Часть 1 https://dzen.ru/a/adPc3EPe8WsFPhMI
Часть 3 https://dzen.ru/a/adUeqT9OvB4b9Rvg
Пример 2. Пример посложнее и касается расчета времени падения стержня блокировки ядерного реактора. Время не должно превышать некоторого критического значения.
Поскольку стержень аварийной защиты падает в канале с водой, имеющей температуру около 300°C, необходимо знать физические параметры воды при этой температуре.
Итак, на падающий в воде стержень действуют силы:
Fтяж – сила тяжести,
Fарх – выталкивающая сила Архимеда
Fгидр.сопр. – сила гидравлического сопротивления
Зная эти силу, высоту падения можно определить ускорение падения и время падения.
Самое сложное – определить силу гидравлическаго сопротивления.
Для ее определения можно воспользоваться двумя путями:
1. По справочнику Идельчик И.Е. «Справочник по гидравлическим сопротивлениям» определить коэффициент гидравлического сопротивления в зависимости от скорости падения и рассчитать гидравлическую силу.
2. Воспользоваться CAD системой и рассчитать силу гидравлического сопротивления в функции скорости падения. Этот способ и был применен в данном расчетном случае.
Высота падения разбивалась на участки по 5 мм (общая длина – 1000 мм) и считалось, что на таком участке действующие силы имеют постоянное значение. В результате получился график скорости падения стержня по участкам (рис. 4) и график времени падения по участкам рабочего хода(рис. 5)
Пример 3. Это пока самый сложный расчет, реализованный с помощью программы VBA
Цель задачи: рассчитать распределение температуры текущей рабочей среды по длине скважины.
До глубины 500 метров труба находится в воде, далее от 500 до 3000 м труба находится в воздухе.
Использовать для расчета CAD системы ввиду огромных длин расчета практически невозможно.
Задачу удалось решить только с применением модели решения критериальных уравнений теплоотдачи (критерии Нуссельда, Рейнольда и т.д.). Для решения вся длина 3000 метров разбивалась на участки по 1 метру, на которых принималось, что параметры постоянны. Расчетная программа написана на VBA с реализацией сходимости тепловых потоков от текущей среды к трубе (вынужденная конвекция), через стенку трубы (теплопроводность) и от стенки трубы в окружающую среду (вода-воздух).
На рис. 6 показано окно настройки расчетной программы, а на рис. 7 –результаты расчета.