Girdeji:
- Energiýany tygşytlamak, döwlet we suwuk düýpli gatnaşyklaryň deňlemelerini hasaplaýyş ädimlerine goýmak ukyby
- Malylylyk / akym hasaplamalaryny AI bilen sazlamak we birlik we energiýa balansy bilen kesişmek
- AI tarapyndan ulanylýan koeffisiýentleriň, tablisanyň bahalarynyň we korrelýasiýalarynyň dogrulygyny soramak ukyby
Termodinamika (energiýanyň üýtgemegini we ýylylyk-iş gatnaşyklaryny öwrenýän ylym) we suwuk mehanika (suwuklyklaryň we gazlaryň hereketini, basyşyny we akymyny öwrenýän ylym) iň "tablisalary, koeffisiýentleri we korrelýasiýalary" öz içine alýan mehaniki in engineeringenerçilik ugurlarydyr. Heatylylyk çalşyjynyň güýji, turbadaky basyşyň ýitmegi, nasos tarapyndan talap edilýän güýç; hemmesi köp sanly aýratynlyk gymmatlyklaryny we empirik baglanyşyklary talap edýär. Emeli intellekt (AI) bu hasaplamalary düzmekde, dogry baglanyşygy, birligi öwürmek we tablisanyň bahalaryny jemlemek üçin peýdaly bolýar. Hereöne bu ýerde iki sany uly töwekgelçilik bar: AI nädogry temperaturada emläk bahasyny (dykyzlygy, ýapyşyklygy, aýratyn ýylylygy) yzyna gaýtaryp biler we güýjiniň çäginden daşarda korrelýasiýa ulanyp biler. Şonuň üçin termodinamikada we suwuk hasaplamada iki ders merkezi: her netijäni energiýa balansy / birlik yzygiderliligi bilen barlamak we her koeffisiýentiň haýsy şertlerde dogrudygyny sorag etmek. Bu bölümde AI-ni bu iki ugra nädip howpsuz goşmalydygyny öwrenersiňiz.
Energiýany tygşytlamak: Iň güýçli kepillendiriji gural
Termodinamikadaky her deňleme diýen ýaly energiýany tygşytlamaga esaslanýar: energiýa = energiýa çykýar + energiýa tygşytlanýar. Suwuklygy gyzdyrmak üçin zerur bolan güýç Q = ṁ · c_p · ΔT deňlemesi bilen tapylýar; bu ýerde the köpçülikleýin akym tizligi (kg / s), c_p aýratyn ýylylykdyr (bir kilogram maddany bir dereje gyzdyrmak üçin zerur energiýa, J / kg · K), ΔT temperatura tapawudy. Bu ýeke korrelýasiýa sansyz AI ýalňyşlyklaryny ele alýar. Mysal üçin, AI "5 kWt gyzdyryjy 1 litr suwy 2 sekuntda 20 ° C çenli gyzdyrýar" diýse: 1 kg suw üçin Q = 1 · 4186 · 20 ≈ 84 kJ; 5 kWt bilen bu 2 sekunt däl-de, 17 sekunt gerek. Fiziki däl netijeleri barlamazdan kabul edip bolmaz.
Maslahat: Her termodinamiki hasaplamany gutaranyňyzda "bu energiýa nireden geldi we nirä gitdi?" Diýip soraň. Giriş güýji, çykyş güýji we saklanýan energiýa deňagramly bolmasa, bir ýerde näsazlyk bar. AI-e her gezek "netijäni energiýa balansy bilen üpjün etmek" buýrugyny goşuň.
Suwuklyklarda koeffisiýent we ygtybarlylyk aralygy duzagy
Suwuklyk hasaplamalarynda sürtülme faktory, ýitgi koeffisiýentleri we Nusselt sany ýaly mukdarlar köplenç tejribe korrelýasiýalaryndan gelýär we her korrelýasiýanyň güýji bar. Reynolds sany (akymyň laminar ýa-da turbulentdigini kesgitleýän ölçegsiz san, Re = ρ · V · D / μ) bu aralygyň açarydyr. Laminar akym üçin sürtülme faktory (Re <~ 2300) f = 64 / Re ýönekeý deňleme bilen tapylýar; Tüweleýli akymda Colebrook ýa-da şuňa meňzeş gatnaşyklar zerurdyr. AI turbulent akym üçin laminar formula ulansa, netije düýbünden ýalňyş bolar.
ululygy
nyşan / korrelýasiýa
üns berler
Reynolds sany
Re = ρ · V · D / μ
Re regimeimi kesgitleýär; Korrelýasiýany saýlamak şoňa baglydyr
Laminar sürtülme faktory
f = 64 / Re
Diňe Re <~ 2300
Turbanyň basyşynyň ýitmegi
Δp = f · (L / D) · (ρV² / 2)
f dogry re fromimden gelmeli
Transtylylyk güýji
S = ṁ · c_p · ΔT
Aýratynlyklar ortaça temperaturada alynmalydyr
Üns beriň: AI tarapyndan berlen dykyzlyk, ýapyşyklyk we aýratyn ýylylyk bahalary temperatura berk baglydyr. Suwuň ýelimliligi 20 ° C-de m 1,0 mPa · s bolsa-da, 80 ° C-de 35 0.35 mPa · s çenli azalýar, ýagny üçden birine azalýar. Nädogry temperaturadaky aýratynlyk, Reynolds sanyny we tutuş hasaplamany ýitirer. Aýratynlygyň haýsy temperaturada alnandygyny hemişe barlaň.
Stepdimme-ädim: AI bilen ýylylyk / akym hasaplamasy
- Ulgamy we araçägi kesgitläň. Energiýa we massa nämä girýär / çykýar; Dolandyryş göwrümi näçe?
- Belli we nämälimleri sanaň. Akym tizligi, temperatura, basyş, geometriýa.
- Aýratynlyklary dogry temperaturada alyň. AI-e temperaturany aýdyň aýdyň; soň tablisadan bahany barlaň.
- Re regimeimi kesgitläň. Reynolds sanyny hasaplaň we laminar / turbulent çözüň.
- Korrelýasiýany ygtybarlylyk çäginde ulanyň. Korrelýasiýanyň çäklerini barlaň.
- Energiýa / köpçülik deňagramlylygyny saklaň. In = out? Ululygyň tertibi ýerliklimi?
Malylylyk hasaplamasy
Roly: malylylyk ulgamynda tejribeli mehanik. Wezipe: 15 ° C-den 45 ° C-e çenli akýan suwy 2 L / min bilen gyzdyrjak elektrik gyzdyryjynyň güýjüni hasaplaň Düzgün: Haýsy temperaturada suwuň dykyzlygy we aýratyn ýylylygy alynýar we bu bahalaryň tablisadan tassyklanmalydygyny ýazyň. Düzgün: Her ädimde birlikleri görkeziň; Netijäni Q = ṁ · c_p · ΔT energiýa balansy bilen üpjün ediň we ululyk tertibini düşündiriň.
Akym re regimeimi we basyşyň ýitmegi
Turbada suw akýar: içki diametri 25 mm, tizligi 1,2 m / s, temperatura 20 ° C, uzynlygy 10 m. Ilki bilen Reynolds sanyny hasaplaň we re regimeimi kesgitläň (laminar / turbulent). Re regimeimi ýakynlaşdyrýan sürtülme faktoryny saýlaň we näme üçin saýlandygyňyzy ýazyň. Soňra basyş ýitgisini hasaplaň. Her ädimde birlikleri görkeziň. Düzgün: Ulanylýan korrelýasiýanyň dogrulygyny kesgitläň.
Gozgalmaýan emläk bahasyny barlamak
Termodinamikanyň çylşyrymlylygy bilen bu talapy soraň, meniň bilen ylalaşmaň: "Suwuň aýratyn ýylylygy 4,18 kJ / kg · K." - Bu baha haýsy temperaturada we basyşda dogry? - Temperatura bilen nähili üýtgeýär? - Haýsy tablisadan / çeşmeden barlamaly?
Energiýa deňagramlylygy
Aşakdaky ýylylyk çalşyjy hasaplamamy energiýa balansy bilen barlaň: gyzgyn tarapy ýylylyk berilmeli ≈ sowuk tarapdaky ýylylyk. [Hasaplama bahalary] Iki tarap deň bolmasa, tapawudyň nireden gelýändigini we haýsy bahany barlamalydygyny görkeziň.
Gowşak gyssagly / güýçli teklip
Gowşak haýyş:
Bu suwy gyzdyrmak üçin näçe kWt gerek?
Akym tizligi, temperatura aralygy we suwuklyk ýagdaýy ýok; AI bahany düzýär, haýsy temperaturada häsiýet alýandygyny aýtmaýar, barlamaýar.
Güýçli haýyş:
2 L / min suw, 15 ° C-den 45 ° C. Ateryladyjynyň güýjüni hasaplaň. Dykyzlygy we aýratyn ýylylygy haýsy temperaturada alýandygyňyzy kesgitläň, tassyklanjak bahany belläň. Her ädimde birlikleri görkeziň, netijäni energiýa deňagramlylygy bilen üpjün ediň we ululyk tertibini düşündiriň.
Ikinji haýyş, aýratynlyk temperaturasyny we energiýa balansyny üpjün etmek üçin ähli girişleri talap edýär; barlanmaly bahalary belleýär.
Üç sany kiçi waka (Sanlar boýunça)
1-nji hadysa - Ekstrafiziki ýyladyş. AI "5 kWt gyzdyryjy 2 sekuntda 1 L suwy 20 ° C çenli gyzdyrýar" diýýär. Inerener energiýa balansyny üpjün edýär: Q = 1 · 4186 · 20 ≈ 84 kJ; 5 kWt = 84,000 / 5000 ≈ 17 s. AI-iň "2 sekunt" ~ 8 faktor bilen nädogry. Barlamazdan, bu baha gyzdyryjy saýlamany bütinleý bozar.
2-nji hadysa - Nädogry re regimeim, nädogry koeffisiýent. Turbany hasaplamakda Re = 6,500 (turbulent) tapylsa-da, AI laminar gatnaşygy f = 64 / Re ulanýar; F ≈ 0,0098 berýär, turbulent bolsa f ≈ 0.035 tertibinde. Basyşyň ýitmegi ~ 3,5 esse pes diýlip çaklanylýar. Inerener Reynolds barlaýar we re regimeime laýyk deňlemä geçýär. Sapak: birinji re regimeim, ikinjisi korrelýasiýa.
3-nji hadysa - Temperatura bagly ýapyşyk. 80 ° C ýagy üçin, AI 20 ° C ýapyşyklyk bahasyny ulanýar we Reynolds-dan has pes hasaplaýar, ýalňyşlyk bilen akymyň laminardygyny pikir edýär. Dogry temperaturada ýelimlilik bilen Reynolds iki esse köpelýär we re regimeim bulaşyk bolýar. Inerener, dogry temperaturada maglumat tablisasyndan aýratynlygy alyp, ýalňyşlygy düzedýär. Sapak: spesifikasiýa elmydama iş temperaturasynda alynýar.
Adaty ýalňyşlyklar
- Emlägi nädogry temperaturada almak: Dykyzlygy / ýapyşyklygy otag temperaturasynda goýmak we işleýiş temperaturasyna üns bermezlik.
- Re regimeime gözegçilik etmezden korrelýasiýany saýlamak: Turbulent akymda laminar korrelýasiýany ulanmak.
- Energiýa balansyny üpjün etmezlik: Giriş / çykyş energiýasyny deňeşdirip netijäni barlamazlyk.
- Bölüm bulaşyklygy: L / min bilen kg / s, kWt we kJ, ° C we K arasyndaky tapawutlara ähmiýet bermezlik.
- Korrelýasiýany ygtybarlylyk çäginden daşarda ulanmak: Korrelýasiýanyň çäklerini sorag etmezlik.
- Ululyk sargytlaryndan bökmek: "2 sekuntda gyzdyrylýar" ýaly fiziki däl netijelere üns bermezlik.
Gysgaça
- Termodinamika we suwuk hasaplamalar köp sanly tablisa bahalaryna we empirik korrelýasiýalara bil baglaýar; Ikisem ýalňyşlygyň çeşmesi.
- Energiýany tygşytlamak (Q = ṁ · c_p · ΔT) üpjün etmegiň iň güýçli serişdesidir; Her netijäni energiýa balansy bilen barlaň.
- Ilki bilen akymdaky re Reimi Reynolds sany boýunça kesgitläň; Korrelýasiýany ygtybarlylyk çäginde ulanyň.
- Dykyzlygy, ýapyşyklygy, aýratyn ýylylyk ýaly häsiýetler temperatura berk baglydyr; Elmydama iş temperaturasynda satyn alyň.
- AI bahalary ýada salýar we hasaby düzýär; koeffisiýenti we netijeleri inerener tarapyndan tassyklanmalydyr.
Programma meselesi
Malylylyk ýa-da akym meselesini saýlaň (suw gyzdyryjynyň güýji, turbadaky basyşyň ýitmegi ýa-da ýylylyk çalşyjynyň balansy). AI ulgamy we araçägi gurup, aýratynlyklary dogry temperaturada alyň we her ädimde birlikleri görkeziň. Eger akym meselesi bolsa, ilki bilen Reynolds sanyny hasaplaň we re regimeime laýyk korrelýasiýa saýlaň. Soňra iki sany barlag geçiriň: netijäni energiýa / köpçülik balansy bilen kesip geçiň we tablisadan ulanylýan emläk bahasyny (aýratyn ýylylyk, ýapyşyk) barlaň. Fiziki däl netije ýüze çyksa, ululygy boýunça tutuň we sebäbini ýazyň.
gözegçilik sanawy
- [] Ulgam / dolandyryş göwrümi we araçägi anyk kesgitlenendir.
- [] Işleýiş temperaturasynda alnan we tablisadan tassyklanan aýratynlyklar.
- [] Akymdaky Reynolds sany hasaplandy we re regimeim kesgitlenildi; Korrelýasiýa degişlilikde saýlandy.
- [] Korrelýasiýanyň ygtybarlylyk diapazony barlandy.
- [] Netije energiýa / köpçülik deňagramlylygy bilen kesişýär.
- [] Ululygy barlamak tertibi geçirildi; Fiziki däl netijeler galdyrylmady.