Riba:
- Ikon sanya tanadin makamashi, daidaiton yanayi da alaƙar ruwa cikin matakan lissafi
- Ability don saita lissafin thermal / gudana tare da AI da giciye-duba tare da naúrar da ma'aunin makamashi
- Ƙarfin tambayar ingantattun kewayon ƙididdiga, ƙimar tebur da alaƙa da AI ke amfani da su
Thermodynamics (kimiyyar da ke nazarin canjin makamashi da dangantakar aikin zafi) da injiniyoyin ruwa (kimiyyar da ke nazarin motsi, matsa lamba da yanayin kwararar ruwa da iskar gas) su ne fannonin injiniyan injiniya waɗanda suka ƙunshi mafi yawan "Tables, coefficients and correlations". Ƙarfin wutar lantarki, asarar matsa lamba a cikin bututu, ƙarfin da ake buƙata ta famfo; duk suna buƙatar manyan lambobi na ƙimar fasali da alaƙa mai ƙarfi. Hankali na wucin gadi (AI) ya zo da amfani wajen tsara waɗannan ƙididdiga, yana tunatar da ku daidai daidaitawa, jujjuya raka'a, da taƙaita ƙimar tebur. Amma akwai manyan haɗari guda biyu a nan: AI na iya dawo da ƙimar dukiya (yawanci, danko, takamaiman zafi) a yanayin da ba daidai ba kuma yana iya amfani da alaƙa a waje da ingancin sa. Sabili da haka, nau'o'i biyu a cikin thermodynamics da lissafin ruwa sune tsakiya: bincika kowane sakamako tare da daidaiton makamashi / raka'a da kuma tambaya a ƙarƙashin wane yanayi kowane ƙididdiga ke aiki. A cikin wannan rukunin, zaku koyi yadda ake haɗa AI cikin aminci cikin waɗannan yankuna biyu.
Kiyaye Makamashi: Kayan Aikin Tabbataccen Ƙarfi
Kusan kowane ma'auni a cikin thermodynamics yana dogara ne akan kiyaye makamashi: makamashi a = kuzarin fitar da makamashi. Ana samun ƙarfin da ake buƙata don dumama ruwa ta ma'auni Q = ṁ·c_p·ΔT; inda ṁ shine yawan kwararar taro (kg/s), c_p shine takamaiman zafi (makamashin da ake buƙata don ƙona kilo ɗaya na abu da digiri ɗaya, J/kg·K), ΔT shine bambancin zafin jiki. Wannan alaƙa guda ɗaya tana ɗaukar kurakuran AI marasa ƙima. Alal misali, idan AI ya ce "5 kW hita yana zafi lita 1 na ruwa zuwa 20 ° C a cikin 2 seconds": Q = 1 · 4186 · 20 ≈ 84 kJ na 1 kg na ruwa; Tare da 5 kW wannan yana ɗaukar ~ 17 seconds, ba 2 seconds ba. Ba za a iya karɓar sakamakon da ba na jiki ba tare da tabbatarwa ba.
Tukwici: Lokacin da kuka gama kowane lissafin thermodynamic, tambaya "Ina wannan makamashi ya fito kuma a ina ya tafi?" Idan ikon shigarwa, ƙarfin fitarwa da makamashin da aka adana ba su daidaita ba, akwai kuskure a wani wuri. Ƙara umarnin "ba da sakamakon tare da ma'aunin makamashi" zuwa AI kowane lokaci.
Coefficient da Ingantacciyar Rage Rage a cikin Ruwa
A cikin lissafin ruwa, ƙididdigewa kamar abubuwan gogayya, adadin asarar da lambar Nusselt yawanci suna zuwa ne daga alaƙar gwaji, kuma kowane alaƙa yana da iyakacin inganci. Lambar Reynolds (lambar marar girma wacce ke ƙayyade ko kwararar laminar ne ko tashin hankali, Re = ρ·V·D/μ) shine maɓalli ga wannan kewayon. Matsakaicin juzu'i don kwararar laminar (Re <~ 2300) ana samun su ta hanyar ma'auni mai sauƙi f = 64 / Re; A cikin tashin hankali, ana buƙatar Colebrook ko alaƙa makamancin haka. Idan AI ta yi amfani da dabarar laminar zuwa kwararar tashin hankali, sakamakon zai zama ba daidai ba.
girman
alama / daidaitawa
za a biya hankali
Lambar Reynolds
Re = ρ·V·D/μ
Yana ƙayyade tsarin mulki; Zaɓin haɗin kai ya dogara da wannan
Laminar gogayya factor
f = 64/Re
Sake kawai <~2300
Asarar matsin bututu
Δp = f · (L/D) · (ρV²/2)
f dole ne ya fito daga tsarin daidaitaccen tsari
Ƙarfin canja wurin zafi
Q = ṁ·c_p·ΔT
Ya kamata a ɗauki ƙayyadaddun ƙayyadaddun bayanai a matsakaicin zafin jiki
Hankali: Yawan yawa, danko da takamaiman ƙimar zafi da AI ke bayarwa sun dogara da zafin jiki sosai. Yayin da dankon ruwa ya kasance ~1.0mPa·s a 20°C, yana raguwa zuwa ~0.35mPa·s a 80°C, wato, an rage kashi daya bisa uku. Siffar da ba ta dace ba za ta nuna son rai ga lambar Reynolds da duk lissafin. Koyaushe tabbatar da yanayin yanayin da aka ɗauka.
Mataki-mataki: Ƙididdigar thermal/Flow tare da AI
- Ƙayyade tsarin da iyaka. Makamashi da taro suna shiga / fita daga abin da; Menene ƙarar sarrafawa?
- Jerin abubuwan da aka sani da waɗanda ba a sani ba. Yawan kwarara, zazzabi, matsa lamba, lissafi.
- Samo fasalulluka a daidai zafin jiki. A bayyane yake gaya wa AI zafin jiki; sannan tabbatar da darajar daga tebur.
- Ƙayyade tsarin mulki. Yi ƙididdige lambar Reynolds kuma yanke shawarar laminar/hargitsi.
- Aiwatar da daidaituwa a cikin kewayon inganci. Bincika iyakar daidaitawa.
- Kula da ma'auni na makamashi / taro. In = fita? Shin tsari na girma ya dace?
Matsakaicin lissafin thermal
Matsayi: Injiniyan injiniya ya kware a tsarin zafi. Aiki: Yi ƙididdige ƙarfin wutar lantarki wanda zai ɗora ruwan da ke gudana tare da ƙimar 2 L / min daga 15 ° C zuwa 45 ° C. Doka: Jiha a INA zafin jiki da yawa da ƙayyadaddun zafi na ruwa da aka samu kuma rubuta cewa ya kamata a tabbatar da waɗannan dabi'u daga tebur.Dokar: Nuna raka'a a kowane mataki; Bayar da sakamakon tare da ma'aunin makamashi Q = ṁ · c_p · ΔT kuma fassara tsari na girma.
Tsarin gudana da asarar matsa lamba
Ruwa yana gudana a cikin bututu: diamita na ciki 25 mm, gudun 1.2 m / s, zazzabi 20 ° C, tsawon 10 m. Da farko lissafta lambar Reynolds kuma ƙayyade tsarin mulki (laminar/harbulent). Zaɓi alaƙar da ta dace da tsarin kuma rubuta dalilin da yasa kuka zaɓi ta. Sannan lissafta asarar matsi. Nuna raka'a a kowane mataki.Dokar: Ƙayyade ingantattun kewayon haɗin da kuke amfani da su.
Gaggawar tabbatar da ƙimar dukiya
Tambayi wannan da'awar tare da ƙwararrun masanin thermodynamic, kada ku yarda da ni: "Ƙananan zafin ruwa shine 4.18 kJ/kg·K." - A wane zafin jiki da matsa lamba ne wannan darajar ke aiki? - Ta yaya yake canzawa tare da zafin jiki? - Daga wane tebur / tushe zan tabbatar da shi?
Ma'aunin makamashi yana faɗakarwa
Tsallake-duba lissafin musayar zafi na da ke ƙasa tare da ma'aunin makamashi: dole ne a ba da gefen zafi zafi ≈ zafin gefen sanyi da aka ɗauka.
Rauni Mai Sauƙi / Ƙarfi Mai ƙarfi
Rawanin faɗakarwa:
KW nawa ake bukata don dumama wannan ruwa?
Babu ƙimar kwarara, kewayon zafin jiki da yanayin ruwa; AI yana haɓaka ƙimar, baya faɗi a wane zafin jiki yana samun kaddarorin, baya tabbatarwa.
Ƙarfi mai ƙarfi:
2 l/min ruwa, 15°C zuwa 45°C. Yi lissafin ƙarfin dumama. Ƙayyade a wanne zafin jiki da kuka sami yawa da ƙayyadaddun zafi, yi alamar ƙimar don tabbatarwa. Nuna raka'a a kowane mataki, samar da sakamakon tare da ma'aunin makamashi da fassara tsari na girma.
Sautin na biyu yana buƙatar duk abubuwan shigarwa don samar da yanayin yanayin yanayin yanayi da ma'aunin makamashi; alamar ƙimar da za a tabbatar.
Karamin Kararraki Uku (Ta Lambobi)
Case 1 - Extraphysical dumama. AI ya ce "5 kW hita yana zafi 1 L na ruwa zuwa 20 ° C a cikin 2 seconds." Injiniyan yana samar da ma'aunin makamashi: Q = 1 · 4186 · 20 ≈ 84 kJ; Lokacin da 5 kW = 84,000/5,000 ≈ 17 s. "Daƙiƙa 2" na AI kuskure ne ta hanyar ~8. Ba tare da tabbatarwa ba wannan ƙimar za ta lalata zaɓin dumama gaba ɗaya.
Shari'a 2 - Tsarin mulki mara kyau, rashin daidaituwa. Kodayake Re = 6,500 (m) yana samuwa a cikin lissafin bututu, AI yana amfani da dangantaka ta laminar f = 64 / Re; Yana ba da f ≈ 0.0098, yayin da tashin hankali yana kan tsari f ≈ 0.035. An kiyasta asarar matsin lamba ~ 3.5 sau ƙasa. Injiniyan yana duba Reynolds kuma ya ci gaba zuwa daidaiton da ya dace da tsarin mulki. Darasi: tsarin mulki na farko, daidaitawa na biyu.
Hali na 3 - Danko mai dogaro da yanayin zafi. Don man 80 ° C, AI yana amfani da ƙimar danko na 20 ° C kuma yana ƙididdige Reynolds da ƙasa fiye da yadda ya kamata, kuskure yana tunanin kwararar laminar ce. Tare da danko a madaidaicin zafin jiki, Reynolds ya ninka kuma tsarin yana jujjuyawa. Injiniyan yana gyara kuskuren ta hanyar ɗaukar fasalin daga takaddar bayanan a daidai zafin jiki. Darasi: Ana ɗaukar ƙayyadaddun bayanai koyaushe a yanayin zafin aiki.
Kuskuren gama gari
- Ɗaukar kayan a yanayin da ba daidai ba: Barin yawa/danko a zafin jiki da rashin kula da zafin jiki.
- Zaɓin daidaitawa ba tare da sarrafa tsarin mulki ba: Yin amfani da haɗin gwiwar laminar a cikin tashin hankali.
- Rashin samar da ma'auni na makamashi: Ba a duba sakamakon ta kwatanta ƙarfin shigarwa/fitarwa.
- Rudani na raka'a: Yin watsi da bambance-bambance tsakanin L/min da kg/s, kW da kJ, °C da K.
- Aiwatar da haɗin kai a waje da kewayon ingancin sa: Rashin tambayar iyakokin haɗin gwiwa.
- Tsallake umarni na girma: Rashin lura da sakamakon da ba na zahiri ba kamar "Zafi a cikin daƙiƙa 2".
A takaice
- Thermodynamics da lissafi na ruwa sun dogara da ƙididdiga masu yawa da kuma alaƙa mai ƙarfi; Dukansu tushen kuskure ne.
- Kiyaye makamashi (Q = ṁ·c_p·ΔT) ita ce hanya mafi ƙarfi ta tabbatarwa; Bincika kowane sakamako tare da ma'aunin makamashi.
- Da farko ƙayyade tsarin mulki a cikin gudana ta lambar Reynolds; Aiwatar da daidaituwa a cikin kewayon inganci.
- Properties kamar yawa, danko, musamman zafi dogara karfi da zafin jiki; Koyaushe saya a yanayin zafin aiki.
- AI yana tunawa da ƙima kuma yana daidaita asusun; amma dole ne injiniyan ya tabbatar da ƙima da sakamako.
Aikin aikace-aikace
Zaɓi matsalar zafi ko kwarara (ikon wutar lantarki, asarar matsa lamba a cikin bututu, ko ma'auni na mai musayar zafi). Shin AI ta saita tsarin da iyaka, sami fasalulluka a madaidaicin zafin jiki, da nunin raka'a a kowane mataki. Idan matsalar kwarara ce, da farko a ƙididdige lambar Reynolds kuma a zaɓi alaƙar da ta dace da tsarin mulki. Sa'an nan kuma yi tabbaci guda biyu: gicciye-duba sakamakon tare da ma'auni na makamashi / taro kuma tabbatar da ƙimar dukiya da aka yi amfani da ita (ƙayyadadden zafi, danko) daga tebur. Idan sakamakon da ba na jiki ba ya faru, kama shi bisa ga girmansa kuma rubuta dalilin.
jerin abubuwan dubawa
- [ ] Tsarin / ƙarar sarrafawa da iyaka an bayyana su a fili.
- [ ] Ƙayyadaddun ƙayyadaddun da aka ɗauka a zafin aiki kuma an tabbatar da su daga tebur.
- [] An ƙididdige lambar Reynolds a cikin kwarara kuma an ƙayyade tsarin mulki; An zaɓi haɗin kai daidai.
- [ ] An duba ingancin kewayon haɗin gwiwa.
- [ ] An duba sakamakon giciye tare da ma'aunin kuzari/ma'auni.
- [ ] An yi odar tabbatar da girma; Sakamakon da ba na jiki ba ba a bar shi ba.