки, що зали-шилася, до допустимо'' величини. Необхвдну довжину L можна визначити за залежтстто (1).
Л1тература
1. Ярышев Н.А. Теоретические основы измерения нестационарных температур / Николай Алексеевич Ярышев. - Л. : Изд-во "Энергоатомиздат", 1990. - 254 с.
2. Петунин А.Н. Измерение параметров газового потока / Анатолий Николаевич Петунии. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1974. - 260 с.
3. Фединець В.О. Зменшення похибки вщ теплопровщносп тд час вим1рювання температури газових потоюв / В.О. Фединець // Вюник НУ "Льв1вська пол1техшка" : 'Теплоенерге-тика. 1нженер1я довкшля. автоматизащя. - 2005. - № 537. - С. 158-161.
Фединець И.О. Минимизация составной погрешности от теплообмена через теплопроводимость во время измерения температуры газовых потоков
Осуществлено оценивание составной погрешности измерения температуры газового потока от теплообмена через теплопроводимость и проанализирован алго-
ритм ее минимизации во время синтеза конструкций термопреобразователей. Установлено, что для конструирования термопреобразователей (ТП) для измерения температуры газовых потоков необходимо применить такой алгоритм минимизации составной погрешности, предопределенной теплообменом через теплопроводимость: уменьшить диаметр термоелектродов и ТП к допустимым значениям, но с обеспечением необходимых крепостных характеристик; выбрать термоелектроды с малой теплопроводимостью.
Ключевые слова: температура, газовый поток, измерение, теплообмен, теплоп-роводимость, термоперетворювач.
Fedynets V.O. Minimization of component error from a heat exchange through a heat-conducting during measuring of temperature of gas streams
The estimation of component error of measuring of temperature of gas stream is conducted from a heat exchange through a heat-conducting and the algorithm of its minimization is analysed during the synthesis of constructions of receivers of temperature. constructing termotransformators for temperature measuring of gas streams is necessary to apply such algorithm of minimization of component error, predefined a heat exchange through a heat-conducting
Keywords: temperature, gas stream, measuring, heat exchange, heat-conducting, receivers of temperature. _
УДК 338.42 Астр. О.1. Цмоць - НУ "Льв1вська полтехтка "
АНАЛ1З I ВИБ1Р МЕТОД1В СТРАТЕГ1ЧНОГО УПРАВЛ1ННЯ МАШИНОБУД1ВНИМ П1ДПРИСМСТВОМ У РЕЖИМ1
РЕАЛЬНОГО ЧАСУ
Розглянуто основш етапи розвитку систем управлшня, проаналiзовано методи стратепчного управлшня машинобудiвним тдприемством у режимi реального масштабу часу та визначено послщовшсть дш у виборi системи управлшня тдприемством. Встановлено, що використання методу управлшня за слабкими сигналами забезпечуе тдприемству завчасне нарощування запасу гнучкост для усунення небезпек на раншх стадiях; чим слабюшим сигнал сприйнятий та щентифшований iз зовшшнього та внутршнього середовищ, тим бшьший часовий ресурс мае тдприем-ство для прийняття та реалiзацi1 вщповщних заходiв на загрози, яю насуваються.
Постановка завдання. На сьогодш економжа Укра!ни функцюнуе в умовах свггово! фшансово! кризи, яка ютотно впливае на роботу машинобу-д1вних шдприемств. Фшансова криза спричинена нестачею грошових ресур-Ыв, зростанням протермшовано! кредиторсько! заборгованосп, спадом продаж, зменшенням доход1в пращвниюв та д1ею шших чинниюв. Особливютю управлшня тдприемством у кризових умовах е попередження та реагування на дда зовтшшх { внутр1шшх чинниюв шляхом прийняття своечасних управ-лшських ршень. Правильшсть ршень, яю приймаються в кризових умовах, визначаються як пошформовашстю кер1вниюв про наявш та потенцшш зов-тшт й внутр1шш загрози, так { часовим резервом, який юнуе для !хньо! шд-готовки. Складшсть метод1в { систем, яю використовуються для управлшня шдприемствами, залежить вщ непередбачуваносп, новизни та складносл оточення. Ускладнення та збшьшення непередбачуваносп потребуе усклад-нення системи управлшня таким чином, що кожна наступна доповнюе та роз-вивае попередню [1-10].
