«Медеу бөгетінің суағытқыштары» ТУ абж үшін ОРС-серверді Masterscada құралдарымен жобалау және баптау
ҚЫСҚАРТУЛАР МЕН МАҒЫНАЛАРЫ 3
КІРІСПЕ 5
НЕГІЗГІ БӨЛІМ 8
1 МЕДЕУ БӨГЕТІНІҢ СУҚАШЫРТҚЫСЫНДА СҰЙЫҚ ФАЗАНЫҢ ТРАНСПОРТТЫ ҚОЗҒАЛЫСЫ 9
1.1 Гетерогенді ортадағы гидравлика моделі 10
1.2 Тасушы фаза (ψ.ω,V3) айнымалысы үшін Навье . Стокса қозғалыс теңдеуі 12
1.3 Тоқ функциясына байланысты Пуассона теңдеуі шешімініңалгоритміжәне программасы 14
(тестік мысал) 14
2 АРМ «СУҚАШЫРТҚЫСЫНЫҢ» ПРОГРАММАЛЫҚ МОДУЛІ 18
2.1 ҚПП.ға талап 18
2.2 ҚПП «СУҚАШЫРТҚЫСЫН» құру жұмысын ұйымдастыру 20
2.3 Цинлиндрлік турбадағы анық сұйықтық айналымындағы тапсырманы шешудің программалау технологиясы 22
2.4 Селдік массаны тазалау процесі мен қатты бөлшектер концентрациясының тасушы ортаға әсерін модельдеу 25
2.5. Медеу бөгетінің суқашытрқысының қауіпсіз лақтыруы үшін тасушы ортаның тазалау уақыты есебінің компьютерлік интерфейсі мен алгоритмі 28
3 ЛАЗЕРЛІ СКАНЕРЛЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ ЖӘНЕ СҰҚАШЫРТҚЫНЫҢ БҰДЫР БЕТОН ҚАБЫРҒАСЫНЫҢ ҮШ ӨЛШЕМДІ МОДЕЛІ 31
3.1 Тахеометр көмегімен бұдыр бетон бетін зерттеу технологиясы және оның мамандандырылған программалық жабдығы 34
4 MASTERSCADA ЖҮЙЕСІ . ПРОГРАММАЛЫҚ ПАКЕТ 44
4.1 SCADA . жүйесінің тапсырмалары және оны тағайындау 45
4.2 SCADA.жүйесі құрылымы 46
4.3 SCADA . жүйесінде процедураны басқарудың ерекшеліктері 47
ҚОРЫТЫНДЫ 48
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 51
ҚОСЫМША
КІРІСПЕ 5
НЕГІЗГІ БӨЛІМ 8
1 МЕДЕУ БӨГЕТІНІҢ СУҚАШЫРТҚЫСЫНДА СҰЙЫҚ ФАЗАНЫҢ ТРАНСПОРТТЫ ҚОЗҒАЛЫСЫ 9
1.1 Гетерогенді ортадағы гидравлика моделі 10
1.2 Тасушы фаза (ψ.ω,V3) айнымалысы үшін Навье . Стокса қозғалыс теңдеуі 12
1.3 Тоқ функциясына байланысты Пуассона теңдеуі шешімініңалгоритміжәне программасы 14
(тестік мысал) 14
2 АРМ «СУҚАШЫРТҚЫСЫНЫҢ» ПРОГРАММАЛЫҚ МОДУЛІ 18
2.1 ҚПП.ға талап 18
2.2 ҚПП «СУҚАШЫРТҚЫСЫН» құру жұмысын ұйымдастыру 20
2.3 Цинлиндрлік турбадағы анық сұйықтық айналымындағы тапсырманы шешудің программалау технологиясы 22
2.4 Селдік массаны тазалау процесі мен қатты бөлшектер концентрациясының тасушы ортаға әсерін модельдеу 25
2.5. Медеу бөгетінің суқашытрқысының қауіпсіз лақтыруы үшін тасушы ортаның тазалау уақыты есебінің компьютерлік интерфейсі мен алгоритмі 28
3 ЛАЗЕРЛІ СКАНЕРЛЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ ЖӘНЕ СҰҚАШЫРТҚЫНЫҢ БҰДЫР БЕТОН ҚАБЫРҒАСЫНЫҢ ҮШ ӨЛШЕМДІ МОДЕЛІ 31
3.1 Тахеометр көмегімен бұдыр бетон бетін зерттеу технологиясы және оның мамандандырылған программалық жабдығы 34
4 MASTERSCADA ЖҮЙЕСІ . ПРОГРАММАЛЫҚ ПАКЕТ 44
4.1 SCADA . жүйесінің тапсырмалары және оны тағайындау 45
4.2 SCADA.жүйесі құрылымы 46
4.3 SCADA . жүйесінде процедураны басқарудың ерекшеліктері 47
ҚОРЫТЫНДЫ 48
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 51
ҚОСЫМША
Медеу бөгеті 1973жылы өзінің басты міндетін орындап, катастрофиялық қауіпті тоқтатқаны бәрімізге белгілі, алайда бұлай болу барысы жоспардағыдай болмады. Біріншіден, сумен қоса тастан, қалдық заттардан, бөлшектерден және ағаштан тұратын тасқын суқашыртқысы порталының төменгі бөлігін бекітіп, оны арнасынан шығарды. Екіншіден, суды лақтыру процессі барлық сел массасы кеткеннен кейін ғана орындалды. Ал үшіншіден, насоспен суды лақтыру гребень плотины арқылы өткендіктен ешбір қатты фазаны өткізбеді (ұсақ валундар мен тастар) және аз шығынмен.
1 Смирнов И.П.,ДеговецА.С.,ЖиркевичА.Н.Методика расчета основных характеристик ливневых селей на территории Казахской ССР//Труды ЗакНИИГМИ,1984, вып.№(90).С.47-60
2 ХерхеулидзеИ.И.Сквозные, защитные и регулирующие сооружения на горных реках.М., 1967, 131 с.
3 Виноградов А.Б. Методы расчета основных характеристик селевых потоков//Проблемы противоселевых мероприятий.Алма-Ата,1979,С.55-71.
4 Квасов А.И.Селевые потоки и их воздействие на сооружения.-Алма-Ата:Наука,1987.-132 с.
5 ДорфманА.Л.Численное моделирование двухфазных течений с вязкой несущей фазой//Механика жидкости и газа,1981, №3, С.49-54
6 Лятхер В.М.,Милитеев А.Н. Гижравлические исследования численными методами//Водные ресурсы, 1981, № 3,С.60-79
7 Волшаник В.В., Зуйков А.Л., Мордасов А.П. Закрученные потоки в гидротехнических сооружениях. М.: Энергоатомиздат, 1990, 280 с.
8 Бельгибаев Б.А.,Букесова А.М. Компьютерный мониторинг и моделирование гидротехнических сооружений плотины Медео// Фундаментальные исследования. – 2013. – № 11 (часть 9). – С. 1784-1788
9 Численные методы исследования течения вязкой жидкости//ГосменА.Д,Пан В.М.,Ранчел А.К.,Сполдинг Д.Б., Вольштейн М.-М.:Мир,1972.-324 с.
2 ХерхеулидзеИ.И.Сквозные, защитные и регулирующие сооружения на горных реках.М., 1967, 131 с.
3 Виноградов А.Б. Методы расчета основных характеристик селевых потоков//Проблемы противоселевых мероприятий.Алма-Ата,1979,С.55-71.
4 Квасов А.И.Селевые потоки и их воздействие на сооружения.-Алма-Ата:Наука,1987.-132 с.
5 ДорфманА.Л.Численное моделирование двухфазных течений с вязкой несущей фазой//Механика жидкости и газа,1981, №3, С.49-54
6 Лятхер В.М.,Милитеев А.Н. Гижравлические исследования численными методами//Водные ресурсы, 1981, № 3,С.60-79
7 Волшаник В.В., Зуйков А.Л., Мордасов А.П. Закрученные потоки в гидротехнических сооружениях. М.: Энергоатомиздат, 1990, 280 с.
8 Бельгибаев Б.А.,Букесова А.М. Компьютерный мониторинг и моделирование гидротехнических сооружений плотины Медео// Фундаментальные исследования. – 2013. – № 11 (часть 9). – С. 1784-1788
9 Численные методы исследования течения вязкой жидкости//ГосменА.Д,Пан В.М.,Ранчел А.К.,Сполдинг Д.Б., Вольштейн М.-М.:Мир,1972.-324 с.
Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 52 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 52 бет
Таңдаулыға:
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
МЕХАНИКА-МАТЕМАТИКА ФАКУЛЬТЕТІ
АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕР КАФЕДРАСЫ
МЕДЕУ БӨГЕТІНІҢ СУАҒЫТҚЫШТАРЫ ТУ АБЖ ҮШІН OPC-СЕРВЕРДІ MASTERSCADA ҚҰРАЛДАРЫМЕН ЖОБАЛАУ ЖӘНЕ БАПТАУ тақырыбына жазылған
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Орындаған
____________________
(қолы)
Курманали М.А.
Ғылыми жетекші,
ф.-м.ғ.к., доцент
____________________
(қолы)
Джомартова Ш.А.
Норма бақылаушы
____________________
(қолы)
Жуманов Ж.М.
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңг.м.а, PhDдоктор
____________________
(қолы)
Есенгалиева Ж.С.
Алматы 2015
Мазмұны
ҚЫСҚАРТУЛАР МЕН МАҒЫНАЛАРЫ 3
КІРІСПЕ 5
НЕГІЗГІ БӨЛІМ 8
1 МЕДЕУ БӨГЕТІНІҢ СУҚАШЫРТҚЫСЫНДА СҰЙЫҚ ФАЗАНЫҢ ТРАНСПОРТТЫ ҚОЗҒАЛЫСЫ 9
1.1 Гетерогенді ортадағы гидравлика моделі 10
1.2 Тасушы фаза (ψ-ω,V3) айнымалысы үшін Навье - Стокса қозғалыс теңдеуі 12
1.3 Тоқ функциясына байланысты Пуассона теңдеуі шешімінің алгоритмі және программасы 14
(тестік мысал) 14
2 АРМ СУҚАШЫРТҚЫСЫНЫҢ ПРОГРАММАЛЫҚ МОДУЛІ 18
2.1 ҚПП-ға талап 18
2.2 ҚПП СУҚАШЫРТҚЫСЫН құру жұмысын ұйымдастыру 20
2.3 Цинлиндрлік турбадағы анық сұйықтық айналымындағы тапсырманы шешудің программалау технологиясы 22
2.4 Селдік массаны тазалау процесі мен қатты бөлшектер концентрациясының тасушы ортаға әсерін модельдеу 25
2.5. Медеу бөгетінің суқашытрқысының қауіпсіз лақтыруы үшін тасушы ортаның тазалау уақыты есебінің компьютерлік интерфейсі мен алгоритмі 28
3 ЛАЗЕРЛІ СКАНЕРЛЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ ЖӘНЕ СҰҚАШЫРТҚЫНЫҢ БҰДЫР БЕТОН ҚАБЫРҒАСЫНЫҢ ҮШ ӨЛШЕМДІ МОДЕЛІ 31
3.1 Тахеометр көмегімен бұдыр бетон бетін зерттеу технологиясы және оның мамандандырылған программалық жабдығы 34
4 MASTERSCADA ЖҮЙЕСІ - ПРОГРАММАЛЫҚ ПАКЕТ 44
4.1 SCADA - жүйесінің тапсырмалары және оны тағайындау 45
4.2 SCADA-жүйесі құрылымы 46
4.3 SCADA - жүйесінде процедураны басқарудың ерекшеліктері 47
ҚОРЫТЫНДЫ 48
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 51
ҚОСЫМША
Қысқартулар мен мағыналары
ρk0
-
к-сыншы фазаның нақты тығыздығы
ρk
-
Қоспа көлемі бірлігінде к-сыншы фазаның массасы
αk
-
к-сыншы фазаның көлемді концентрациясы
υki
-
хi - ге бағытталған к-сыншы фазаның компонент жылдамдығы
P
-
Жылжымайтын тасушы ортаның қысымына қатысты қозғалыс қысымы
τij
-
Қызу тасу фазасындағы тензор компоненті
δij
-
Кронекер символы
Fi
-
Фазааралық әрекеттесудің векторлық күші
n
-
Көлемді концентрация
Пв
-
Сұйықтықтағы Тензор күші
kф
-
Тұрақты сыңайлы қарсыласудың коэффициенті
kп
-
Фазаға тұрақсыз әрекетті сипаттайтын коэффициент
V=(V1,V2,V3)
-
Жылдамдық вектор
P=p+gz
-
Жалпы қысым
νэфф
-
Эффективті жабысқақтық
ρ
-
Сұйық фазаның тығыздығы
m
-
Бірлік масса
W
-
Қатты бөлшек жылдамдығы
σ
-
Бөлшек диаметрі
ρ'ˊ
-
Қатты бөлшек тығыздығы
g
-
Еркін түсу жылдамдығы
ξ
-
Тасушы фаза көлем бірлігіндегі қатты бөлшек шамасы
∇
-
Лаплас операторы
ω
-
Құйын кернеулігі
ψ
-
Тоқ функциясы
μнф
-
Тасушы фазаның динамикалық жабысқақтығы, Па.с
μч
-
Таза судың динамикалық жабысқақтығы, Па.с
u
-
Сұйықтың ламинарлы ағысы үшін жабысқақтықтың динамикалық коэффициенті
А= а[.]exp(b)
-
Турбулентті қайта басудың коэффициенті немесе турбулентті жабысқақтықтың динамикалық коэффициенті( a және b - Роччина мен Лэвэна америкалық ғалымдардың жартылай эмпирикалық коэффициенттері)
Vж
-
Сұйық фаза көлемі
Vтф
-
Қатты фаза көлемі
ε
-
Сұйық фазаның көлнмдік бөлігі
Wос
-
Босану жылдамдығы
ОБП
-
Объектно-ориентированное программирование (Объектіге-бағытталған программалау)
ҚПП
-
Пакет прикладных программ (Қолданбалы программа пакеті)
ҚПП FV
-
ҚПП Flow Vision
Delphi 7
-
ОБП тілінің жетінші версиясы, Object Pascal алгоритмдік тлінің негізінде құрылған
С++
-
ОБП тілі C++ Бьёрн Страуструп құрған және әртүрлі операциялық жүйе үшін программалық қосымша құруға мүмкіндік береді
ГИЖ-технологиясы
-
Геоинформациялық жүйені құру технологиясы
АЖО (АРМ) Суқашыртқы
-
Медеу бөгетінің суқашыртқышының жұмысшысының автоматтандырылған жұмыс орны водосбросов плотины Медео
3D модель
-
Зерттелетін объектің компьютерлік үш өлшемді моделі
ТЖ қызметі
-
Қазақстан Республикасының төтенше жағдай қызметі
ГТҚ
-
Гидротехникалық құрылыс
АФ Казселезащиты.
-
Алматы филиалдық АҚ Казселезащиты
ҚР ҒБМ
ТПБ АЖ (АСУ ТП)
-
Қазақстан Республикасының білім және ғылым Министрлігі
- Технологиялық процесстерді басқарудың автоматты жүйесі
Кіріспе
Медеу бөгеті 1973жылы өзінің басты міндетін орындап, катастрофиялық қауіпті тоқтатқаны бәрімізге белгілі, алайда бұлай болу барысы жоспардағыдай болмады. Біріншіден, сумен қоса тастан, қалдық заттардан, бөлшектерден және ағаштан тұратын тасқын суқашыртқысы порталының төменгі бөлігін бекітіп, оны арнасынан шығарды. Екіншіден, суды лақтыру процессі барлық сел массасы кеткеннен кейін ғана орындалды. Ал үшіншіден, насоспен суды лақтыру гребень плотины арқылы өткендіктен ешбір қатты фазаны өткізбеді (ұсақ валундар мен тастар) және аз шығынмен.
Қазіргі кезде Медеу бөгеті суқашыртқысының 1973жылғы жетіспеушілікті ескеретін концтрукциясы бар, алайда шындығында суқашыртқыштар екінші кезекте тек қана гребень плотині арқылы өткізуге мүмкіндік береді, ал сел массасын қатты заттармен лақтыруды ескермеген. Өту динамикасы және копфазалы сел тасқынының бөгетке әсер ету қуаты кіретін порталда суөлшегішпен есептелген, сол құйылу процесі уақытта, сел массасын портал суқашыртқымен және суқашыртқы туннелінің максималды шығынымен жұмыс істеу тәртібі жеткіліксіз қаралған және қосымша зерттеуді талап етеді.
Өзектілігі. Сонымен, проекті орындаудың екінші кезеңінде негізгі көңіл тасушы фаза қозғалыс динамикасының математикалық және компьютерлік моделіне аударылған, ол алгоритм құруға мүмкіндік береді және проектің негізгі тапсырмасын іске асыру үшін компьютерлік қосымша - он-лайн мониторинг бойынша ақпараттық жүйе құруға және Медеу бөгетінің сел массасын суқашыртқымен лақтыру, айдап шығу процесін басқаруға мүмкіндік береді. Процесс ретінде сел ағынының шығуы Медеу шатқалында турноға модельдене алмайды, ең ыңғайлы тәсіл - үшөлшемді графикалық имитационды модельдеу әдісін қолданатын көпфазалы ортада гидродинамикалық есептеуіш математикалық аппаратпен компьютерлік модельдеу. Бұл жұмыстың соңғы қорытындысы суқашыртқы конструкциясын іске асыратын служб ТЖ және АҚ Казселезащиты үшін проекталды техникалық шешімі болып табылады. Олар біздің ойымызша, гидротехникалық құрылғысын басқарудың (ГҚБ) деңгейін жоғарылатуға мүмкіндік береді және суқашыртқы жұмысын жақсарту мен сел қоймасындағы суды қауіпсіз лақтыруды қамтамасыз етеді.
Күрделі гидравликалық процестің теориялық талдауы суасты каналдарында, шахталық суқашыртқыда, су құдығында және тунельде көпфазалы ортадағы гетерогенді аралас механика қозғалысы теориялық модель құруды талап етеді. Проекте барлық деңгейдегі қозғалыс санына бір математикалық модель ұснылады және Медеу бөгетінің суқашыртқысының техникалық параметріне қалай әсер ететініне тыңғылықты жауап беруге мүмкіндік беретін әлемішті параметріне қатысты сызатсыз теңестіру.
Құм мен глинның шамадан тыс концентрациясымен судан сел массасын айдап шығу барысында фаза әсерінен тасушы ортада қажеттілік туындайды. Бұл байланста, тасушы ағынның кинематикалық жабысқақтығына концентрация фазасының ықпалын анықтаумен байланысты тапсырма қатары туындайды, күрделі сызықтық емес қозғалыс теңдеуінің линеаризация тәсілі және көпфазалы ортаның жарылғыш еместігі және оны қабылдаудың верификация диапазоны.
Ағынды айдау процесі фазаларды бөліп интенсифициалайтындығы белгілі, құйынды шахталық сулақтыру суқашыртқыдан құм түріндегі қатты фазалар және ұсақ тастар орталық күштен суқашыртқы бетонының шетіне ығыстырылады. Ал бұл жағдай суқашыртқының бетонмен қапталған бөлігінің тез үгілуіне әкелу мүмкін және геометриялық параметрінің де өзгеруіне интермелейді. Бұл факторлардың ықпалын суқашыртқыны бетонмен шетін қаптау кезінде техникалық гидродинамиканың терең шарты деп баға берген жөн. Тапсырманың арғы уақыттағы тереңдей түсуі суқашыртқыдағы турбулентті учетпен және көпфазалы тасу ортасында гидравликалық процесті модельдеумен байланысты. Сонымен қатар продукт программасының есеп және параметрін басқаруды құру кезінде АЖО Суқашыртқы түрінде құйынды шахталық сулақтырудың екінші кезеңін орындау барысында негізгі мақсаты Суқашыртқының компьютерлік моделін салу.
Суқашыртқының сол жақ кіретін порталы эксплуатациондық режимде Кіші Алматы өзенінің гидрологиялық шығынын өткізу үшін 20 метрден сарқырамадан жұмыс істейді. Бұл 40-жылдай шамада бұрын суды тазалау режиминде штатта түрде жұмыс істеді. 2014 жылы Талғар мәліметтері Медеу бөгетінен келетін селдің қаупі жыл санап артып келе жатқынын көрсетеді. Медек бөгеті суқашыртқысы сырттан гидравликалық эксплуатацияланғаннан кейін және әртүрлі шығындар режимі тексерілген жоқ, суқашыртқы арқылы регулировка жасалатын конструктивті қосымшасы АФ Казселезащиты техническалық серіктестікпен де талқыланған жоқ.
Кіші физикалық модельжеумен тексеру жүргізілен Медеу бөгетінің суқашыртқысы өзінше күрделі әр әрі қымбатқа түсетін техникалық проект болып табылады, сондықтан альтернатив сапасында бизге иновациялық қадам ұсынылады. Ол компьютерлік үш өлшемді конструкцияны модельдеу және бөгет суқашыртқыдағы 3D принтерінде модельдейтін гидравликалық процесскенегізделген. Тәжірибеде осы технологиялардың гидравликалық тексеруіне үңілуі жаңа ғылыми-тәжірибелік қорытындысы осы проектің және тек ГТҚ - та ғана режимді натурлы модельдеудегі тапсырмаларды шешуге мүмкіндік береді, бірақ оперативті құю натурлы модельдер сурақтарына жергілікті ланджафтар үшін өзеннен су басу қаупі бар аймақты анықтайды.
Үшөлшемді модельдеу конструкциясының құрылуы және Медеу бөгеті суқашыртқысының әртүрлі режимдегі гидравликалық процесі және олардың АФ АҚ Казселезащиты қызметіндегі ГТҚ қауіпсіздігін болжауына кіруі осы проектіңнегізгі мақсаты болып қалады.
Ғылыми-тәжірибелік жұмысының екінші жылына келесі тапсырмалар мен мақсаттар қойылған:
- Медеу бөгетінің суқашыртқысы арқылы өтетін көп фаза ортасы турбулентті қозғалыстың үшөлшемді математикалық моделін құру. Математикалық тыңғиықтылық және суқашыртқы конструктивті элементтерінің 3D моделін анықтау;
- үшөлшемді модельдеу технологиясын құру және суқашыртқының бетонмен қапталған бөлігіне ағынның гидравликалық параметріне әсері;
- суқашыртқыда күрделі геометрия аймағымен есептелген тең емес тарататын сеткаларды құру қажеттілігін есептейтін көпфазаны тасушы орта қозғалысынның тұйық математикалық моделін құру ;
- құру алгоритмі және қатты фаза концентрациясы есебімен сұйықтық - қатты бөлшек екіфазаны тасымалдаушы ортадағы турбулентті қозғалыстың компьютерлік есептегі линеарлы есептеуі және оның Медеу суқашыртқысының конструктивті элементіне әрекеті;
- Медеу бөгетінің суқашыртқысының қабылдау порталының конструкциясын ГТҚ шығынын басқару үшін іске асыруда аванпроекті қосымшаны өңдеу және максимальды шығында өткізген жағдайда объект қауіпсіздігін төмендету.
Сонымен, Ғылыми-тәжірибелік жұмысының екінші жылы турбулентті фазаны тасу есебінде көпфазалы орта үшін үшөлшемді математикалық модель құруға арналды, және қатты бөлшектердің концентрациясы, суқашыртқы қабырғасында үшөлшемді компьютерлік модельдеу құру кезінде лазерлі сканерлеу әдісі; сонымен қатар аванпроект деңгейінде ГТҚ басқаруды жақсарту және гидрологиялық процестегі, Кіші Алматы өзенінің максималды шығынын өткізудегі, келеңсіздік қаупін төмендетудің техникалық шешімін жасау.
Ғылыми-тәжірибелік жұмысының екінші жылында проектің бұдыр бетонының ішкі қабырғасы бетоннан тұратын конуструктивті элементтерінің суқашыртқысы үшөлшемді визуальды 3Ds Max ортада компьютерлік технология өңдеуінен тұрады; сұйық - қатты бөлшек тің математикалық моделінің құрылуы және есеп беру алгоритмі, төменгі бьефтағы су қоймасының лақтыру режимінде қатты фазаның әсер ету бағасын білу үшін компьютерлік қосымша; АФ Казселезащита кызметінде конструктивті қосымшасын жасау кезінде Медеу бөгетінің суқашыртқысының қауіпсіздігін және оны басқаруды жақсарту; ТПБ АЖ Суқашыртқысы жобасы үшін ПҚ MasterScada технологиясын қолдану.
Негізгі бөлім
Бізге белгілі, Медеу бөгетінің суқашыртқысы 30 м3с максималды өткізу қабілетіне ие болғандықтан, су қоймасында суды лақтырумен бірнеше тәулік бойына қамтамасыз ете алады. Қаралып отырған суқашыртқысынаң негізгі ерекшелігі болып ысырманың болмауы мен ағынды лақтыру кезінде басқа елементтерді сипаттауы. Кіші Алматы өзенінің аңғары жылдық орта гидрологиялық есепке негізделген. Ол 5 м3с дейін салмақты әлеуметтік-экономикалық жағымсыз қайталанусыз Медеу шатқалы бөгетінің шығынын жібере алады. Бірнеше тәулік ішінде 30 м3с на дейін су қоймасынан лақтыру Кіші Алматы өзені сағасындағы спорт-культуралық маңызды аймақтарды су шайып кетуі мүмкін. Сондықтан, гидравликалық затворлар көмегімен суқашыртқының тұрақты шығын сипаттамысын автор техникалық қосымша есебінде көрсеткен. Оның конструкциясы төменгі шығындар болған жағдайда талғыланған, ал шамадан тыс материалдық шығынды талап етпейді. Бұл су құйылу порталының өзекті мәселесін шешуге м.мкіндік береді, бомбардировки үлкен тастардың суқашыртқының бетон қабырғасына әсер ету қаупін төмендетеді, ағынды тасудың кинематикалық параметріне құм мен ұсақ тастардың әсер етуін төмендетеді және суқашыртқының геометриялық параметрлеріне де (1.1 - сурет).
1.1 - сурет. Селден қорғау Медеу бөгеті және 3 D суқашытқысының салу моделі
Кіші Алматы өзеніндегі су басу тапсырмасын шешу берілген проектіні орындауда шеттен шығып отырғанын ескерген жөн, алайда қазіргі заманғы ГИЖ-технологиясының мүмкіндігі және ландшафтық редакторлар бұл процестің жүру барысын визуалды болжауға жол береді. Бұл Медеу бөгеті суқашыртқысының болып жатқан конструкциясының су қоймасынан үлкен шығындарды шығару кезінде жағымсыз әлеуметтік оқиғаларға баға беруге мүмкіндік береді. Осы дипломдық жұмысымда берілген сұрақтар тек проектің болашақ контексті үшін қаралады және талқыланады.
1. Медеу бөгетінің суқашыртқысында сұйық фазаның транспортты қозғалысы
Аралық есеп беруде проектің суқоймадағы су ағынының қозғалысын моделдеу тапсырмасын қарау орындалады (ары қарай - сұйық фаза). Тапсырманың шешімі маңызды орын алады, себебі сел жүру кезінде АҚ Казселезащита эксплуатационды қызметі су қоймасын басқаруда селдің жотасы арқылы құйылуына жол бермеуі тиіс және ішкі бьеф бөгетіне қауіпсіз суқашыртқы арқылы құйылуын қадағалау керек.
Тәжірибе жүзінде өткен оқиға барысында 1973 жылғы апат әсерінің сел көлемі суқоймада қалдық болып екі күндей сақталды. Осы кезде сел массысы гравитация күшінің әсерінен стратифицияланды. Суқоймасын бақылау барысында сел массасының біршама бөлігін сұйық фаза құрайды(барлық көлемнің 30% на жуығын сұйық фаза құрайды ). Сел массасының тығыздығы 1.4 ден 1.7 тм3 құрайды[1,2,3]. 1973 жылғы Медеу бөгетіндегі сел уақытқа тәуелді болды және суқойма әцһйнегінің тереңдігіне тәуелді. Барлық шығынды анықтайтын және сел ағынының гранулометриялық құрамын анықтауды тұтыстай анализ факторларын ажыратуда А.И.Квасова экспериментті зерттеу жүргізді[4].
Бұл жұмысында селдің максималды шығыны су шығынының бірнеше коэффициентке өсуімен анықталады, ол мына аталғандарға тәуелді: а) сел тығыздығының болжамы; б) бассейіннің селқаупіне субъективті баға беруі (қатты-, тым-, орта -, әлсіз сел); в) бассейін сипаттамасы (эродирования кезеңі, тоқсандық өсу қалпы, иректелуі, географиялық тордың формасы, склондардың иілуі, суқашыртқы көлемі және т.б.) [4, стр.19].
Медеу қоймасының суқоймасынан сұйық фазаны қауіпсіз лақтырудың оптималды сценариі мына төмендегі тәжірибені қолдайды:
а) бөгет апаттық селдегі соққыны ұстайды;
б) суқойма сел кеткеннен кейін 2-3 тәулік ішінде сел массасын стратифициялауға мүмкіндік береді;
в) суқашыртқы су бетін 5 м3с на дейін шығару режимінде басқарып лақтыруды орындайды;
г) ұсынылып отырған проектте бекітпелер сел ағынына су асты тунеліне енуге жол бермейді, ол завал жабық су порталында формаланады;
д) Су бетін лақтыру тек қатты фазаның минималды құрамында сел массасы стратификацияланғаннан соң ғана орындалад;
ж) ТЖ қызметі бөгеттің төменгі денесінде арналық процесстің үздіксіз мониторингін жасайды, және арнаны жуу жағдайында суқашыртқы шығындарының суқашыртқы шығындарының сипатымен басқарады.
Осы болжамдардың учетымен Медеу бөгетінің суқоймасының лақтыруының математикалық моделі ГТҚ арқылы су тасуында күрделі құрылымы және ұсақ тастары бар көп фазалы турбулентті қозғалысты көрсетеді. Бұл деңгей суқашырты шахтасында бетон қабырғалардың бастапқы және шеткі шарттары арқылы жарылмау деңгейімен соқтығысады.
1.1 Гетерогенді ортадағы гидравлика моделі
Гетерогенді ортадағы гидравлика моделінің ең әмбебап түрі континуумды модель болып табылады. Бұл тәсілде фазааралық күш әрекеті ескерілетін полуэмпирикалық математикалық тәуелділігі бар көп фазалы ағынның қозғалысы әлемішті параметрге байланысты сипатталады. Екіфазалы есептеу моделінде ағындағы фазаны тасуда А.Л.Дорфман [5] тәжірибе барысында массаның сақталу деңгейімен импульс түрін қолданды:
ddt ρ1υ1i+ ddtjρ1υ1iυ1j=-α1dPdX1+ dτijdX1-Fi (1.1)
ddt ρ2υ2i+ ddtjρ2υ2i=-α2dPdX1+ Fi-ρ21-ρ10ρ20δi2 (1.2)
ddt ρk+ ddXjρkυki=0 (1.3)
ρk= ρk0ρk; α1+α2=1; pk=const k=1,2;i,j=1,2 (1.4)
Көлем бірлігіне қатысты сұйықтық тарапынан қатты бөлшекке әсер ететін күш төмендегідей жазылады:
F1=1-ndivП8 (1.5)
F2= 1-nkФV-W+ρ (1-n)knddtV-W (1.6)
Сонымен қатар біз күткендей фазада тасымалданатын қатты заттардың төменгі концентрациясы континуум сияқты шахталық суқашыртқыдағы екіфазалы ағынның қозғалысын ескере отырып, жоғары келтірілген жүйе деңгейінде мүмкін болу нүктесі болуы мүмкін. Алынған массаны сақтау теңдеуі және қозғалыс саны, қатты және сұйық фазаға бөлек жазылатын екіфазалы ортадағы модель көрсеткішінде тәжірибелік есеп үшін өте ыңғайлы болады.
Бұл жағдайда Навье-Стокса теңдеуі түрінде жазылған, массаның сақталуы мен импуль заңына сүйенетін, екіфазаның тұйық жүйе теңдеуінде тасушы ортадағы қатты бөлшектер қозғалыс теңдеуі бар. Фазааралық әрекеттесулер күші тасымалданатын ағындағы қатты заттар концентрация көлеміне тәуелді эффективті жабысқақтық арқылы есептеледі.
Осы мадельді ГТҚ жұмыс режимінің есептеуінде қолданып алынылған тәжірибеде маңызды қорытындылар, В.М.Лятхера және А.Н. Милитеева жұмыстарында көрсетілген [6]. Бұл жағдайда екіфазалы ағын қозғалысының толық жүйесі дифференциалды теңдеудің екі тұйық жүйесінде бастапқы және шекті шарттарына беріледі:
V∇V=-1ρ∇P+vэфф∇2V∇V=0mdWdt=mg-F(V-W ) , (1.7)
мұнда F=34ξρρ'1σV-W.
(1.7) теңдеуін талдау тасушы фаза қозғалысының теңдеуін қатты бөлшектердің қозғалысының теңдеуінен тәуелсіз шешуге болатынын көрсетеді. (1.7), теңдеу жүйесі үшін бастапқы және шекті шартты дұрыс қою үшін В.В.Волшанника, А.А.Зуйкова, А.П.Мордасовалардың ГТҚ-дағы ағын айналымын зерттеуге арналған және құйындату типіндегі әртүрлі жұмыстың ерекшеліктерін көрсететін[7] жұмыстарынан мысалдар келтіреміз. Олар жасалған көп тәжірибелік жұмыстар мен теориялық зерттеулер негізінде - бастапқы шарт қандай болмасын, ағын айналымының трубоөткізгішіне қандай заңмен кірсе де, басталған арақашықтықтан біраз жылжығаннан кейін кез келген диффузия және энергияның диссипация заңдарымен ішкі ағын айналымы өзгеріске ұшырайды [7, стр.26]. Айналымдағы ағындар әрқашан ортаңғы күш әсерінен ағынның осесимметриялық құрылымын өзгертеді.
Осылай, жұғу V1,V2,V3w=O1 фазаны тасушы шектік шарт, аксиальдіге қатысты, радиалды и тангенциалды вектор жылдамдығын құратын цилиндрлі жүйедегі Навье-Стокса координат теңдеуі және үзіліссіздігі төмендегі түрге ие болады:
V1dV1dz+V2dV1dr=-1ρdPdz+vэффd2V1dZ2 +1rdV1dr+d2V1dr2V1dV2dz+V2dV2dr-V32 r=-1ρdPdz+vэффd2V2dZ2+ddrV2r+d2V2dr 2V1dV3dz+V2dV3dr-V1V3r=vэффd2V3dZ2+ ddrV3r+d2V3dr2dV1dz+dV2dr-1rV2=0 , (1.8)
Шахтаның бастапқы бөлімінде осьтық мағынасы мен тангенциалды жылдамдығын V1,V2,EXIT=const түрінде анықтайды және құйындату конструкциясына тәуелді.
Сонымен қатар мәліметтер 3DsMax (1.2 - сурет). ортасында үшөлшемді имитациялық модельдеуінің мүмкіндігін қолданғанды біздің есептеуімізбен де болады [8].
1.2 - сурет. Медеу бөгетінің суқашыртқы шахтасының бастапқы аймағында формалану процесінің осесимметриялық картинасы
Қатты фазаның осесимметриялық құрылымда фазаны тасымалдау кезінде формалануы оң фактор болып табылады.
1.2 Тасушы фаза (ψ-ω,V3) айнымалысы үшін Навье - Стокса қозғалыс теңдеуі
Берілген теңдеу жаңа айнымалының кіруімен қысқаруы мүмкін - тоқ функциясы, құйын қысымы және тангенциалды құрайтын жылдамдық. Навье-Стокса теңдеуінің бұл жағдайында, (ψ-ω,V3) айналымына қарасты келесі түрде болады:
∇V,ω+vэфф∇2ω=0∇2ψ=ω∇V,ω3+vэфф∇2V3=0 , (1.9)
Шекті және бастапқы шартта ψ,V3w=0 , V3exit=const.
(ψ-ω,V3) айнымалысындағы Навье-Стокса теңдеуінің қолданбалы моделі жақсы аппробирленген және Патанкар - Сполдинга танымал есептеуіш гидродинамикадағы сызбадан тұрады [9], конвективті мүшесі таратуға жуықтау ағынға қарсы, ал тарату теңдеудің көзі және диффузиялық мүшесі - орталық таратумен. Қатты қабырғаға құйынның қысымы үшін шектік шарт Вудра шартының сәйкестігімен есептеледі.
Алгебралық теңдеуден алынған жүйе жылдам көбейткішті қолданып ДКдің итерационды тәсілімен шешіледі.
Математикалық тұрғыдан қарағанда бір деңгей болып сипатталатын ағындар бір-бірінен шектік шарттарымен және кейбір анықтаушы параметрлерімен айырмашылық жасайды (Рейнольдса санымен, Фруда т.б.). Сондай-ақ шектік шарттың тапсырмасы шешімнің дәлдігіне ғана әсер етпейді, соныме қатар есептеулер мен сынақтарға сәйкес келмейтін нәтижелер беруі мүмкін.
Интегралдану аймағының күрделілігін көре отырып, шектік шарт келесі кескіннің есептеуімен таңдалады. Біріншіден, құйындық шахтаның сукашыртқысында шектік шарт интеграцияланудың цилиндрлік аймағында берілді, оның меридиалды жазықтығы 1.3 - суретте кескінделген.
Қима А-А өзінде Навье-Стокса теңдеуін шешу алгоритмінде бастапқы пішіндерді осьтік және тангенциальды жылдамдықты құрайтын сызықты көрсетеді. Қима В-В гидроциклон үшін гидроциклон бөлігі коаксиальді-трубаның шегін анықтайды. Осы жерде гидроциклонның сепарационды қабілетінің жоғарылау белсенділігі бақыланады, оның негізгі даму үрдісі шектік қабаттағы коаксиалды трубадағы сұйықтықтың бастапқы аймақтағы қозғалысында болады.
1.3 - сурет. Шектік шартты қою үшін ағын және тілу аймағындағы есептеудің меридиалды жазықтығы
Есептеу кезінде, суқашыртқының тасушы аймағына фаза түскен жерден бастап оның осьтық және тангенциалды жылдамдығын құрайтындары анықталады, қимадан шығар тұсында шығынның сақталу шартына бөлу тапсырылады (рисунок 1.3). В-В қимасының басында завихрителді таңдауына байланысты жылжамдықты (распределение) бөлу таблица түрінде немесе функция түрінде тапсырылуы мүмкін:
V1=f1(r) V3=f2(r) (1.10)
Ұйытқыған шахталық суқашыртқыда қиманың шығу бөлігінде радиалды және тангенциалды жылдамдығын құраушы нөлге тең деп қалыптасқан. Осьтық жылдамдығы шығынды сақтау шартымен анықталады. Дегенменде күрделірек жағдайларда бөлу заңы ерікті түрде берілуі мүмкін.
Функция тогы үшін шектік шарт және тангенциалды жылдамдығын құраушы қатты қабырғада прилипания шартымен анықтайды. Ұйытқыманың қатты қабырғаға тығыздығы әр итерацияға функция тоғы арқылы Вудса шартының күңгірт схемасымен есептеледі.
Сетканың тығыздығын таңдау функционалды тәуелділік түріндеіске асады. Ол төменгі, жоғарғы стенаға немесе екеуіне бір уақытта қою ете алады. Цилиндрлік турбаның шектік шарты мен теңсіз сеткасындағы жағдай үшін 1.4. суретте көрсетілгендей беріледі.
Функция тоғына қатысты сұйықтықтың мінсіз қозғалысы кезінде шектік шарты келесідей беріледі. Цилиндрлік жүйедегі дифференциалдық теңдеу координаты сондай қозғалыс жағдайында Пуассон қозғалысы функция тоғына қатысты [10,11] түрге ие:
d2ψ dz2+d2ψdr2-1rdψdr+ki2ψ=-kic , (1.11)
К тұрған жерде, с - коэффициенттер, әртүрлі нүктелер аумағындағы құйынның линеаризующие напряженность.
1.4 - сурет. Пуассона теңдеуі үшін шектік шартты қою
Берілген Пуассон теңдеуіне шектік шарт келесідей:
ψz,0=0 Lza
ψz,0=const 0zaL
ψ0,r=const (1.12)
ψz,b=const ψαr+β,r=const ,
мұнда, q - фаза тасушының саны, шахта тангенциалды ұйытқымасы арқылы берілетін.
1.3 Тоқ функциясына байланысты Пуассона теңдеуі шешімінің алгоритмі және программасы
(тестік мысал)
(1.11) теңдеуі (1.12) шектік шарт жағдайында соңғы-айырмалық аналог қолданып интегралданған. Есептелген мәліметті талдау үшін жеке компьютерлердің графикалоық мүмкіндіктері кеңінен қолданылды.
Пуасон теңдеуінің соңғы-айырмалық аналогын(1.12) интеграцияланудың кейбір тікбұрышты аймақтарына жазамыз (1.4 - сурет). Сонда, мынаны ескере отырып:
d2ψdz2=ψi-1j-2ψij+ψi+1jZi+1j-Zij2
d2ψdr2=ψij-1-2ψij+ψij+1Zij+1-Zij2
dψdr=ψij-ψij-1Zij+1-Zij
Келесі соңғы-айырмалық теңдеуін аламыз:
ψi-1j-2ψij+ψi+1jZi+1j-Zij2+ψij-1-2ψ ij+ψij+1rij+1-rij2+1rijψij-ψij-1rij +1-rij+kψij= c , (1.13)
мұнда
Aij=Zi+1j-Zij; Bij=rij+1-rij; Cij=rij,
сонда коэффициенттері мынаған тең болады:
ψij-1(AijCij- (Aij2Bij
ψi+1jCCij A ijBij
ψij-1k(AijBij- A ij2Bijψi+1j(Bij)Cij
-2 A ij2Cij-2 B ij2Cij
ψi-1j(Bij)2Cij
ψij+1 A ij2Cij .
Интеграциялану аймағы үшін шектік шарт мынадан алынады:
ψ0,J=q1 0=J=M4
ψ0,J=q2 M4=J=M
ψI,J=0 0=I=N (1.14)
ψN,J=0 M8=J=M
ψN,J=q3 0=J=M8
ψ1,0=0 0=I=N.
Соңғы-айырмалық жуықтауда Пуасон теңдеуін шешу алгоритмі жазбасы ыңғайлы болу үшін, теңдеудің екі бөлігін де коэффициентке бөлеміз ψij бірдей суммада қосылатын коэффициенттер A,B,C. болса, онда төмендегіні аламыз:
ψij=Aψi+1j+Bψi+1j+Cψij-1+Dψij+1+F (1.15)
мұнда, A=- B ij2Cij ∑abc
B=- B ij2Cij ∑abc
C=- A ij2Cij-(Aij)Bij ∑abc (1.16)
D=- A ij2Cij ∑abc
F=CCij(AijBij) ∑abc.
Мына жағдайда, егер G тең қадамда осьтық және радиальдық бағытта (h=t) есептелген сеткамен жабылса, (1.15) теңдеуі айтарлықтай жеңіл болады. Теңдеу біз түсіне алатын кез келген (i,j) нүктесі астындағы әр есептелген ішкі нүкте үшін маңызды, (1.15)те қолданылатын барлық көрші төрт нүкте (i+-1, j+-1) сол жерде интеграциялану аймағында орналасқан. Интеграциялану аймағында жататын қалған нүктелер шектік деп аталады. Интеграциялану аймағында ψij белгісін G қарапайып жолмен ауыстыру кезінде есептелген нүктелер дәл келмей қалған жағдайда жақын аймақта интеграцияланған жерінен аламыз.
ψr=Gr (1.17)
Бұл мысалда айырмалық тапсырмаларды шешу кезінде туындайтын есептеуіш математиканың кейбір сұрақтарын қарастырамыз. Біріншіден, жуықтау мен тұрақтылық айырмалық теңдеуін зерттеу қажет.
Жалпылау h=t (1.15) теңдеуінен (1.11) теңдеуіне өтуді білдіреді және (1.17) шектік шарты (1.14) шектік шартында айқын екенін көрсетеді. Эллипстік типтегі тұрақтылық теңдеуі сандық әдісте толық қаралады. Қарапайым түрінде ол Пуассон теңдеуі үшін В.Ф.Дьяченко-ның декартты жүйедегі координатында қаралған[12]. Осында айырмалық теңдеу класы үшін итерационды әдіс теңдеуін (1.15) қолдану тиімді деп көресеткен.
Айырымдық теңдеуі шешімінің элипистік типтегі дифференциалды теңдеу шешіміне жинақтылығының сұрақтары А.А.Самарским-нің айырымдылық схемалар туралы теориясынан [13,14] белгілі. Сонымен қатар ол жерде эллипстік айырым теңдеуі шешімінің итерационды әдісіне талдау беріледі. Ол әдіс Либмана әдісі немесе екісызықты алгебралық әдіс деп атайды, мұнда жылдамдататын көбейткішті қосу тиімді.
Эллипстік типтегі сызықсыз теңдеу үшін шешімін қөбінесе жылдамдататын көбейткіштерді таңдап алу жолы мен тестілеу есебінің сериялары арқылы табуға болады.
1.6 - сурет. Цилиндрдегі анық сұйықтың ағу суреті
1.7 - суретінде жылдамдататын көбейткіш OMEGAның есеп беру уақытын қысқарта алатын қолайлы мағынасы бар екені көрсетілген. Бұл әсіресе жеке компьютерлер .шін мағызды.
1.7 - сурет. Интерациялау процесін жинақтауға жылдамдату көбейткішінің әсері
Сонымен, жобада қатты фазаларды тасу ортасы қозғалысының математикалық моделін құру - ықшамды, жақсы қабылдайтын инженерлік компьютерлік программаны есептейтін, параметрлері Медеу бөгеті суқашыртқысына қолайлы болуына мүмкіндік береді. Қауіпсіз және есептелген Медеу бөгетінің суқашыртқысын салу селдік масса стратификациясының технологиялық талаптарды қажет етеді, ағынмен лақтыратын тасушы ортада қатты заттардың концентрациясын төмендетумен, сонымен қатар, суағытқыш жұмысының шығын сипаттамасын арттыруды басқарумен бірге. Тәжірибеде бұл шарттарды орындау және сіңдіру тәуекелі штаттан тыс төтенше оқиға Медеу табиғи межесіндегі апаттық селде өтеді.
2 АРМ СУҚАШЫРТҚЫСЫНЫҢ ПРОГРАММАЛЫҚ МОДУЛІ
2.1 ҚПП-ға талап
АРМ Суқашыртқысы - өзінде сақиналық және ағаш тәрізді мәліметтер құрылымының жиынтығын көрсететін, түбірі сол сақинада орналасатын, программалық модульдің көпфайылдық жүйесі. ( 2.1 сурет).
Мәліметтің сақиналық құрылымы біртұтас программалық продукт Суқашыртқыны ұсынады. Оларда ағаш тәрізді мәліметтер құрылымының ортақ құрылымы болуы мүмкін, " Пуассон теңдеуінің - анық сұйықтық моделі" сияқты "цилиндрлік турба үшін шектік шарты" және "шұңғыма тәрізді жағдай үшін шектік шарты" т.б. ҚПП жобасы үшін келесі талаптар алынған:
- өзектілігі және ҚПП құрудың тәжірибелік бағалылығы;
- қойылған тапсырманы шешуге және орындауға болжанған қадам;
- есептеуіш техника құралы сияқты техникалық параметрлері, сондай-ақ программамен қамтамасыз етуі;
- ЭЕМ дисплейінде кескін мәлімет параметрлері, техникалық ресурстарды қолданудың тиімділігі, түсін таңдау, текті экран орналастыру;
- техникалық тапсырмалар, сценарилерді өңдеу, құжаттамалық программаның біріңғай жүйесі стандартына сәйкес қолдану басшылығы;
- генерацияланатын ҚППда баспалық қызметтегі тектік, графикалық мәліметтерді қолдану мүмкіндігі.
ҚПП функцияналды сипаттамасы құрылым құрайтын программалық процесті сипаттайды, кіріс және шығыс мәліметтерін ұйымдастыру принциптері (машина мен қолданушы арасында мәлімет алмасудың формасы туралы куәләндіру, жұмыс уақытының сипаты, күрделілік деңгейі және т.б.). Бұл жерде қажеттілік пен жинау жолдарын көрсетеді, алынған есептелген мәліметтерді қолдану мен сақтау.
Программалық жабдықпен құрылған техникалық база өзінде IBM класын көрсетеді - 2 ДК-ден тұратын Ноутбук ASUS Core i7 2.8 GHz4GbHD 1TbGF1024MbPCIDVDRWLANKMP компьютерлер, және сканер, лазерлі принтер, сонымен қатар Leica TS 15 робот тахеометр түріндегі қосымша жабдықтары.
Программалық жабдық өзі Microsoft Windows XP пакетімен қамтамасыз етеді, ол ДЭЕМ жұмыс режимінде көптапсырмалы жұмысты орындауғы және тұтынушының "жұмыс мәзірінен" графикалық режимді орындауға мүмкіндік береді. Қазіргі таңда Windows 7 пакеті мен оның офисі күрделі қолданбалы графикалық программыны құруда негізгі құрылғы болып табылады[16].
Кеңістіктің көрнектелген атауы
Ағын қозғалысымен айналған бұрама қадамының есебі
Тангенциалды құйында есептеу тәжірибесінің тәртібі
Шахталық суқашыртқыда кинетикалық энергия ағынының жоғарылау белсенділігінің есебі
Параметр есебі
Навье-Стокса теңдеуінің сандық таңдауы
Натуралды және модельді зерттеуімен тәжірибелердің сканерлі өңдеуі және салыстыруы
Гидроциклон камерасында және шахта суқашыртқысында фазаны тасушы ортаның есебі
Екі су асты каналымен және вакумды жүгенімен спиральды камера
Логарифмдік және архимедтік спиральмен спиральды камера
Конустық камерасымен тангенциальды тәсілдеме және иірілімі
Тангенциальды және кинттік тәсілдемесі
Құйынды шахталық суқашыртқыштың су асты және қоректендіруші каналдарының инженерлік әдісі
Құйынды шахталық суқашыртқыштың есебінің компьютерлік моделі және құйын құрылымының үлесімі
2.1 - сурет. Программалық модулдің әрекеттесу схемасы
2.2 ҚПП СУҚАШЫРТҚЫСЫН құру жұмысын ұйымдастыру
Күрделі программалық жабдықты жалғыз білікті программист құруы тәжірибеде аз өмір сүретін тапсырма. Жаңа кезеңде программалаудың жаңа технологиясының қажеттілігі туындады, ол кәсіпқой білімді автоформалау деп аталды. Қолданбалы программаны құрудың жаңа технологиясы төмендегідей:
1. Басты құрушы мен программистер тобының мүшелері алдыларына ДЭЕМ пультпен жұмыс жасайтындай етуді тапсырма етіп қойды;
2. Процесс барысында жабдықты қою тапсырмасы өзгерді, ЭЕМ берілген тапсырманы автоматтандыру мүмкіндігі сол жағдайда келісімнің қажеттілігін таппағаны үшін, мүмкін болатын шығындар және т.б.;
3. Егер құрылған программа тәжірибеде өзінің құндылығын көрсетсе, онда программистке сапаны жоғары деңгеймен бағалап, ары қарай жалғастыртады.
Мұндай қадам өнеркәсіптік программалаудың технологиясы көмегімен программа ортасындағы құраушылардың еңбек өнімін жоғарылатуға мүмкіндік береді, өнеркәсіптік программалық жабдықты жасап шығарыды, программамен қамтамасыз ету ортасында (software) шаруашылық есепті арттыруға мүмкіндік береді.
Программаны құру барысында програмистердің сапасы мен тәжірибе молдығы ескеріледі. Төмендегі ең танымал жобалау технологиясының программалық өнімдері не үшін қолданылады:
1. Модульді программалау. Бұл технологияның негізгі идеясы программа бөлімдерін бөлек үлкен емес функционалды блоктарға(модульге) бөлуі. Модульдің ерекше сипатына оның автономдығы жатады. Мұндай программаларды оқуға, зерттеуге, модуль арқылы зерттеуге болады;
2. "жоғарыдан төмен" программалау. Осы технологияның көмегімен өз кезегінде модуль мен программа алдын шақырған, басты басқарылатын программа құрылған болатын;
3. Программаның құрылымдылығы. Рационалды мақсаттағы баяндау программа стиліндегі және оның оқылымдылығы, негізгі программалау тілінің жоғарғы деңгейі негізінде, құрылымдық тілдер ОБП Delphi 7 и C++ алынған. Олардан басқа, тәжірибелік жұмыста мынадай программалар қолданылды, ұзын түсіндірмелер жазылатын, оқылатын программалар айнымалысының мнемоникасы. Программа текстін құру барысында оның негізгі сыртқы пішіні айқындылық мен бейнелік үлкен мағына берді.
Программалық жұмыстың үлкен бөлігі құру уақытына қызығушылық пен программаның сапасының төмендеуіне әкеле жатқан программалық жұмыстың құрылуымен байланысты.
ҚПП автоматтандыру құру жұмысы барысында келесі жұмыстар талқыға салынды:
- жеңілдетілген компьютерлік тәсіл арқылы ұйытқыма шахталық суқашыртқының негізгі параметрлерінің электронды таблица көмегімен есеп алу;
- ұйытқымалы шахталық суқашыртқыда кең қолданылатын сервистік қызметтің графикалық қабығының программасында қор жинау, өңдеу, сақтау және конструктивті элементтерде графикалық бейнелеу;
- қор жинау, өңдеу, архивтеу және құрастыру принципінің сипаттауымен текстік мәлеметті қолдану, есептеулер және осылардың тәжірибеде қолдану ортасы;
- қор жинау және программасы бар текстік мәліметтерді графикалық өңдеу, есептеу әдісі, әдістемелік көрсеткіштер және оқулық жәрдем, компьютерленген типографияға шығаруға дайындық;
- ғылыми тұрғыдан шығарылған қорытындыны алуға дайындығымен зерттелетін жұмыстың қағаздағы технологиясы;
- мамандандырылған объектіге-бағытталған тілді программалауда Flow Vision қолдану Медеу бөгетінің суқашыртқысының құдығында және ұйытқыма ағынында үшөлшемді суреттерді визуалдауға мүмкіндік береді;
- Scada- жүйесінің мәліметтерімен басқару үшін МҚБЖ MySQL қолдану [18].
MasterScada, Delphi7, Flow Vision, 3DsMax, С++ орталарында программалау программалаудың базалық тіліне жатады, олар жобада тапсырма қатарын шешу үшін қолданумен қатар, ҚПП мен жобаны орындайтын студенттердің зияткерлік шамасын арттырады. Сонымен қатар бұл проекті орындаудың екінші қадамындағы позитивті қорытынды болып табылады. Объектіге-бағытталған программалау тілінде жазылса, Flow Vision түріндегі қолданбалы программа пакетінен принципті тұрғыда айырмашылық жасайды. ҚПП FVда объектілердің кейбір фактісі туралы және олардың арақатынасы жарияланады, объект үшін есептеудің кейбір заңдылықтары мен олардың арақатынасы анықталады; объекті мен олардың арақатынасы туралы сурақтарға жауаптар формаланады. Содан кейін берілген ҚППның соңғы-айырмалық моделімен автор алдын ала болжағандай есеп беру болады. Осы ҚППның басты кемшілігі болып турбуленттіліктің моделіне ҚПП FV код түзетуін жасаған кезде қатты заттардың жабысқақтығы мен шоғырлануы.
Сонымен бірге ООП алгоритмдік тілінде жұмыс бірден қиындап кетеді, файлдарды формалау процедурасының сипатталуымен, олардың шоғырлануы, қажет мәліметтер файлынан таңдап алуымен.
ҚПП FV имитациялық модельдеумен байланысты жұмысты көрнекі формада визуалды есеппен алуды автоматтандырды және жұмысты біршама жеңілдетті. Одан басқа програмистердік дәрежелік деңгейі төмендеп, ақпараттық-анықтамалық жүйе моделін құруда програмистер тобының саны азайды. Медеу бөгеті суқашыртқысының конструктивті ағындағы элементтерінің үшөлшемді суреттері және есептеу мысалдары қосымшаларда берілді.
2.3 Цинлиндрлік турбадағы анық сұйықтық айналымындағы тапсырманы шешудің программалау технологиясы
Цинлиндрлік турбадағы ілгерілмелі - айналмалы сұйықтық қозғалысының тапсырмасы тек практикалық тапсырмада ғана маңызды орын алмайды[21,22].
Техникада Рейнольдса санының көп мағыналарында және мінсіз тегіс турбада, байлау күшінің белсенділігінің төмендеуіне әсері мен турбаның өткізу қабілетінің бірден артуы бақыланады. [23] - ші әдебиетте турбаға қарсы әрекеттестікті төмендетуге мүмкіндік беретін және ГТҚ - ның шығыстық сипаттамасын жоғарылатын арнайы химиялық шөгіндіге байланысты мәліметтер бар.
Тәжірибелік тұрғыдан алғанда тік және көлденең турбада ағынның айналуы жоғарыжылдамдықтағы ағын энергиясын белсенді өшіруге мүмкіндік береді және сұқашыртқы шахтасының және көлденең тасушылардың энергиясының кавитациянсын жояды. Мұндай ағындардың гидравликасы жоғары талқыланды.
Бұл физикалық құбылыстың математикалық модельдерінің бірі программалық жабдықтауды құру кезеңін толық сипаттап жазады және программалық жабдықты жылдам әрі сапалы жазудағы программалаудың жаңа технологиясының мүмкіндіктерін жариялайды, ол ағынның майда құрылымына және айналған ағынның шектік қабатын басқару тәсіліне қатысты маңызды тәжірибелік қорытынды жасауға мүмкіндік береді.
Ағынның кинематикалық сипаттамасына ағын айналмының әсер етуі гидравликада белгілі(осьтық және тангенциалдық жылдамдығы, сұйықтықтың шығыны және кинетикалық энергия). Цилиндрлік турбадағы сұйықтық қозғалысының танымал моделі деп анық сұйықтықтың біртекті бұрандалық қозғалысын көрсетуге болады [24].
А.Я.Миловича пен Б .А. Пышкина модельдерінде егер симметриялы ағын тең және ілгерілмелі қозғалса, онда осьтық, тангенциальды және радиалды жылдамдықтағы (V1, V2, V3) келесі теңдеуді қанағаттандырады
d2V1dr2+1rdV1dr+k2V1=0
V2=-1kdV1dr (2.1)
V3=0
мұнда k=const, сұйықтықтың біртекті бұрандалық қозғалысының шартын анықтайды[25,26].
Теңдеудің шектік шартына (2.1) арнайы селсіз функция арқылы J1(kr) және J0(kr) сандық шешімін табуға мүмкіндік берген ξ = R (R- труба радиусы), V1 =0 ("жұғу" шарты) қатысы болады[27].
Осыдан компонентер жылдамдығын мына түрде есептеуге болатыны шығады:
V1=V1maxJ0(2.4r)
V2=-V1maxJ1(2.4r) (2.2)
V3=0
Мұнда, r=rR - турбаның өлшемсіз радиусы, k=2.4R - "жұғу" шартынан туындайды, сомен қатар k [0,2.4R] интервалында жатады.
Жоғарыда айтылғандай, (2.1) шешімі анық қиыспайтын сұйықтық үшін табылған болатын, дегенмен де шектік шарт бар жылдамдықты болжап тұрса да, ал ағын тартылыс күшінің әсерінен тежелуі тиіс. Анық сұйықтық моделінде тең, ілгерілмелі айналмалы ағынды ішкі энергия қорымен қамтамасыз етеді [28].
Сонымен, ДК де есепті ұтымды шешу үшін J1(kх) және J0(kх) селсіз есептеуіш функциясының сандық процедурасычн жазу қажет, содан кейін белгілі кинематика сипатымен графикалық түрде қорытынды шығару керек. Тестілеу жүргізіп, танымал қорытындылармен салыстырулар жасап, есептеулер сериясын қолданып, ағынның құрылымына анализ жасау қажет.
Селсіз функцияны математикалық анықтау ақырсыз қатарды есептеу жолымен іске асады. Селсіз функцияның аралық нүктелерінде интерполяциялық формула көмегімен бөлу қажет. Есептің графикалық тәсілдері заңды, дегенмен олар төмен дәлдікке ие.
Процедураны есептеу функциясының Бесселя 1-ші түрдегі бүтін санды п қатардағы Х аргументіне қатысты ДК Бесселя функсиясын жүзеге асырсақ, бұл жағдайда:
Jn(x)=x2nk=0infinity-1kx2)2kk!k+n! (2.3)
Г(k+n+1)=(k+n)!
(2.3) формуласының алгоритмдік конструкциясы өзінде циклді көрсетеді, (денеге құйылғандардың әсер етуі және оператор көмегімен суммасын).
tb:=-tb*xb(ib*(ib+nb))
sb:=sb+tb.
Жұмыс циклі көзделген дәлдік алынғанша жалғасады cb=(x2)n n!.
Берілген алгоритм Void.1 (см. қосымша) процедурасында іске асырылған Бесселя функциясының ақырғы мағынасы - функция FUNC-BESS процедурасында есептеледі, Х мағынасы аргумент болып табылады, n және берілген дәлдік (программалар текстіндегі айнымалылар х1 b, nb, eb в).
n=0 және к=5 кезіндегі программаны тестілеуде таблицалық мағына дәлдігімен ε10-8 тура келеді. Сенімді процедура есептеуінде Бесселиялық функциясы қарап шығуға және цилиндрлік турбада сұйықтықтың біртекті емес ағыны жағдайына мүмкіндік береді.
Пышкиннің бар шешімін графикалық экранда іске асыратын А1 модулінің мүмкіндіктерін ұсынамын, ол тәжірибеде маңызды қорытындылар мен шығарулардың қатарын құруға мүмкіндік береді. Ақпаратты көрсету үшін графикалық процедура қатарын іске асырады, олардың тексті қосымшада көрсетіледі және құрылымдық программалау әдісінің еңбекті көп қажетсінбейтінін құру. Маңыздырақ процедураның қорытындысын профил жылдамдығымен графикалық экранда (2.3) есептелген формуласы бойынша талдаймыз.
Процедура алгоритмі FI айнымалысының 0.2 ден 2.6ге өзгеретін циклын көрсетеді. Оның ішінде дәйекті орналасқан екі цикл бар, оның біреуі оператор көмегімен графика профилінің томенгі және жоғарғы бөлігінде осьтық жылдамдықты құрайтын есепті есептейді:
х1 b :=fi* rround ((руу-ру)2);
jo:=func_bess(x1b,nb,cb);
vz1:=round(round(pxx-px)2)+jo);
circle(px+vz1+round((pxx-px)4,py+r ound(pyy-py)2+r,1);
circle(px+vz1+round((pxx-px)4,py+r ound(pyy-py)2-r,1);
втором цикле no г операторами
x1b:=fi*rcenr - вычисление x в формуле (2.3);
j1:=func_bess(x1 b.nb.cb);
vl1:=round(-cenr*j1)
-Бесселя функциясы бойынша бүтін санды созу оның кескіні графикалық экранға шығу мақсатында;
circle(cenx+vl1, ceny+r,1);
circle(cenx-v11, сепу-г,1) - тангенциалды скорость құратын профил кескіні үшін графикалық нүктені жасау.
Нәтижесінде графикалық экрандағы А1 модулінің орындалуы барысында ағын айналымына тәуелді осьты және тангенциальды құратын профилдердің өзгеруін қадағалап отыруға мүмкіндік береді.
Есептің талдау қорытындысы (2.2 сурет) айналымның профильде осьты құрайтын жылдамдығына қатысы бар екенін көрсетеді.
Айналымның өсуі осьтық гратиент жылдамдығының артуына әкеп соқтырады, артынша шектік қабатқа әсерін тигізеді.
Берілген мәліметтерді қазіргі заманғы ДК қолданып, сериялық есеп беру процесінде алуға болады. Есеп беру мәліметтерінде графикалық суреттер талдауды едәуір жеңілдетеді және зерттеу мүмкіндіктерін арттырады.
2.4 Селдік массаны тазалау процесі мен қатты бөлшектер концентрациясының тасушы ортаға әсерін модельдеу
Жоғарыда айтылғандай, оқиғаның кең көрініс табатын жері Медеу шатқалында сел жүргеннен кейінгі жағдай және барлық жиналған сел массасының суқомасынан екі-үш тәулік ішінде қайтуы болып табылады. Бұл жағдайда суқойма өзін үлкен сұйықтықты тындыратын ыдыс ретінде көрсетеді. Сел жағдайында жасалатын қадамдар мен сел массасының жоғарғы қабатын тасуға дайындайтын тұндырғы ретінде көрсетеді, ол су лақтыру процессі кезінде плотинаның төменгі бьеф плотинасы арқылы суды қашыртады.
Гравитация күшінің әсерінен гетерогенді су тұнбасы тұнуы гидродинамиканың техникалық тапсырмасының бірі болып табылады. Құмтұтқыштың есебі мен сұйықтықты тындыратын ыдыс пен жарық берушілер әртүрлі гранулометрилық құрамның өлшенген бөлшектерінен тазалау тапсырмасын орындайды.
2.2 - сурет. Fi айналма параметрінің Миловичтің (абцисс осьі бойынша - R, ординат осьі бойынша Vt) осьтық жылдамдықты құраушы моделінде бөлуі
Медеу шатқалы үшін классификацияланған қатты затты сел массасы кезінде оның диаметрі және ағынның жалпы көлемін ұстай алу проценті бар тәжірибелік мәлімет бар[4]. Қатты фаза бөлшегінің формасын ортақ статистика бойынша сфералық деп санаймыз. Осы ретте суқойманы қатты бөлшектен босату уақытын есептеу тапсырмасы өзінде Стокстың классикалық тапсырмасын көрсетеді. Ол бойынша, бөлшекті формасына қарай бөлу заңындағы статистикалық гипотезаның қолдануымен байланысты, қорытындының өшіп қалу ықтималдығын еске алу керек.
Екіфазалы ағында жабысқақтық пен тығыздық өзінің құрылымы арқылы таза судан айырмашылық жасайтыны белгілі. Медеу шатқалының селдік ағыны үшін ортаны тасушының интервалы 1,4 тм3ден 1,7 тм3ге дейін болады. Төменде екіфазалы сел ағынының тығыздығы мен жабысқақтығының есептеу формуласы көрсетілген. Динамикалық жабысқақтықтың есептеу формуласы мен көлемді сұйықтықты тасушы ортада ұстап тұру мына түрге ие:
μнф =μч(1+2,5ξ)
ρнф=ρч+ρтф(1-ε) , (2.4)
Мұнда, ε=Vж( Vж+Vтв).
Алынған есептелген схеманың негізгі мақсаты, суқоймада су бетін жарық етуге болатын уақытты табуға мүмкіндік беретін, қатты фазадан тазартудың жылдамдығын табу болып табылады. Жұмыста дөңгедек қатты бөлшектің жылдамдығын анықтау үшін келесі есепті формула ұсынылады:
Reч= Ar18+0,6Ar , (2.5)
Мұнда, Reч=WЧ.d.ρчμч ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
МЕХАНИКА-МАТЕМАТИКА ФАКУЛЬТЕТІ
АҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕЛЕР КАФЕДРАСЫ
МЕДЕУ БӨГЕТІНІҢ СУАҒЫТҚЫШТАРЫ ТУ АБЖ ҮШІН OPC-СЕРВЕРДІ MASTERSCADA ҚҰРАЛДАРЫМЕН ЖОБАЛАУ ЖӘНЕ БАПТАУ тақырыбына жазылған
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Орындаған
____________________
(қолы)
Курманали М.А.
Ғылыми жетекші,
ф.-м.ғ.к., доцент
____________________
(қолы)
Джомартова Ш.А.
Норма бақылаушы
____________________
(қолы)
Жуманов Ж.М.
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңг.м.а, PhDдоктор
____________________
(қолы)
Есенгалиева Ж.С.
Алматы 2015
Мазмұны
ҚЫСҚАРТУЛАР МЕН МАҒЫНАЛАРЫ 3
КІРІСПЕ 5
НЕГІЗГІ БӨЛІМ 8
1 МЕДЕУ БӨГЕТІНІҢ СУҚАШЫРТҚЫСЫНДА СҰЙЫҚ ФАЗАНЫҢ ТРАНСПОРТТЫ ҚОЗҒАЛЫСЫ 9
1.1 Гетерогенді ортадағы гидравлика моделі 10
1.2 Тасушы фаза (ψ-ω,V3) айнымалысы үшін Навье - Стокса қозғалыс теңдеуі 12
1.3 Тоқ функциясына байланысты Пуассона теңдеуі шешімінің алгоритмі және программасы 14
(тестік мысал) 14
2 АРМ СУҚАШЫРТҚЫСЫНЫҢ ПРОГРАММАЛЫҚ МОДУЛІ 18
2.1 ҚПП-ға талап 18
2.2 ҚПП СУҚАШЫРТҚЫСЫН құру жұмысын ұйымдастыру 20
2.3 Цинлиндрлік турбадағы анық сұйықтық айналымындағы тапсырманы шешудің программалау технологиясы 22
2.4 Селдік массаны тазалау процесі мен қатты бөлшектер концентрациясының тасушы ортаға әсерін модельдеу 25
2.5. Медеу бөгетінің суқашытрқысының қауіпсіз лақтыруы үшін тасушы ортаның тазалау уақыты есебінің компьютерлік интерфейсі мен алгоритмі 28
3 ЛАЗЕРЛІ СКАНЕРЛЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ ЖӘНЕ СҰҚАШЫРТҚЫНЫҢ БҰДЫР БЕТОН ҚАБЫРҒАСЫНЫҢ ҮШ ӨЛШЕМДІ МОДЕЛІ 31
3.1 Тахеометр көмегімен бұдыр бетон бетін зерттеу технологиясы және оның мамандандырылған программалық жабдығы 34
4 MASTERSCADA ЖҮЙЕСІ - ПРОГРАММАЛЫҚ ПАКЕТ 44
4.1 SCADA - жүйесінің тапсырмалары және оны тағайындау 45
4.2 SCADA-жүйесі құрылымы 46
4.3 SCADA - жүйесінде процедураны басқарудың ерекшеліктері 47
ҚОРЫТЫНДЫ 48
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 51
ҚОСЫМША
Қысқартулар мен мағыналары
ρk0
-
к-сыншы фазаның нақты тығыздығы
ρk
-
Қоспа көлемі бірлігінде к-сыншы фазаның массасы
αk
-
к-сыншы фазаның көлемді концентрациясы
υki
-
хi - ге бағытталған к-сыншы фазаның компонент жылдамдығы
P
-
Жылжымайтын тасушы ортаның қысымына қатысты қозғалыс қысымы
τij
-
Қызу тасу фазасындағы тензор компоненті
δij
-
Кронекер символы
Fi
-
Фазааралық әрекеттесудің векторлық күші
n
-
Көлемді концентрация
Пв
-
Сұйықтықтағы Тензор күші
kф
-
Тұрақты сыңайлы қарсыласудың коэффициенті
kп
-
Фазаға тұрақсыз әрекетті сипаттайтын коэффициент
V=(V1,V2,V3)
-
Жылдамдық вектор
P=p+gz
-
Жалпы қысым
νэфф
-
Эффективті жабысқақтық
ρ
-
Сұйық фазаның тығыздығы
m
-
Бірлік масса
W
-
Қатты бөлшек жылдамдығы
σ
-
Бөлшек диаметрі
ρ'ˊ
-
Қатты бөлшек тығыздығы
g
-
Еркін түсу жылдамдығы
ξ
-
Тасушы фаза көлем бірлігіндегі қатты бөлшек шамасы
∇
-
Лаплас операторы
ω
-
Құйын кернеулігі
ψ
-
Тоқ функциясы
μнф
-
Тасушы фазаның динамикалық жабысқақтығы, Па.с
μч
-
Таза судың динамикалық жабысқақтығы, Па.с
u
-
Сұйықтың ламинарлы ағысы үшін жабысқақтықтың динамикалық коэффициенті
А= а[.]exp(b)
-
Турбулентті қайта басудың коэффициенті немесе турбулентті жабысқақтықтың динамикалық коэффициенті( a және b - Роччина мен Лэвэна америкалық ғалымдардың жартылай эмпирикалық коэффициенттері)
Vж
-
Сұйық фаза көлемі
Vтф
-
Қатты фаза көлемі
ε
-
Сұйық фазаның көлнмдік бөлігі
Wос
-
Босану жылдамдығы
ОБП
-
Объектно-ориентированное программирование (Объектіге-бағытталған программалау)
ҚПП
-
Пакет прикладных программ (Қолданбалы программа пакеті)
ҚПП FV
-
ҚПП Flow Vision
Delphi 7
-
ОБП тілінің жетінші версиясы, Object Pascal алгоритмдік тлінің негізінде құрылған
С++
-
ОБП тілі C++ Бьёрн Страуструп құрған және әртүрлі операциялық жүйе үшін программалық қосымша құруға мүмкіндік береді
ГИЖ-технологиясы
-
Геоинформациялық жүйені құру технологиясы
АЖО (АРМ) Суқашыртқы
-
Медеу бөгетінің суқашыртқышының жұмысшысының автоматтандырылған жұмыс орны водосбросов плотины Медео
3D модель
-
Зерттелетін объектің компьютерлік үш өлшемді моделі
ТЖ қызметі
-
Қазақстан Республикасының төтенше жағдай қызметі
ГТҚ
-
Гидротехникалық құрылыс
АФ Казселезащиты.
-
Алматы филиалдық АҚ Казселезащиты
ҚР ҒБМ
ТПБ АЖ (АСУ ТП)
-
Қазақстан Республикасының білім және ғылым Министрлігі
- Технологиялық процесстерді басқарудың автоматты жүйесі
Кіріспе
Медеу бөгеті 1973жылы өзінің басты міндетін орындап, катастрофиялық қауіпті тоқтатқаны бәрімізге белгілі, алайда бұлай болу барысы жоспардағыдай болмады. Біріншіден, сумен қоса тастан, қалдық заттардан, бөлшектерден және ағаштан тұратын тасқын суқашыртқысы порталының төменгі бөлігін бекітіп, оны арнасынан шығарды. Екіншіден, суды лақтыру процессі барлық сел массасы кеткеннен кейін ғана орындалды. Ал үшіншіден, насоспен суды лақтыру гребень плотины арқылы өткендіктен ешбір қатты фазаны өткізбеді (ұсақ валундар мен тастар) және аз шығынмен.
Қазіргі кезде Медеу бөгеті суқашыртқысының 1973жылғы жетіспеушілікті ескеретін концтрукциясы бар, алайда шындығында суқашыртқыштар екінші кезекте тек қана гребень плотині арқылы өткізуге мүмкіндік береді, ал сел массасын қатты заттармен лақтыруды ескермеген. Өту динамикасы және копфазалы сел тасқынының бөгетке әсер ету қуаты кіретін порталда суөлшегішпен есептелген, сол құйылу процесі уақытта, сел массасын портал суқашыртқымен және суқашыртқы туннелінің максималды шығынымен жұмыс істеу тәртібі жеткіліксіз қаралған және қосымша зерттеуді талап етеді.
Өзектілігі. Сонымен, проекті орындаудың екінші кезеңінде негізгі көңіл тасушы фаза қозғалыс динамикасының математикалық және компьютерлік моделіне аударылған, ол алгоритм құруға мүмкіндік береді және проектің негізгі тапсырмасын іске асыру үшін компьютерлік қосымша - он-лайн мониторинг бойынша ақпараттық жүйе құруға және Медеу бөгетінің сел массасын суқашыртқымен лақтыру, айдап шығу процесін басқаруға мүмкіндік береді. Процесс ретінде сел ағынының шығуы Медеу шатқалында турноға модельдене алмайды, ең ыңғайлы тәсіл - үшөлшемді графикалық имитационды модельдеу әдісін қолданатын көпфазалы ортада гидродинамикалық есептеуіш математикалық аппаратпен компьютерлік модельдеу. Бұл жұмыстың соңғы қорытындысы суқашыртқы конструкциясын іске асыратын служб ТЖ және АҚ Казселезащиты үшін проекталды техникалық шешімі болып табылады. Олар біздің ойымызша, гидротехникалық құрылғысын басқарудың (ГҚБ) деңгейін жоғарылатуға мүмкіндік береді және суқашыртқы жұмысын жақсарту мен сел қоймасындағы суды қауіпсіз лақтыруды қамтамасыз етеді.
Күрделі гидравликалық процестің теориялық талдауы суасты каналдарында, шахталық суқашыртқыда, су құдығында және тунельде көпфазалы ортадағы гетерогенді аралас механика қозғалысы теориялық модель құруды талап етеді. Проекте барлық деңгейдегі қозғалыс санына бір математикалық модель ұснылады және Медеу бөгетінің суқашыртқысының техникалық параметріне қалай әсер ететініне тыңғылықты жауап беруге мүмкіндік беретін әлемішті параметріне қатысты сызатсыз теңестіру.
Құм мен глинның шамадан тыс концентрациясымен судан сел массасын айдап шығу барысында фаза әсерінен тасушы ортада қажеттілік туындайды. Бұл байланста, тасушы ағынның кинематикалық жабысқақтығына концентрация фазасының ықпалын анықтаумен байланысты тапсырма қатары туындайды, күрделі сызықтық емес қозғалыс теңдеуінің линеаризация тәсілі және көпфазалы ортаның жарылғыш еместігі және оны қабылдаудың верификация диапазоны.
Ағынды айдау процесі фазаларды бөліп интенсифициалайтындығы белгілі, құйынды шахталық сулақтыру суқашыртқыдан құм түріндегі қатты фазалар және ұсақ тастар орталық күштен суқашыртқы бетонының шетіне ығыстырылады. Ал бұл жағдай суқашыртқының бетонмен қапталған бөлігінің тез үгілуіне әкелу мүмкін және геометриялық параметрінің де өзгеруіне интермелейді. Бұл факторлардың ықпалын суқашыртқыны бетонмен шетін қаптау кезінде техникалық гидродинамиканың терең шарты деп баға берген жөн. Тапсырманың арғы уақыттағы тереңдей түсуі суқашыртқыдағы турбулентті учетпен және көпфазалы тасу ортасында гидравликалық процесті модельдеумен байланысты. Сонымен қатар продукт программасының есеп және параметрін басқаруды құру кезінде АЖО Суқашыртқы түрінде құйынды шахталық сулақтырудың екінші кезеңін орындау барысында негізгі мақсаты Суқашыртқының компьютерлік моделін салу.
Суқашыртқының сол жақ кіретін порталы эксплуатациондық режимде Кіші Алматы өзенінің гидрологиялық шығынын өткізу үшін 20 метрден сарқырамадан жұмыс істейді. Бұл 40-жылдай шамада бұрын суды тазалау режиминде штатта түрде жұмыс істеді. 2014 жылы Талғар мәліметтері Медеу бөгетінен келетін селдің қаупі жыл санап артып келе жатқынын көрсетеді. Медек бөгеті суқашыртқысы сырттан гидравликалық эксплуатацияланғаннан кейін және әртүрлі шығындар режимі тексерілген жоқ, суқашыртқы арқылы регулировка жасалатын конструктивті қосымшасы АФ Казселезащиты техническалық серіктестікпен де талқыланған жоқ.
Кіші физикалық модельжеумен тексеру жүргізілен Медеу бөгетінің суқашыртқысы өзінше күрделі әр әрі қымбатқа түсетін техникалық проект болып табылады, сондықтан альтернатив сапасында бизге иновациялық қадам ұсынылады. Ол компьютерлік үш өлшемді конструкцияны модельдеу және бөгет суқашыртқыдағы 3D принтерінде модельдейтін гидравликалық процесскенегізделген. Тәжірибеде осы технологиялардың гидравликалық тексеруіне үңілуі жаңа ғылыми-тәжірибелік қорытындысы осы проектің және тек ГТҚ - та ғана режимді натурлы модельдеудегі тапсырмаларды шешуге мүмкіндік береді, бірақ оперативті құю натурлы модельдер сурақтарына жергілікті ланджафтар үшін өзеннен су басу қаупі бар аймақты анықтайды.
Үшөлшемді модельдеу конструкциясының құрылуы және Медеу бөгеті суқашыртқысының әртүрлі режимдегі гидравликалық процесі және олардың АФ АҚ Казселезащиты қызметіндегі ГТҚ қауіпсіздігін болжауына кіруі осы проектіңнегізгі мақсаты болып қалады.
Ғылыми-тәжірибелік жұмысының екінші жылына келесі тапсырмалар мен мақсаттар қойылған:
- Медеу бөгетінің суқашыртқысы арқылы өтетін көп фаза ортасы турбулентті қозғалыстың үшөлшемді математикалық моделін құру. Математикалық тыңғиықтылық және суқашыртқы конструктивті элементтерінің 3D моделін анықтау;
- үшөлшемді модельдеу технологиясын құру және суқашыртқының бетонмен қапталған бөлігіне ағынның гидравликалық параметріне әсері;
- суқашыртқыда күрделі геометрия аймағымен есептелген тең емес тарататын сеткаларды құру қажеттілігін есептейтін көпфазаны тасушы орта қозғалысынның тұйық математикалық моделін құру ;
- құру алгоритмі және қатты фаза концентрациясы есебімен сұйықтық - қатты бөлшек екіфазаны тасымалдаушы ортадағы турбулентті қозғалыстың компьютерлік есептегі линеарлы есептеуі және оның Медеу суқашыртқысының конструктивті элементіне әрекеті;
- Медеу бөгетінің суқашыртқысының қабылдау порталының конструкциясын ГТҚ шығынын басқару үшін іске асыруда аванпроекті қосымшаны өңдеу және максимальды шығында өткізген жағдайда объект қауіпсіздігін төмендету.
Сонымен, Ғылыми-тәжірибелік жұмысының екінші жылы турбулентті фазаны тасу есебінде көпфазалы орта үшін үшөлшемді математикалық модель құруға арналды, және қатты бөлшектердің концентрациясы, суқашыртқы қабырғасында үшөлшемді компьютерлік модельдеу құру кезінде лазерлі сканерлеу әдісі; сонымен қатар аванпроект деңгейінде ГТҚ басқаруды жақсарту және гидрологиялық процестегі, Кіші Алматы өзенінің максималды шығынын өткізудегі, келеңсіздік қаупін төмендетудің техникалық шешімін жасау.
Ғылыми-тәжірибелік жұмысының екінші жылында проектің бұдыр бетонының ішкі қабырғасы бетоннан тұратын конуструктивті элементтерінің суқашыртқысы үшөлшемді визуальды 3Ds Max ортада компьютерлік технология өңдеуінен тұрады; сұйық - қатты бөлшек тің математикалық моделінің құрылуы және есеп беру алгоритмі, төменгі бьефтағы су қоймасының лақтыру режимінде қатты фазаның әсер ету бағасын білу үшін компьютерлік қосымша; АФ Казселезащита кызметінде конструктивті қосымшасын жасау кезінде Медеу бөгетінің суқашыртқысының қауіпсіздігін және оны басқаруды жақсарту; ТПБ АЖ Суқашыртқысы жобасы үшін ПҚ MasterScada технологиясын қолдану.
Негізгі бөлім
Бізге белгілі, Медеу бөгетінің суқашыртқысы 30 м3с максималды өткізу қабілетіне ие болғандықтан, су қоймасында суды лақтырумен бірнеше тәулік бойына қамтамасыз ете алады. Қаралып отырған суқашыртқысынаң негізгі ерекшелігі болып ысырманың болмауы мен ағынды лақтыру кезінде басқа елементтерді сипаттауы. Кіші Алматы өзенінің аңғары жылдық орта гидрологиялық есепке негізделген. Ол 5 м3с дейін салмақты әлеуметтік-экономикалық жағымсыз қайталанусыз Медеу шатқалы бөгетінің шығынын жібере алады. Бірнеше тәулік ішінде 30 м3с на дейін су қоймасынан лақтыру Кіші Алматы өзені сағасындағы спорт-культуралық маңызды аймақтарды су шайып кетуі мүмкін. Сондықтан, гидравликалық затворлар көмегімен суқашыртқының тұрақты шығын сипаттамысын автор техникалық қосымша есебінде көрсеткен. Оның конструкциясы төменгі шығындар болған жағдайда талғыланған, ал шамадан тыс материалдық шығынды талап етпейді. Бұл су құйылу порталының өзекті мәселесін шешуге м.мкіндік береді, бомбардировки үлкен тастардың суқашыртқының бетон қабырғасына әсер ету қаупін төмендетеді, ағынды тасудың кинематикалық параметріне құм мен ұсақ тастардың әсер етуін төмендетеді және суқашыртқының геометриялық параметрлеріне де (1.1 - сурет).
1.1 - сурет. Селден қорғау Медеу бөгеті және 3 D суқашытқысының салу моделі
Кіші Алматы өзеніндегі су басу тапсырмасын шешу берілген проектіні орындауда шеттен шығып отырғанын ескерген жөн, алайда қазіргі заманғы ГИЖ-технологиясының мүмкіндігі және ландшафтық редакторлар бұл процестің жүру барысын визуалды болжауға жол береді. Бұл Медеу бөгеті суқашыртқысының болып жатқан конструкциясының су қоймасынан үлкен шығындарды шығару кезінде жағымсыз әлеуметтік оқиғаларға баға беруге мүмкіндік береді. Осы дипломдық жұмысымда берілген сұрақтар тек проектің болашақ контексті үшін қаралады және талқыланады.
1. Медеу бөгетінің суқашыртқысында сұйық фазаның транспортты қозғалысы
Аралық есеп беруде проектің суқоймадағы су ағынының қозғалысын моделдеу тапсырмасын қарау орындалады (ары қарай - сұйық фаза). Тапсырманың шешімі маңызды орын алады, себебі сел жүру кезінде АҚ Казселезащита эксплуатационды қызметі су қоймасын басқаруда селдің жотасы арқылы құйылуына жол бермеуі тиіс және ішкі бьеф бөгетіне қауіпсіз суқашыртқы арқылы құйылуын қадағалау керек.
Тәжірибе жүзінде өткен оқиға барысында 1973 жылғы апат әсерінің сел көлемі суқоймада қалдық болып екі күндей сақталды. Осы кезде сел массысы гравитация күшінің әсерінен стратифицияланды. Суқоймасын бақылау барысында сел массасының біршама бөлігін сұйық фаза құрайды(барлық көлемнің 30% на жуығын сұйық фаза құрайды ). Сел массасының тығыздығы 1.4 ден 1.7 тм3 құрайды[1,2,3]. 1973 жылғы Медеу бөгетіндегі сел уақытқа тәуелді болды және суқойма әцһйнегінің тереңдігіне тәуелді. Барлық шығынды анықтайтын және сел ағынының гранулометриялық құрамын анықтауды тұтыстай анализ факторларын ажыратуда А.И.Квасова экспериментті зерттеу жүргізді[4].
Бұл жұмысында селдің максималды шығыны су шығынының бірнеше коэффициентке өсуімен анықталады, ол мына аталғандарға тәуелді: а) сел тығыздығының болжамы; б) бассейіннің селқаупіне субъективті баға беруі (қатты-, тым-, орта -, әлсіз сел); в) бассейін сипаттамасы (эродирования кезеңі, тоқсандық өсу қалпы, иректелуі, географиялық тордың формасы, склондардың иілуі, суқашыртқы көлемі және т.б.) [4, стр.19].
Медеу қоймасының суқоймасынан сұйық фазаны қауіпсіз лақтырудың оптималды сценариі мына төмендегі тәжірибені қолдайды:
а) бөгет апаттық селдегі соққыны ұстайды;
б) суқойма сел кеткеннен кейін 2-3 тәулік ішінде сел массасын стратифициялауға мүмкіндік береді;
в) суқашыртқы су бетін 5 м3с на дейін шығару режимінде басқарып лақтыруды орындайды;
г) ұсынылып отырған проектте бекітпелер сел ағынына су асты тунеліне енуге жол бермейді, ол завал жабық су порталында формаланады;
д) Су бетін лақтыру тек қатты фазаның минималды құрамында сел массасы стратификацияланғаннан соң ғана орындалад;
ж) ТЖ қызметі бөгеттің төменгі денесінде арналық процесстің үздіксіз мониторингін жасайды, және арнаны жуу жағдайында суқашыртқы шығындарының суқашыртқы шығындарының сипатымен басқарады.
Осы болжамдардың учетымен Медеу бөгетінің суқоймасының лақтыруының математикалық моделі ГТҚ арқылы су тасуында күрделі құрылымы және ұсақ тастары бар көп фазалы турбулентті қозғалысты көрсетеді. Бұл деңгей суқашырты шахтасында бетон қабырғалардың бастапқы және шеткі шарттары арқылы жарылмау деңгейімен соқтығысады.
1.1 Гетерогенді ортадағы гидравлика моделі
Гетерогенді ортадағы гидравлика моделінің ең әмбебап түрі континуумды модель болып табылады. Бұл тәсілде фазааралық күш әрекеті ескерілетін полуэмпирикалық математикалық тәуелділігі бар көп фазалы ағынның қозғалысы әлемішті параметрге байланысты сипатталады. Екіфазалы есептеу моделінде ағындағы фазаны тасуда А.Л.Дорфман [5] тәжірибе барысында массаның сақталу деңгейімен импульс түрін қолданды:
ddt ρ1υ1i+ ddtjρ1υ1iυ1j=-α1dPdX1+ dτijdX1-Fi (1.1)
ddt ρ2υ2i+ ddtjρ2υ2i=-α2dPdX1+ Fi-ρ21-ρ10ρ20δi2 (1.2)
ddt ρk+ ddXjρkυki=0 (1.3)
ρk= ρk0ρk; α1+α2=1; pk=const k=1,2;i,j=1,2 (1.4)
Көлем бірлігіне қатысты сұйықтық тарапынан қатты бөлшекке әсер ететін күш төмендегідей жазылады:
F1=1-ndivП8 (1.5)
F2= 1-nkФV-W+ρ (1-n)knddtV-W (1.6)
Сонымен қатар біз күткендей фазада тасымалданатын қатты заттардың төменгі концентрациясы континуум сияқты шахталық суқашыртқыдағы екіфазалы ағынның қозғалысын ескере отырып, жоғары келтірілген жүйе деңгейінде мүмкін болу нүктесі болуы мүмкін. Алынған массаны сақтау теңдеуі және қозғалыс саны, қатты және сұйық фазаға бөлек жазылатын екіфазалы ортадағы модель көрсеткішінде тәжірибелік есеп үшін өте ыңғайлы болады.
Бұл жағдайда Навье-Стокса теңдеуі түрінде жазылған, массаның сақталуы мен импуль заңына сүйенетін, екіфазаның тұйық жүйе теңдеуінде тасушы ортадағы қатты бөлшектер қозғалыс теңдеуі бар. Фазааралық әрекеттесулер күші тасымалданатын ағындағы қатты заттар концентрация көлеміне тәуелді эффективті жабысқақтық арқылы есептеледі.
Осы мадельді ГТҚ жұмыс режимінің есептеуінде қолданып алынылған тәжірибеде маңызды қорытындылар, В.М.Лятхера және А.Н. Милитеева жұмыстарында көрсетілген [6]. Бұл жағдайда екіфазалы ағын қозғалысының толық жүйесі дифференциалды теңдеудің екі тұйық жүйесінде бастапқы және шекті шарттарына беріледі:
V∇V=-1ρ∇P+vэфф∇2V∇V=0mdWdt=mg-F(V-W ) , (1.7)
мұнда F=34ξρρ'1σV-W.
(1.7) теңдеуін талдау тасушы фаза қозғалысының теңдеуін қатты бөлшектердің қозғалысының теңдеуінен тәуелсіз шешуге болатынын көрсетеді. (1.7), теңдеу жүйесі үшін бастапқы және шекті шартты дұрыс қою үшін В.В.Волшанника, А.А.Зуйкова, А.П.Мордасовалардың ГТҚ-дағы ағын айналымын зерттеуге арналған және құйындату типіндегі әртүрлі жұмыстың ерекшеліктерін көрсететін[7] жұмыстарынан мысалдар келтіреміз. Олар жасалған көп тәжірибелік жұмыстар мен теориялық зерттеулер негізінде - бастапқы шарт қандай болмасын, ағын айналымының трубоөткізгішіне қандай заңмен кірсе де, басталған арақашықтықтан біраз жылжығаннан кейін кез келген диффузия және энергияның диссипация заңдарымен ішкі ағын айналымы өзгеріске ұшырайды [7, стр.26]. Айналымдағы ағындар әрқашан ортаңғы күш әсерінен ағынның осесимметриялық құрылымын өзгертеді.
Осылай, жұғу V1,V2,V3w=O1 фазаны тасушы шектік шарт, аксиальдіге қатысты, радиалды и тангенциалды вектор жылдамдығын құратын цилиндрлі жүйедегі Навье-Стокса координат теңдеуі және үзіліссіздігі төмендегі түрге ие болады:
V1dV1dz+V2dV1dr=-1ρdPdz+vэффd2V1dZ2 +1rdV1dr+d2V1dr2V1dV2dz+V2dV2dr-V32 r=-1ρdPdz+vэффd2V2dZ2+ddrV2r+d2V2dr 2V1dV3dz+V2dV3dr-V1V3r=vэффd2V3dZ2+ ddrV3r+d2V3dr2dV1dz+dV2dr-1rV2=0 , (1.8)
Шахтаның бастапқы бөлімінде осьтық мағынасы мен тангенциалды жылдамдығын V1,V2,EXIT=const түрінде анықтайды және құйындату конструкциясына тәуелді.
Сонымен қатар мәліметтер 3DsMax (1.2 - сурет). ортасында үшөлшемді имитациялық модельдеуінің мүмкіндігін қолданғанды біздің есептеуімізбен де болады [8].
1.2 - сурет. Медеу бөгетінің суқашыртқы шахтасының бастапқы аймағында формалану процесінің осесимметриялық картинасы
Қатты фазаның осесимметриялық құрылымда фазаны тасымалдау кезінде формалануы оң фактор болып табылады.
1.2 Тасушы фаза (ψ-ω,V3) айнымалысы үшін Навье - Стокса қозғалыс теңдеуі
Берілген теңдеу жаңа айнымалының кіруімен қысқаруы мүмкін - тоқ функциясы, құйын қысымы және тангенциалды құрайтын жылдамдық. Навье-Стокса теңдеуінің бұл жағдайында, (ψ-ω,V3) айналымына қарасты келесі түрде болады:
∇V,ω+vэфф∇2ω=0∇2ψ=ω∇V,ω3+vэфф∇2V3=0 , (1.9)
Шекті және бастапқы шартта ψ,V3w=0 , V3exit=const.
(ψ-ω,V3) айнымалысындағы Навье-Стокса теңдеуінің қолданбалы моделі жақсы аппробирленген және Патанкар - Сполдинга танымал есептеуіш гидродинамикадағы сызбадан тұрады [9], конвективті мүшесі таратуға жуықтау ағынға қарсы, ал тарату теңдеудің көзі және диффузиялық мүшесі - орталық таратумен. Қатты қабырғаға құйынның қысымы үшін шектік шарт Вудра шартының сәйкестігімен есептеледі.
Алгебралық теңдеуден алынған жүйе жылдам көбейткішті қолданып ДКдің итерационды тәсілімен шешіледі.
Математикалық тұрғыдан қарағанда бір деңгей болып сипатталатын ағындар бір-бірінен шектік шарттарымен және кейбір анықтаушы параметрлерімен айырмашылық жасайды (Рейнольдса санымен, Фруда т.б.). Сондай-ақ шектік шарттың тапсырмасы шешімнің дәлдігіне ғана әсер етпейді, соныме қатар есептеулер мен сынақтарға сәйкес келмейтін нәтижелер беруі мүмкін.
Интегралдану аймағының күрделілігін көре отырып, шектік шарт келесі кескіннің есептеуімен таңдалады. Біріншіден, құйындық шахтаның сукашыртқысында шектік шарт интеграцияланудың цилиндрлік аймағында берілді, оның меридиалды жазықтығы 1.3 - суретте кескінделген.
Қима А-А өзінде Навье-Стокса теңдеуін шешу алгоритмінде бастапқы пішіндерді осьтік және тангенциальды жылдамдықты құрайтын сызықты көрсетеді. Қима В-В гидроциклон үшін гидроциклон бөлігі коаксиальді-трубаның шегін анықтайды. Осы жерде гидроциклонның сепарационды қабілетінің жоғарылау белсенділігі бақыланады, оның негізгі даму үрдісі шектік қабаттағы коаксиалды трубадағы сұйықтықтың бастапқы аймақтағы қозғалысында болады.
1.3 - сурет. Шектік шартты қою үшін ағын және тілу аймағындағы есептеудің меридиалды жазықтығы
Есептеу кезінде, суқашыртқының тасушы аймағына фаза түскен жерден бастап оның осьтық және тангенциалды жылдамдығын құрайтындары анықталады, қимадан шығар тұсында шығынның сақталу шартына бөлу тапсырылады (рисунок 1.3). В-В қимасының басында завихрителді таңдауына байланысты жылжамдықты (распределение) бөлу таблица түрінде немесе функция түрінде тапсырылуы мүмкін:
V1=f1(r) V3=f2(r) (1.10)
Ұйытқыған шахталық суқашыртқыда қиманың шығу бөлігінде радиалды және тангенциалды жылдамдығын құраушы нөлге тең деп қалыптасқан. Осьтық жылдамдығы шығынды сақтау шартымен анықталады. Дегенменде күрделірек жағдайларда бөлу заңы ерікті түрде берілуі мүмкін.
Функция тогы үшін шектік шарт және тангенциалды жылдамдығын құраушы қатты қабырғада прилипания шартымен анықтайды. Ұйытқыманың қатты қабырғаға тығыздығы әр итерацияға функция тоғы арқылы Вудса шартының күңгірт схемасымен есептеледі.
Сетканың тығыздығын таңдау функционалды тәуелділік түріндеіске асады. Ол төменгі, жоғарғы стенаға немесе екеуіне бір уақытта қою ете алады. Цилиндрлік турбаның шектік шарты мен теңсіз сеткасындағы жағдай үшін 1.4. суретте көрсетілгендей беріледі.
Функция тоғына қатысты сұйықтықтың мінсіз қозғалысы кезінде шектік шарты келесідей беріледі. Цилиндрлік жүйедегі дифференциалдық теңдеу координаты сондай қозғалыс жағдайында Пуассон қозғалысы функция тоғына қатысты [10,11] түрге ие:
d2ψ dz2+d2ψdr2-1rdψdr+ki2ψ=-kic , (1.11)
К тұрған жерде, с - коэффициенттер, әртүрлі нүктелер аумағындағы құйынның линеаризующие напряженность.
1.4 - сурет. Пуассона теңдеуі үшін шектік шартты қою
Берілген Пуассон теңдеуіне шектік шарт келесідей:
ψz,0=0 Lza
ψz,0=const 0zaL
ψ0,r=const (1.12)
ψz,b=const ψαr+β,r=const ,
мұнда, q - фаза тасушының саны, шахта тангенциалды ұйытқымасы арқылы берілетін.
1.3 Тоқ функциясына байланысты Пуассона теңдеуі шешімінің алгоритмі және программасы
(тестік мысал)
(1.11) теңдеуі (1.12) шектік шарт жағдайында соңғы-айырмалық аналог қолданып интегралданған. Есептелген мәліметті талдау үшін жеке компьютерлердің графикалоық мүмкіндіктері кеңінен қолданылды.
Пуасон теңдеуінің соңғы-айырмалық аналогын(1.12) интеграцияланудың кейбір тікбұрышты аймақтарына жазамыз (1.4 - сурет). Сонда, мынаны ескере отырып:
d2ψdz2=ψi-1j-2ψij+ψi+1jZi+1j-Zij2
d2ψdr2=ψij-1-2ψij+ψij+1Zij+1-Zij2
dψdr=ψij-ψij-1Zij+1-Zij
Келесі соңғы-айырмалық теңдеуін аламыз:
ψi-1j-2ψij+ψi+1jZi+1j-Zij2+ψij-1-2ψ ij+ψij+1rij+1-rij2+1rijψij-ψij-1rij +1-rij+kψij= c , (1.13)
мұнда
Aij=Zi+1j-Zij; Bij=rij+1-rij; Cij=rij,
сонда коэффициенттері мынаған тең болады:
ψij-1(AijCij- (Aij2Bij
ψi+1jCCij A ijBij
ψij-1k(AijBij- A ij2Bijψi+1j(Bij)Cij
-2 A ij2Cij-2 B ij2Cij
ψi-1j(Bij)2Cij
ψij+1 A ij2Cij .
Интеграциялану аймағы үшін шектік шарт мынадан алынады:
ψ0,J=q1 0=J=M4
ψ0,J=q2 M4=J=M
ψI,J=0 0=I=N (1.14)
ψN,J=0 M8=J=M
ψN,J=q3 0=J=M8
ψ1,0=0 0=I=N.
Соңғы-айырмалық жуықтауда Пуасон теңдеуін шешу алгоритмі жазбасы ыңғайлы болу үшін, теңдеудің екі бөлігін де коэффициентке бөлеміз ψij бірдей суммада қосылатын коэффициенттер A,B,C. болса, онда төмендегіні аламыз:
ψij=Aψi+1j+Bψi+1j+Cψij-1+Dψij+1+F (1.15)
мұнда, A=- B ij2Cij ∑abc
B=- B ij2Cij ∑abc
C=- A ij2Cij-(Aij)Bij ∑abc (1.16)
D=- A ij2Cij ∑abc
F=CCij(AijBij) ∑abc.
Мына жағдайда, егер G тең қадамда осьтық және радиальдық бағытта (h=t) есептелген сеткамен жабылса, (1.15) теңдеуі айтарлықтай жеңіл болады. Теңдеу біз түсіне алатын кез келген (i,j) нүктесі астындағы әр есептелген ішкі нүкте үшін маңызды, (1.15)те қолданылатын барлық көрші төрт нүкте (i+-1, j+-1) сол жерде интеграциялану аймағында орналасқан. Интеграциялану аймағында жататын қалған нүктелер шектік деп аталады. Интеграциялану аймағында ψij белгісін G қарапайып жолмен ауыстыру кезінде есептелген нүктелер дәл келмей қалған жағдайда жақын аймақта интеграцияланған жерінен аламыз.
ψr=Gr (1.17)
Бұл мысалда айырмалық тапсырмаларды шешу кезінде туындайтын есептеуіш математиканың кейбір сұрақтарын қарастырамыз. Біріншіден, жуықтау мен тұрақтылық айырмалық теңдеуін зерттеу қажет.
Жалпылау h=t (1.15) теңдеуінен (1.11) теңдеуіне өтуді білдіреді және (1.17) шектік шарты (1.14) шектік шартында айқын екенін көрсетеді. Эллипстік типтегі тұрақтылық теңдеуі сандық әдісте толық қаралады. Қарапайым түрінде ол Пуассон теңдеуі үшін В.Ф.Дьяченко-ның декартты жүйедегі координатында қаралған[12]. Осында айырмалық теңдеу класы үшін итерационды әдіс теңдеуін (1.15) қолдану тиімді деп көресеткен.
Айырымдық теңдеуі шешімінің элипистік типтегі дифференциалды теңдеу шешіміне жинақтылығының сұрақтары А.А.Самарским-нің айырымдылық схемалар туралы теориясынан [13,14] белгілі. Сонымен қатар ол жерде эллипстік айырым теңдеуі шешімінің итерационды әдісіне талдау беріледі. Ол әдіс Либмана әдісі немесе екісызықты алгебралық әдіс деп атайды, мұнда жылдамдататын көбейткішті қосу тиімді.
Эллипстік типтегі сызықсыз теңдеу үшін шешімін қөбінесе жылдамдататын көбейткіштерді таңдап алу жолы мен тестілеу есебінің сериялары арқылы табуға болады.
1.6 - сурет. Цилиндрдегі анық сұйықтың ағу суреті
1.7 - суретінде жылдамдататын көбейткіш OMEGAның есеп беру уақытын қысқарта алатын қолайлы мағынасы бар екені көрсетілген. Бұл әсіресе жеке компьютерлер .шін мағызды.
1.7 - сурет. Интерациялау процесін жинақтауға жылдамдату көбейткішінің әсері
Сонымен, жобада қатты фазаларды тасу ортасы қозғалысының математикалық моделін құру - ықшамды, жақсы қабылдайтын инженерлік компьютерлік программаны есептейтін, параметрлері Медеу бөгеті суқашыртқысына қолайлы болуына мүмкіндік береді. Қауіпсіз және есептелген Медеу бөгетінің суқашыртқысын салу селдік масса стратификациясының технологиялық талаптарды қажет етеді, ағынмен лақтыратын тасушы ортада қатты заттардың концентрациясын төмендетумен, сонымен қатар, суағытқыш жұмысының шығын сипаттамасын арттыруды басқарумен бірге. Тәжірибеде бұл шарттарды орындау және сіңдіру тәуекелі штаттан тыс төтенше оқиға Медеу табиғи межесіндегі апаттық селде өтеді.
2 АРМ СУҚАШЫРТҚЫСЫНЫҢ ПРОГРАММАЛЫҚ МОДУЛІ
2.1 ҚПП-ға талап
АРМ Суқашыртқысы - өзінде сақиналық және ағаш тәрізді мәліметтер құрылымының жиынтығын көрсететін, түбірі сол сақинада орналасатын, программалық модульдің көпфайылдық жүйесі. ( 2.1 сурет).
Мәліметтің сақиналық құрылымы біртұтас программалық продукт Суқашыртқыны ұсынады. Оларда ағаш тәрізді мәліметтер құрылымының ортақ құрылымы болуы мүмкін, " Пуассон теңдеуінің - анық сұйықтық моделі" сияқты "цилиндрлік турба үшін шектік шарты" және "шұңғыма тәрізді жағдай үшін шектік шарты" т.б. ҚПП жобасы үшін келесі талаптар алынған:
- өзектілігі және ҚПП құрудың тәжірибелік бағалылығы;
- қойылған тапсырманы шешуге және орындауға болжанған қадам;
- есептеуіш техника құралы сияқты техникалық параметрлері, сондай-ақ программамен қамтамасыз етуі;
- ЭЕМ дисплейінде кескін мәлімет параметрлері, техникалық ресурстарды қолданудың тиімділігі, түсін таңдау, текті экран орналастыру;
- техникалық тапсырмалар, сценарилерді өңдеу, құжаттамалық программаның біріңғай жүйесі стандартына сәйкес қолдану басшылығы;
- генерацияланатын ҚППда баспалық қызметтегі тектік, графикалық мәліметтерді қолдану мүмкіндігі.
ҚПП функцияналды сипаттамасы құрылым құрайтын программалық процесті сипаттайды, кіріс және шығыс мәліметтерін ұйымдастыру принциптері (машина мен қолданушы арасында мәлімет алмасудың формасы туралы куәләндіру, жұмыс уақытының сипаты, күрделілік деңгейі және т.б.). Бұл жерде қажеттілік пен жинау жолдарын көрсетеді, алынған есептелген мәліметтерді қолдану мен сақтау.
Программалық жабдықпен құрылған техникалық база өзінде IBM класын көрсетеді - 2 ДК-ден тұратын Ноутбук ASUS Core i7 2.8 GHz4GbHD 1TbGF1024MbPCIDVDRWLANKMP компьютерлер, және сканер, лазерлі принтер, сонымен қатар Leica TS 15 робот тахеометр түріндегі қосымша жабдықтары.
Программалық жабдық өзі Microsoft Windows XP пакетімен қамтамасыз етеді, ол ДЭЕМ жұмыс режимінде көптапсырмалы жұмысты орындауғы және тұтынушының "жұмыс мәзірінен" графикалық режимді орындауға мүмкіндік береді. Қазіргі таңда Windows 7 пакеті мен оның офисі күрделі қолданбалы графикалық программыны құруда негізгі құрылғы болып табылады[16].
Кеңістіктің көрнектелген атауы
Ағын қозғалысымен айналған бұрама қадамының есебі
Тангенциалды құйында есептеу тәжірибесінің тәртібі
Шахталық суқашыртқыда кинетикалық энергия ағынының жоғарылау белсенділігінің есебі
Параметр есебі
Навье-Стокса теңдеуінің сандық таңдауы
Натуралды және модельді зерттеуімен тәжірибелердің сканерлі өңдеуі және салыстыруы
Гидроциклон камерасында және шахта суқашыртқысында фазаны тасушы ортаның есебі
Екі су асты каналымен және вакумды жүгенімен спиральды камера
Логарифмдік және архимедтік спиральмен спиральды камера
Конустық камерасымен тангенциальды тәсілдеме және иірілімі
Тангенциальды және кинттік тәсілдемесі
Құйынды шахталық суқашыртқыштың су асты және қоректендіруші каналдарының инженерлік әдісі
Құйынды шахталық суқашыртқыштың есебінің компьютерлік моделі және құйын құрылымының үлесімі
2.1 - сурет. Программалық модулдің әрекеттесу схемасы
2.2 ҚПП СУҚАШЫРТҚЫСЫН құру жұмысын ұйымдастыру
Күрделі программалық жабдықты жалғыз білікті программист құруы тәжірибеде аз өмір сүретін тапсырма. Жаңа кезеңде программалаудың жаңа технологиясының қажеттілігі туындады, ол кәсіпқой білімді автоформалау деп аталды. Қолданбалы программаны құрудың жаңа технологиясы төмендегідей:
1. Басты құрушы мен программистер тобының мүшелері алдыларына ДЭЕМ пультпен жұмыс жасайтындай етуді тапсырма етіп қойды;
2. Процесс барысында жабдықты қою тапсырмасы өзгерді, ЭЕМ берілген тапсырманы автоматтандыру мүмкіндігі сол жағдайда келісімнің қажеттілігін таппағаны үшін, мүмкін болатын шығындар және т.б.;
3. Егер құрылған программа тәжірибеде өзінің құндылығын көрсетсе, онда программистке сапаны жоғары деңгеймен бағалап, ары қарай жалғастыртады.
Мұндай қадам өнеркәсіптік программалаудың технологиясы көмегімен программа ортасындағы құраушылардың еңбек өнімін жоғарылатуға мүмкіндік береді, өнеркәсіптік программалық жабдықты жасап шығарыды, программамен қамтамасыз ету ортасында (software) шаруашылық есепті арттыруға мүмкіндік береді.
Программаны құру барысында програмистердің сапасы мен тәжірибе молдығы ескеріледі. Төмендегі ең танымал жобалау технологиясының программалық өнімдері не үшін қолданылады:
1. Модульді программалау. Бұл технологияның негізгі идеясы программа бөлімдерін бөлек үлкен емес функционалды блоктарға(модульге) бөлуі. Модульдің ерекше сипатына оның автономдығы жатады. Мұндай программаларды оқуға, зерттеуге, модуль арқылы зерттеуге болады;
2. "жоғарыдан төмен" программалау. Осы технологияның көмегімен өз кезегінде модуль мен программа алдын шақырған, басты басқарылатын программа құрылған болатын;
3. Программаның құрылымдылығы. Рационалды мақсаттағы баяндау программа стиліндегі және оның оқылымдылығы, негізгі программалау тілінің жоғарғы деңгейі негізінде, құрылымдық тілдер ОБП Delphi 7 и C++ алынған. Олардан басқа, тәжірибелік жұмыста мынадай программалар қолданылды, ұзын түсіндірмелер жазылатын, оқылатын программалар айнымалысының мнемоникасы. Программа текстін құру барысында оның негізгі сыртқы пішіні айқындылық мен бейнелік үлкен мағына берді.
Программалық жұмыстың үлкен бөлігі құру уақытына қызығушылық пен программаның сапасының төмендеуіне әкеле жатқан программалық жұмыстың құрылуымен байланысты.
ҚПП автоматтандыру құру жұмысы барысында келесі жұмыстар талқыға салынды:
- жеңілдетілген компьютерлік тәсіл арқылы ұйытқыма шахталық суқашыртқының негізгі параметрлерінің электронды таблица көмегімен есеп алу;
- ұйытқымалы шахталық суқашыртқыда кең қолданылатын сервистік қызметтің графикалық қабығының программасында қор жинау, өңдеу, сақтау және конструктивті элементтерде графикалық бейнелеу;
- қор жинау, өңдеу, архивтеу және құрастыру принципінің сипаттауымен текстік мәлеметті қолдану, есептеулер және осылардың тәжірибеде қолдану ортасы;
- қор жинау және программасы бар текстік мәліметтерді графикалық өңдеу, есептеу әдісі, әдістемелік көрсеткіштер және оқулық жәрдем, компьютерленген типографияға шығаруға дайындық;
- ғылыми тұрғыдан шығарылған қорытындыны алуға дайындығымен зерттелетін жұмыстың қағаздағы технологиясы;
- мамандандырылған объектіге-бағытталған тілді программалауда Flow Vision қолдану Медеу бөгетінің суқашыртқысының құдығында және ұйытқыма ағынында үшөлшемді суреттерді визуалдауға мүмкіндік береді;
- Scada- жүйесінің мәліметтерімен басқару үшін МҚБЖ MySQL қолдану [18].
MasterScada, Delphi7, Flow Vision, 3DsMax, С++ орталарында программалау программалаудың базалық тіліне жатады, олар жобада тапсырма қатарын шешу үшін қолданумен қатар, ҚПП мен жобаны орындайтын студенттердің зияткерлік шамасын арттырады. Сонымен қатар бұл проекті орындаудың екінші қадамындағы позитивті қорытынды болып табылады. Объектіге-бағытталған программалау тілінде жазылса, Flow Vision түріндегі қолданбалы программа пакетінен принципті тұрғыда айырмашылық жасайды. ҚПП FVда объектілердің кейбір фактісі туралы және олардың арақатынасы жарияланады, объект үшін есептеудің кейбір заңдылықтары мен олардың арақатынасы анықталады; объекті мен олардың арақатынасы туралы сурақтарға жауаптар формаланады. Содан кейін берілген ҚППның соңғы-айырмалық моделімен автор алдын ала болжағандай есеп беру болады. Осы ҚППның басты кемшілігі болып турбуленттіліктің моделіне ҚПП FV код түзетуін жасаған кезде қатты заттардың жабысқақтығы мен шоғырлануы.
Сонымен бірге ООП алгоритмдік тілінде жұмыс бірден қиындап кетеді, файлдарды формалау процедурасының сипатталуымен, олардың шоғырлануы, қажет мәліметтер файлынан таңдап алуымен.
ҚПП FV имитациялық модельдеумен байланысты жұмысты көрнекі формада визуалды есеппен алуды автоматтандырды және жұмысты біршама жеңілдетті. Одан басқа програмистердік дәрежелік деңгейі төмендеп, ақпараттық-анықтамалық жүйе моделін құруда програмистер тобының саны азайды. Медеу бөгеті суқашыртқысының конструктивті ағындағы элементтерінің үшөлшемді суреттері және есептеу мысалдары қосымшаларда берілді.
2.3 Цинлиндрлік турбадағы анық сұйықтық айналымындағы тапсырманы шешудің программалау технологиясы
Цинлиндрлік турбадағы ілгерілмелі - айналмалы сұйықтық қозғалысының тапсырмасы тек практикалық тапсырмада ғана маңызды орын алмайды[21,22].
Техникада Рейнольдса санының көп мағыналарында және мінсіз тегіс турбада, байлау күшінің белсенділігінің төмендеуіне әсері мен турбаның өткізу қабілетінің бірден артуы бақыланады. [23] - ші әдебиетте турбаға қарсы әрекеттестікті төмендетуге мүмкіндік беретін және ГТҚ - ның шығыстық сипаттамасын жоғарылатын арнайы химиялық шөгіндіге байланысты мәліметтер бар.
Тәжірибелік тұрғыдан алғанда тік және көлденең турбада ағынның айналуы жоғарыжылдамдықтағы ағын энергиясын белсенді өшіруге мүмкіндік береді және сұқашыртқы шахтасының және көлденең тасушылардың энергиясының кавитациянсын жояды. Мұндай ағындардың гидравликасы жоғары талқыланды.
Бұл физикалық құбылыстың математикалық модельдерінің бірі программалық жабдықтауды құру кезеңін толық сипаттап жазады және программалық жабдықты жылдам әрі сапалы жазудағы программалаудың жаңа технологиясының мүмкіндіктерін жариялайды, ол ағынның майда құрылымына және айналған ағынның шектік қабатын басқару тәсіліне қатысты маңызды тәжірибелік қорытынды жасауға мүмкіндік береді.
Ағынның кинематикалық сипаттамасына ағын айналмының әсер етуі гидравликада белгілі(осьтық және тангенциалдық жылдамдығы, сұйықтықтың шығыны және кинетикалық энергия). Цилиндрлік турбадағы сұйықтық қозғалысының танымал моделі деп анық сұйықтықтың біртекті бұрандалық қозғалысын көрсетуге болады [24].
А.Я.Миловича пен Б .А. Пышкина модельдерінде егер симметриялы ағын тең және ілгерілмелі қозғалса, онда осьтық, тангенциальды және радиалды жылдамдықтағы (V1, V2, V3) келесі теңдеуді қанағаттандырады
d2V1dr2+1rdV1dr+k2V1=0
V2=-1kdV1dr (2.1)
V3=0
мұнда k=const, сұйықтықтың біртекті бұрандалық қозғалысының шартын анықтайды[25,26].
Теңдеудің шектік шартына (2.1) арнайы селсіз функция арқылы J1(kr) және J0(kr) сандық шешімін табуға мүмкіндік берген ξ = R (R- труба радиусы), V1 =0 ("жұғу" шарты) қатысы болады[27].
Осыдан компонентер жылдамдығын мына түрде есептеуге болатыны шығады:
V1=V1maxJ0(2.4r)
V2=-V1maxJ1(2.4r) (2.2)
V3=0
Мұнда, r=rR - турбаның өлшемсіз радиусы, k=2.4R - "жұғу" шартынан туындайды, сомен қатар k [0,2.4R] интервалында жатады.
Жоғарыда айтылғандай, (2.1) шешімі анық қиыспайтын сұйықтық үшін табылған болатын, дегенмен де шектік шарт бар жылдамдықты болжап тұрса да, ал ағын тартылыс күшінің әсерінен тежелуі тиіс. Анық сұйықтық моделінде тең, ілгерілмелі айналмалы ағынды ішкі энергия қорымен қамтамасыз етеді [28].
Сонымен, ДК де есепті ұтымды шешу үшін J1(kх) және J0(kх) селсіз есептеуіш функциясының сандық процедурасычн жазу қажет, содан кейін белгілі кинематика сипатымен графикалық түрде қорытынды шығару керек. Тестілеу жүргізіп, танымал қорытындылармен салыстырулар жасап, есептеулер сериясын қолданып, ағынның құрылымына анализ жасау қажет.
Селсіз функцияны математикалық анықтау ақырсыз қатарды есептеу жолымен іске асады. Селсіз функцияның аралық нүктелерінде интерполяциялық формула көмегімен бөлу қажет. Есептің графикалық тәсілдері заңды, дегенмен олар төмен дәлдікке ие.
Процедураны есептеу функциясының Бесселя 1-ші түрдегі бүтін санды п қатардағы Х аргументіне қатысты ДК Бесселя функсиясын жүзеге асырсақ, бұл жағдайда:
Jn(x)=x2nk=0infinity-1kx2)2kk!k+n! (2.3)
Г(k+n+1)=(k+n)!
(2.3) формуласының алгоритмдік конструкциясы өзінде циклді көрсетеді, (денеге құйылғандардың әсер етуі және оператор көмегімен суммасын).
tb:=-tb*xb(ib*(ib+nb))
sb:=sb+tb.
Жұмыс циклі көзделген дәлдік алынғанша жалғасады cb=(x2)n n!.
Берілген алгоритм Void.1 (см. қосымша) процедурасында іске асырылған Бесселя функциясының ақырғы мағынасы - функция FUNC-BESS процедурасында есептеледі, Х мағынасы аргумент болып табылады, n және берілген дәлдік (программалар текстіндегі айнымалылар х1 b, nb, eb в).
n=0 және к=5 кезіндегі программаны тестілеуде таблицалық мағына дәлдігімен ε10-8 тура келеді. Сенімді процедура есептеуінде Бесселиялық функциясы қарап шығуға және цилиндрлік турбада сұйықтықтың біртекті емес ағыны жағдайына мүмкіндік береді.
Пышкиннің бар шешімін графикалық экранда іске асыратын А1 модулінің мүмкіндіктерін ұсынамын, ол тәжірибеде маңызды қорытындылар мен шығарулардың қатарын құруға мүмкіндік береді. Ақпаратты көрсету үшін графикалық процедура қатарын іске асырады, олардың тексті қосымшада көрсетіледі және құрылымдық программалау әдісінің еңбекті көп қажетсінбейтінін құру. Маңыздырақ процедураның қорытындысын профил жылдамдығымен графикалық экранда (2.3) есептелген формуласы бойынша талдаймыз.
Процедура алгоритмі FI айнымалысының 0.2 ден 2.6ге өзгеретін циклын көрсетеді. Оның ішінде дәйекті орналасқан екі цикл бар, оның біреуі оператор көмегімен графика профилінің томенгі және жоғарғы бөлігінде осьтық жылдамдықты құрайтын есепті есептейді:
х1 b :=fi* rround ((руу-ру)2);
jo:=func_bess(x1b,nb,cb);
vz1:=round(round(pxx-px)2)+jo);
circle(px+vz1+round((pxx-px)4,py+r ound(pyy-py)2+r,1);
circle(px+vz1+round((pxx-px)4,py+r ound(pyy-py)2-r,1);
втором цикле no г операторами
x1b:=fi*rcenr - вычисление x в формуле (2.3);
j1:=func_bess(x1 b.nb.cb);
vl1:=round(-cenr*j1)
-Бесселя функциясы бойынша бүтін санды созу оның кескіні графикалық экранға шығу мақсатында;
circle(cenx+vl1, ceny+r,1);
circle(cenx-v11, сепу-г,1) - тангенциалды скорость құратын профил кескіні үшін графикалық нүктені жасау.
Нәтижесінде графикалық экрандағы А1 модулінің орындалуы барысында ағын айналымына тәуелді осьты және тангенциальды құратын профилдердің өзгеруін қадағалап отыруға мүмкіндік береді.
Есептің талдау қорытындысы (2.2 сурет) айналымның профильде осьты құрайтын жылдамдығына қатысы бар екенін көрсетеді.
Айналымның өсуі осьтық гратиент жылдамдығының артуына әкеп соқтырады, артынша шектік қабатқа әсерін тигізеді.
Берілген мәліметтерді қазіргі заманғы ДК қолданып, сериялық есеп беру процесінде алуға болады. Есеп беру мәліметтерінде графикалық суреттер талдауды едәуір жеңілдетеді және зерттеу мүмкіндіктерін арттырады.
2.4 Селдік массаны тазалау процесі мен қатты бөлшектер концентрациясының тасушы ортаға әсерін модельдеу
Жоғарыда айтылғандай, оқиғаның кең көрініс табатын жері Медеу шатқалында сел жүргеннен кейінгі жағдай және барлық жиналған сел массасының суқомасынан екі-үш тәулік ішінде қайтуы болып табылады. Бұл жағдайда суқойма өзін үлкен сұйықтықты тындыратын ыдыс ретінде көрсетеді. Сел жағдайында жасалатын қадамдар мен сел массасының жоғарғы қабатын тасуға дайындайтын тұндырғы ретінде көрсетеді, ол су лақтыру процессі кезінде плотинаның төменгі бьеф плотинасы арқылы суды қашыртады.
Гравитация күшінің әсерінен гетерогенді су тұнбасы тұнуы гидродинамиканың техникалық тапсырмасының бірі болып табылады. Құмтұтқыштың есебі мен сұйықтықты тындыратын ыдыс пен жарық берушілер әртүрлі гранулометрилық құрамның өлшенген бөлшектерінен тазалау тапсырмасын орындайды.
2.2 - сурет. Fi айналма параметрінің Миловичтің (абцисс осьі бойынша - R, ординат осьі бойынша Vt) осьтық жылдамдықты құраушы моделінде бөлуі
Медеу шатқалы үшін классификацияланған қатты затты сел массасы кезінде оның диаметрі және ағынның жалпы көлемін ұстай алу проценті бар тәжірибелік мәлімет бар[4]. Қатты фаза бөлшегінің формасын ортақ статистика бойынша сфералық деп санаймыз. Осы ретте суқойманы қатты бөлшектен босату уақытын есептеу тапсырмасы өзінде Стокстың классикалық тапсырмасын көрсетеді. Ол бойынша, бөлшекті формасына қарай бөлу заңындағы статистикалық гипотезаның қолдануымен байланысты, қорытындының өшіп қалу ықтималдығын еске алу керек.
Екіфазалы ағында жабысқақтық пен тығыздық өзінің құрылымы арқылы таза судан айырмашылық жасайтыны белгілі. Медеу шатқалының селдік ағыны үшін ортаны тасушының интервалы 1,4 тм3ден 1,7 тм3ге дейін болады. Төменде екіфазалы сел ағынының тығыздығы мен жабысқақтығының есептеу формуласы көрсетілген. Динамикалық жабысқақтықтың есептеу формуласы мен көлемді сұйықтықты тасушы ортада ұстап тұру мына түрге ие:
μнф =μч(1+2,5ξ)
ρнф=ρч+ρтф(1-ε) , (2.4)
Мұнда, ε=Vж( Vж+Vтв).
Алынған есептелген схеманың негізгі мақсаты, суқоймада су бетін жарық етуге болатын уақытты табуға мүмкіндік беретін, қатты фазадан тазартудың жылдамдығын табу болып табылады. Жұмыста дөңгедек қатты бөлшектің жылдамдығын анықтау үшін келесі есепті формула ұсынылады:
Reч= Ar18+0,6Ar , (2.5)
Мұнда, Reч=WЧ.d.ρчμч ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz