2012 Свиткин В.Г.

Программное обеспечение Программное обеспечение

для расчёта потерь теплотыдля расчёта потерь теплоты

через плоскую многослойную стенкучерез плоскую многослойную стенку

Разработчик: Свиткин В. Г., гр.Мт-490503

Руководители: Гольцев В.А. Лавров В.В.

Цель работы

Целью данной работы является создание программного обеспечения для автоматизации операций, связанных с расчетом тепловых потерь через плоскую многослойную стенку.

По должно обладать следующими функциями:• расчет тепловых потерь через стенку;• построение температурного поля в стенке;• численное и графическое представление

результатов;• формирование отчетной документации.

Этапы разработки:

• составление технического задания;составление технического задания;• выполнение методики расчета в виде файла выполнение методики расчета в виде файла

электронных таблиц MS Office Excel;электронных таблиц MS Office Excel;• создание диаграмм внешних функций в виде файлов создание диаграмм внешних функций в виде файлов

MS Visio;MS Visio;• проектирование архитектуры программного проектирование архитектуры программного

обеспечения;обеспечения;• выполнение реализации (кодирования) расчетного выполнение реализации (кодирования) расчетного

модуля в виде dll-файла и клиентского модуля в модуля в виде dll-файла и клиентского модуля в среде программирования Visual Studio;среде программирования Visual Studio;

• разработка пользовательской документации.разработка пользовательской документации.

Теоретические сведения

• Печь – огражденное от окружающего пространства тепловое технологическое оборудование, в котором происходит генерация тепла и передача его нагреваемому материалу. При этом часть выделяемой тепловой энергии расходуется на осуществление технологического процесса, а часть - бесполезно теряется, нагревая окружающую среду.

• Уменьшение тепловых потерь позволяет повысить эффективность работы печей, снизить потребление энергии на единицу производимой продукции.

• Часть тепла теряется путем передачи теплопроводностью через огнеупорную кладку.

Постановка задачи

• Известны толщина и функция зависимости теплопроводности от температуры для каждого слоя, температура внутренней поверхности кладки, температура окружающего воздуха, степень черноты внешней поверхности стенки и ее площадь.

• Требуется построить температурное поле в стенке и определить величину тепловых потерь через кладку в окружающую среду в единицу времени.

Реализация алгоритма расчета в MS Excel

Функциональная модель системы

Архитектура системы

Спецификация внешних функций

Установка программного средства

Главное окно программы

Редактирование данных слоя

Окно выбора материала

Результаты расчета

График

Формирование отчета

Редактирование базы данных

Руководство пользователя

Окно сведений о программе

Проведение исследований с помощью программы

• В программу были заложены средства для проведения исследования влияния различных факторов на тепловые потери

• Имеется возможность сравнения результатов расчета для нескольких файлов данных

• Результат представляется в виде таблиц и диаграмм

Влияние толщины слоя тепловой изоляции на тепловые потери

Влияние степени черноты внешней поверхности на тепловые потери

Данный рисунок иллюстрирует повышение температуры в рабочем слое футеровки при введении слоя тепловой изоляции

Анализ результатов

Рекомендуемые мероприятия для снижения тепловых потерь:

• увеличение толщины слоя тепловой изоляции;• применение теплоизоляционных материалов

наилучшего качества, таких как минеральная вата;• покрытие наружной поверхности светлой

алюминиевой краской.Для высокотемпературных печей (сталеплавильных,

ферросплавных, рафинирования никеля) целесообразно применять водоохлаждаемые панели корпуса, так как это повышает стойкость футеровки.

Выводы по работе

• В ходе работы было создано программное обеспечение для расчета тепловых потерь через плоскую многослойную стенку.

• Разработанное программное средство отвечает всем требованиям, определенным в начале проектирования, обеспечивает заданную функциональность.

• Программное средство может использоваться инженерами-теплотехниками при проектировании металлургических печей, а также студентами технических специальностей при изучении дисциплины «Теплофизика».