сиву і порожнини в ньому, її геометричною формою і положенням. В [8] рекомендується вибирати крок так, щоб по кожній з осі не зустрічалося менше 10 поспіль точок з однаковими теплофізичними характеристиками. Вісь часу розбивається на кроки (див. Рисунок 3.2):
, (3.13)
де - максимальне значення (x, y, z).
Рисунок 3.2 - Схема розбиття масиву на сітку.
Введемо позначення:.
Тепер запишемо рівняння (3.6 - 3.8) в кінцевих різницях, після перетворень отримаємо:
Рівняння (3.11) і (3.12) записується у кінцевих різницях в залежності від напрямку нормалі.
Отримані рівняння дозволяють отримати значення температури в будь-якому вузлі сітки для наступного кроку за часом, знаючи значення температури у вузлах сітки на попередньому кроці. Для розрахунку температури в кожній точці масиву задаються наступні параметри:
. Початкова температура на поверхні масиву
. Температура навколишнього середовища задається розподілом по синусоїді, косинусоид, а також у вигляді константи.
. Швидкість вітру задається розподілом по синусоїді, косинусоид, а також у вигляді константи.
. Потік сонячної радіації задається розподілом по синусоїді, косинусоид, а також у вигляді константи.
. Вологість повітря задається розподілом по синусоїді, косинусоид, а також у вигляді константи.
. Кроки інтегрування,, по осях,, відповідно.
. Теплові характеристики грунту: коефіцієнт теплопровідності, теплоємність і щільність грунту.
. Розміри масиву і підкопу, розташування порожнини в досліджуваному масиві.
До недоліків математичної моделі можна віднести:
час розрахунку (якщо розрахунок проводити на комп'ютері Pentium4 c ОЗУ 1 Гб, то при=14400 с на розрахунок затрачається 1:00, а при=21600 с - 2:00);
накопичується похибка (при збільшенні часу розрахунку накопичується похибка обчислень, пов'язана з використанням констант);
ідеалізацію моделі (початкова температура береться однаковою в усіх точках, швидкість вітру береться однаковою в усіх точках масиву, не враховується хмарність при завданні сонячної радіації).
4. Метеоумови, що впливають на проведення дослідження
Сонячна радіація, особливо у весняно - літній період, може нагрівати поверхню. Сильний вітер здатний істотно збільшувати тепловіддачу з поверхонь і знижувати температуру. Рекомендується проводити дослідження при швидкості вітру не більше 5-7 м/с. Так, перевищення температури, виміряний при швидкості вітру 5 м/с буде приблизно в 2 рази нижче, ніж виміряний при швидкості вітру 1 м/с. У діапазоні швидкостей 1 - 7 м/с справедлива формула [9]:
, (4.1)
де - перевищення температури при швидкості вітру;
- перевищення температури при швидкості вітру.
Вимірювання при швидкості вітру вище 8 м/с проводити не рекомендується. При перерахунках отриманих значень перевищення температури можна крім формули користуватися коефіцієнтами корекції, наведеними в таблиці 3.
Таблиця 3 - Значення коефіцієнта корекції
Швидкість вітру, м/с1,02,03,04,05,06,07,08,0Коеффіціент коррекціі1,01,361,641,862,02,232,42,5
Дощ, туман, мокрий сніг в значній мірі охолоджують поверхню об'єкта, вимірюваного за допомогою теплового приладу і певною мірою розсіюють інфрачервоне випромінювання краплями води. Інфрачервоний контроль допускається проводити при невеликому снігопаді з сухим снігом або легкому мряці.
При визначенні тепловтрат і опору теплопередачі слід брати до уваги добовий хід температури навколишнього повітря.
4.1 Прилади, використовувані для проведення досліджень
Значення параметрів навколишнього середовища фіксувалися за допомогою таких приладів:
) метеометр МЕМ - 200А - температура навколишнього середовища, вологість повітря і швидкість потоку повітря.
метеометр електронний призначений для контролю параметрів повітряного середовища в вентиляційних системах (повітроводах, каналах, коробах) промислових і цивільних будинків, в тунелях метрополітенів, системах контролю вентиляції промислових підприємств і підприємств атомної енергетики, в шахтах і рудниках всіх категорій. У стандартний комплект поставки електронного метеометр МЕМ - 200А входять:
? уніве...
