Файл: Козырев, А. П. Теория тепловых и гидродинамических процессов в атомных энергетических установках учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

С п о с о б

н а т я н у т о й

н и т и .

Прямая ли­

ния проводится таким образом, чтобы точки равномерно

располагались

возле

нее. Затем определяются параметры

о-

и

&

,

для

чего на прямой

берутся

две точки

( х , ?

^ ) ,

(с с ^ ,^

)

и составляются

два уравнения:

Решением системы уравнений определяются величины съ и Ч) . Этот способ является наиболее простым и наименее

строгим.

 

 

 

С п о с о б

с р е д н е й .

Если имеем гг

опытных

точек с координатами (х ,,^ )

( х а

a j f

то

вследствие ошибок и

погрешностей эксперимента точки

отстоят по ординате от

искомой зависимости ц,= асс + £

на

величину

^

Сущность способа состоит в том, чтобы выбор коэффици­ ентов сс и £ обеспечил уравновешенность всех ошибок измерений,т.е. алгебраическая сумма всех ошибок должна быть равна нулю:

|^~ ( а х - + &) = 0.

Так как в полученном уравнении две неизвестные, то для получения двух уравнений все опытные точки разбивают­ ся на две равные группы и для каждой группы в отдель­ ности составляются уравнения:

92


 

 

2

( I4-. —ctх . -£) =0 ;

 

 

 

 

2

a x . - g )

=0,

 

 

где ггь

 

Um.+4

первой

и второй

груп­

и п-пь -

число точек в

пах.

 

 

 

 

 

 

С п о с о б

н а и м е н ь ш и х

к в а д р а ­

т о в .

Опытные

точки на графике

неизбежно будут

давать

некоторый разброс,

связанный с ошибками измерения.

Ошибки измерения,

как показано в

теории

ошибок,

подчи­

нены гауссовскому нормальному закону распределения. Это позволяет применить методы регрессионного анализа.

Эмпирические прямые регрессии являются прямыми на­ илучшего среднеквадратического приближения к эмпири­ ческим точкам. Указанное свойство регрессии служит ос­ нованием для использования метода наименьших квадра­ тов при сглаживании экспериментальных зависимостей.

Рассматриваемый метод сводится к нахождению линии

регрессии

случайной

величины

у.

по случайной

ве­

личине

сс

. Сущность метода

сводится

к требованию:

сумма квадратов отклонений экспериментальных точек

от сглаживающей кривой должна обращаться в минимум,

т . е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ц. -- ( а х о -I-

Ъ) ^ mlп

(2.69 ;

 

 

 

0= 4 .0 v

 

 

 

 

 

Рассматривая в этом уравнении неизвестные парамет­

ры а

и

£

как независимые переменные

и приравнивая

к нулю две частные производные

от

(2.69)

по

а

и

%

, получим два

уравнения

для

определения

а и

6 .

93


Этот способ, как наиболее строгий, чаще всего ис­ пользуется экспериментаторами. Исчерпывающий статисти­ ческий анализ должен заканчиваться построением довери­ тельных интервалов при соответствующих уровнях значи­

мости, что, к сожалению,

далеко не всегда

выполняется

на практике.

 

 

В тех случаях, когда

между переменными

величинами

существует более сложная

зависимость, чем

линейная,

широко используются функциональные сетки. В этих сет­ ках по одной или двум координатам отложены какие-ли­ бо функции аргументов. Особенно популярны логарифми­

ческие

сетки, с

помощью которых

можно выпрямлять сте­

пенные

функции типа

^ = а х 6

* и полулогарифмичес­

кие сетки -

для

показательных функций типа \j= а е 6х .

Так, для степенной функции после логарифмирования

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

ш и, =сась + ь ш х

или

 

 

 

 

 

 

 

 

У = А + I X

 

где

У -

h ' i '

 

 

 

а ; X

:£cj,X.

 

 

 

 

Ha логарифмической сетке по осям уже отложены логариф­

мы величин ll и

х .

Поэтому график степенной функ­

ции на такой^етке

будет

выражаться прямой линией.

В случае показательной функции используется полулога­ рифмическая сетка, так как

а + (% е)х

94


или

 

У = А

+ В х .

Если

по оси ос . имеем

равномерную шкалу, а по оси

lj. -

логарифмическую,

то исходная функция на гра­

фике изобразится прямой.

Далее, к преобразованным уравнениям типа У = АХ+В применяется любой из способов нахождения параметров

Аи В

Бтом случае, когда зависимость от одного аргумента

нельзя описать простыми функциями, используются мето­ ды интерполирования. Суть этих методов состоит в том, что любую непрерывную функцию можно представить в виде

полинома

гтг-й степени»

 

 

|( с с ) =А0+ A4x + A2x Y . > A mx ?

(2.70)

Это выражение можно рассматривать как сумму разложения

в степенной ряд функции

виде многочле-

на по восходящим степеням независимой

переменной, ли­

нейного по отношению к коэффициентам.

Для определения

коэффициентов А

наиболее часто употребляются интер­

поляционная формула Ньютона с постоянным шагом и фор­ мула Жгранжа с переменным шагом. Имеются также фор­

мулы Гаусса,

Стирлинга, Бесселя и др.

Если

имеются

две независимые переменные, например

N’a = |^FbeiPx)

,

то поступают следующим образом. Зави­

симость

между критериями, как обычно, представляется

в степенном

виде:

 

 

 

 

JVu, = aP le1Рг^

где а

, п

,

т

- искомые величины.

95


Вначале строят график Ни = / {Re) в логарифмическом масштабе при втором аргументе Рг в качестве парамет­ ра. Полученное семейство прямых (рис. 2 . 2 ) позволяет определить показатель п , который равен тангенсу

Рис. 2 .2 .

Графический

способ определения

/г *

 

угла наклона

прямых к оси абсцисс. Величины

а

и т

определяются

из графика

линейной зависимости

 

Ык ? ' Н а " пг{<}Рг'

Рис. 2 .3 .

Графический

способ

определения

а и

/гг —й

Нахождение

величин а

и т

очевидно из

рис.

2 .3 .

96

 

 

 

 

 

*

Глава 3

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА Б ТВЕРДЫХ ТЕШ С ВНУТРЕННИМИ ИСТОЧНИКАМИ ТЕПЛА

При выполнении теплотехнических расчетов ряда эле­ ментов ядерного реактора требуется решать задачи по стационарной теплопроводности в твердых телах с внут­ ренними источниками тепла. Несмотря на многообразие конструкций, многие элементы ядерного реактора можно рассматривать как тела, образованные плоскими, цилин­ дрическими и сферическими поверхностями.

Ниже будут рассмотрены выводы аналитических зави­ симостей для расчета температурных полей в телах про­ стой геометрической формы.

§ 13. Теплопроводность плоской стенки

Рассмотрим однородную плоскую стенку

толщиной

$

с равномерно распределенными внутренними источниками

тепла, удельная мощность которых

 

 

(рис. 3 .1 ).

Будем полагать, что толщина стенки

сУ существенно

меньше ее длины

и ширины

В

, а

коэффициент

теплопроводности

J\

не зависит

от

температуры.

В об­

щем случае отвод тепла от каждой из поверхностей стен­ ки может производиться с различной интенсивностью, по­

этому

температура

поверхностей

и

будет

раз­

ной.

Максимальная

температура

будет

наблюдаться

в некотором внутреннем слое стенки,

параллельном

бо­

ковой поверхности. Тепло в стенке будет распространять­ ся в обе стороны от слоя с максимальной температурой

7, зак. 7д

97