Рис. 17. Расчет величины конвективного отвода теплоты
от поверхности объекта охлаждения
Для всех остальных узловых точек первого слоя рассчитывается только значение qi+1 (см. рис. 18).
Рис. 18. Определение теплоподвода узловой точки
на первом временном слое
Расчет изменения энтальпии начинается со второго временного слоя τ = ∆τ. Сначала вычисляется значение энтальпии первой точки. Для чего используются полученные в предыдущей строке значения qпред (ячейка J40) и qi+1 (ячейка M40), а также значение qv, которое считывается из таблицы данных о физических свойствах ткани узловой точки.
Рис. 19. Расчет значения энтальпии на новом временном слое
Затем вычисляется новое значение температуры Тi, которая определяется по значению энтальпии hi и теплоемкости i-ой узловой точки (см. рис. 20).
Рис. 20. Расчет значения температуры на новом временном слое
После этого в ячейку М41 копируется формула для расчета qi+1, так как к этому моменту на временном слое значение температуры Тi+1
еще не определено. Значение потока теплоты велико и имеет отрицательный знак (см. рис. 21).
Рис. 21. Расчет теплового потока от последующей узловой точки массива
Не обращая внимания на эту ошибку, копируем содержимое ячеек Тi, hi и qi+1 в буфер обмена и вставляем в соответствующие ячейки следующей узловой точки. Операция повторяется для всех точек до i=n включительно. После этого строка τ = ∆τ содержит все формулы, необходимые для моделирования нестационарной передачи теплоты. Копируем строку многократно и получаем экспериментальную матрицу, которая описывает изменения температуры Тi=f(τ, x), энтальпии hi =f(τ, x) и тепловых потоков qi+1=f(τ, x) в период τ ≤τmax. Продолжительность виртуального эксперимента ограничивается по условиям гипотермической безопасности [4]:
Для учета этих условий в экспериментальную матрицу введен столбец «Контроль», ячейки которого посредством функции «ЕСЛИ» проверяют соблюдение условий гипотермической безопасности на каждом временном слое. В случае нарушения условий в ячейке «Контроль» появится информационное сообщение о характере нарушений, а эксперимент прекратиться (см. рис.22).
Рис. 22. Проверка соблюдения условий гипотермической безопасности
После оформления матрицы численного эксперимента можно переходить к выполнению индивидуального задания. Например, изменять температуру теплоносителя и определять максимально допустимую продолжительность охлаждения, варьировать толщину слоев δэ и δж, менять начальное распределение температуры и т.д.
Формирование листа «Криотерапия»
Вычисления, связанные с моделированием нестационарного переноса теплоты в оболочке человеческого тела при охлаждении в газовой среде будет отличаться только порядком расчета коэффициента теплоотдачи. Это позволяет предельно упростить порядок формирования листа «Криотерапия». Достаточно скопировать и переименовать лист «Гипотермия». Эти действия можно выполнить различными приемами. Достаточно щелкнуть на ярлычке листа «Гипотермия» и затем при нажатой клавише Ctrl перетащить его на новую позицию. При перетаскивании ярлычка появится маленький значок листа, а треугольная стрелка указывает место вставки. При этом к имени копии добавляется число в круглых скобках, позволяющее отличить дубликат от исходного листа (см. рис. 23).
Рис. 23. Копирование листа «Гипотермия» в текущей книге
Для смены имени можно использовать команду «Переименовать» контекстного меню листа «Гипотермия (2)» или просто дважды щелкнуть на ярлычке листа и ввести имя «Криотерапия». Кроме этого, Excel предоставляет команду «Переместить/скопировать лист», которая выполняет подобные операции с листами (см. рис. 24). В окне диалога выбираем режим копирования и указываем положение копии в книге. Затем присваиваем копии новое имя «Криотерапия».
Рис. 24. Использование окна диалога Переместить или скопировать
для формирования листа «Криотерапия»
Теперь требуется на вновь созданном листе в ячейке Н40 изменить комплексную формулу для расчета коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции газа (см. рис. 25). Для этого изменяем ссылки на лист «Свойства» для определения физических свойств газа, а также значение температуры теплоносителя в разделе граничных условий.
Рис. 25. Ввод формулы для расчета коэффициента теплоотдачи
на листе «Криотерапия»
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.