Разработка сапр камерного оборудование металических изделий (стр. 3 из 6)
Вторая таблица содержит информацию о типах вентиляторов, расходе воздуха и полном давлении.
База данных «Параметры установки» содержит в себе 3 таблицы: «Начальные параметры установки», «Характеристики материалов» и «Типовые геометрические размеры конструкции».
Первая таблица содержит информацию о расходе воздуха, материале детали, номинальной мощности и геометрических размерах.Вторая таблица содержит информацию о наименовании материала и плотности.
Третья таблица содержит информацию о наименовании типа, длины стороны основания и высоты.
База данных «Готовые проекты» содержит одну таблицу «Готовые проекты». В данной таблице хранятся не только адреса файлов с отчетами, но и некоторые ключевые параметры, по которым отчет может быть найден и предоставлен для просмотра пользователю. Ключевыми параметрами являются расход воздуха, номинальная мощность, а также материал детали.
Все базы данных выделены в информационную подсистему. Чтобы не строить сложную систему запросов, было принято решение при начале работы с САПР сразу же загружать все БД и делать их доступными для всех подсистем. Таким же образом и сохраняются все изменения, вносимые по ходу работы САПР в БД. То есть изменения сначала формируются и хранятся подсистемами, а затем при завершении работы информационная подсистема на их основе корректирует сами БД.
Даталогическая модель БД расположена в графическом приложении.
БД создана в приложении MS Excel 2007, что делает её доступной для просмотра пользовалей и прямого редактирования. Среда разработки Borland C++ Builder 6 и приложение MS Excel были связаны с помощью технологии OLE-сервера.
3.2 Математическое обеспечение.
3.2.1 Общие сведения.
Математическое обеспечение включает в себя математические модели, методы и алгоритмы, служащие для описания свойств объектов проектирования и необходимые для решения задач автоматизированного проектирования, которые реализуются в программном обеспечении САПР. Компоненты математического обеспечения чрезвычайно разнообразны. Среди
них имеются инвариантные элементы – принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки задач оптимизации, поиски экстремума. Разработка математического обеспечения является одним из самых сложных этапов создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом.5.1 Описание математического обеспечения
5.1.1 Постановка задачи оптимизации
Общая схема установки представлена в приложении Г. Установка состоит из сушильной камеры и циркуляционного контура теплоносителя. В камеру помещается деталь, требующая сушения. Циркуляционный контур состоит из калорифера и вентиляционной установки, соединенных воздуховодом. Здесь в качестве объекта проектирования выступает термодинамическая система , к которой из вне подводится энергия в виде тепловой энергии водяного пара и электроэнергии на вентиляционную установку.
Задача оптимизации заключается в том, чтобы найти такие численные значения длины стороны основания а сушильной камеры и её высоту h, при которых длительность процесса tпр будет минимальной, при заданной номинальной мощности.
Составим для нёё массовый и тепловой балансы. Баланс масс по воздуху будет иметь вид (1):
(1)Где G - расход воздуху, k*G – поток воздуха, проходящий через байпас, (1-k)*G – поток воздуха, проходящий через камеру.
Баланс тепла в сушильной камере за время Dt будет состоять из нескольких компонентов:
(2)тепло входящего воздуха;
(3)тепло выходящего воздуха;
(4)тепло, идущее на нагрев тела;
(5)тепло на нагрев воздуха в камере.
Где СB – теплоемкость воздуха, MB – масса воздуха в сушильной камере, S – площадь поверхности детали, a - коэффициент теплопередачи от воздуха к телу, tГ(t) – температура на выходе обогревателя, tС(t) – температура в камере, tТ(t) – температура тела.
Таким образом, подвод тепла за время t от воздуха в камере будет иметь вид (6):
(6)Из уравнения (6) будет определяться температура тела tT(t).
Преобразуем уравнение (6) к другому виду:
(7)И в окончательном виде
(8)Для участка подогрева воздуха
, (9)где N – номинальная необходимая мощность.
И напишем баланс для узла смешения воздуха из камеры и байпаса
(10).Таким образом, имея уравнения (8), (6), (9) и (10) получаем систему:
Где входными величинами являются
G - расход воздуха через вентилятор, кг/с
k – доля расхода через Байпас (GB=kG)
M – масса тела, кг
MB – масса воздуха в камере нагрева, кг
с – теплоемкость тела, Дж/кг*градсB – теплоемкость воздуха, сB = 1005,6 Дж/кг*град
S – площадь поверхности металлического изделия, м^2
α – коэффициент теплопередачи от воздуха к телу, Вт/м^2*град
Данная установка описывается следующей математической моделью
(11)Где неизвестными величинами являются
tвх(τ) – температура на входе нагревателя
tг(τ) – температура на выходе нагревателя
tс(τ) – температура в камере сушилки
tm(τ) – температура высушиваемого изделия
Масса воздуха в камере смешения может быть заменена при вводе исходных данных геометрическими параметрами камеры смешения: длиной стороны основания и высотой.
5.2.1Математическое обеспечение
В период сушки влажный материал содержит как связанную (гигро-скопическую), так и свободную влагу и поэтому носит название мокрого или сырого материала. Задача осушки сводится к внешней - к удалению свободной влаги. При обтекании поверхности материала потоком теплоносителя, в пограничном слое возникают градиенты скорости, температуры и влагосодержания. Дифференциальные уравнения переноса для теплоносителя могут быть записаны в следующем виде. Уравнение переноса массы:
- удельное влагосодержание теплоносителя;Vx – продольная скорость обтекания плода пластины, м/с;
x – продольная координата, м;
z – поперечная координата, нормальная к поверхности материала, м;
Vz – компонента скорости, нормальная к поверхности материала, м/с;
а - коэффициент массопроводности (диффузии), м/с ;
T δ - термоградиентный коэффициент, K-1;
tT - температура теплоносителя, K;
Gвл, Gc – масса влаги и сухого воздуха, кг.
Уравнение переноса теплоты: 
где:
aT – коэффициент температуропроводности;
Рт- плотность теплоносителя;
Ст – удельная теплоемкость;
q – объемная мощность инфракрасного (ИК) излучения;
r – удельная теплота испарения воды;
ε - коэффициент фазового перехода.
Следует отметить, что в работе показано весьма слабое влияние фактора поперечного потока массы на процессы тепло- и массообмена в процессах испарения. Таким образом, в уравнениях и можно положить:
В период условно постоянной скорости сушки (внешняя задача) могут быть записаны уравнения сохранения энергии и массы для осушаемого объекта. Плотность потока массы определяется механизмом перемещения влаги внутри материала в виде пара или жидкости (влагопроводность, термовлагопроводность, бародиффузия) и механизмом перемещения влаги с поверхности материала в окружающую среду через пограничный слой при естественной или вынужденной конвекции, а так же энергетикой испарения (удельная теплота испарения, структура, размер и форма капилляров, энергия связи влаги). Общее выражение для плотности потока влаги в капиллярно-пористом теле (в направлении оси Z) записывается [4] в виде соотношения:
o ρ - плотность влаги;
- коэффициент диффузии; 
- коэффициент термодиффузии;