Процессов конструирования

устойчивости отвечает максимальное значение энтропии или минимум термодинамического потенциала системы при соответствующих независимых переменных. В основу макротермодинамического подхода при изучении сложных явлений Г.П. Гладышевым положен принцип разделения термодинамических и кинетических факторов эволюции. Так, из биологических систем выделяются пространственные и функционирующие макроскопические подсистемы. Отдельные этапы эволюции рассматриваются в виде последовательности процессов конденсации вещества, в результате которой структуры низших иерархий объединяются в системы высших Нёраршй, Каждый-^иа этнх-процессов называется частной эволюцией и в определенном смысле представляет собой квазиравновесный фазовый переход, который протекает на фоне существенно неравновесных явлений.

устойчивости отвечает максимальное значение энтропии или минимум термодинамического-потенциала системы при соответствующих независимых переменных. В основу макротермодинамического подхода при изучении сложных явлений Г.П. Гладышевым положен принцип разделения термодинамических и кинетических факторов эволюции. Так, из биологических систем выделяются пространственные и функционирующие макроскопические подсистемы. Отдельные этапы эволюции рассматриваются в виде последовательности процессов конденсации вещества, в результате которой структуры низших иерархий объединяются в системы высших иерархий. Каждый из этих процессов называется частной эволюцией и в определенном смысле представляет собой квазиравновесный фазовый переход, который протекает на фоне существенно неравновесных явлений.

Рассмотрим физическую природу скачка температур. Видимая конденсация является результирующим эффектом процессов конденсации совокупности молекул, ударяющихся о поверхность жидкости и захватываемых ею (конденсирующихся) • и испарения молекул, отрывающихся за то же время с той же поверхности. Превышение количества захватываемых молекул над .количеством испускаемых и приводит к видимому процессу конденсации. Не все молекулы, достигающие поверхности жидкости, могут быть захвачены ею. Часть молекул может отразиться от поверхности и возвратиться в пар. Энергия отраженных молекул в общем случае может быть меньше энергии падающих (см. § 11-5).

Эффекты выделения теплоты при фазовых переходах рассматривались при изучении процессов конденсации и кипения чистых веществ. Процессы усложнялись при фазовых переходах в двухкомпонентных гетерогенных системах, однако то обстоятельство, что в последних случаях рассматривались фазовые превращения, идущие только на границах фаз, несколько упрощало задачу.

на рис. 4Л1,а, где рассмотрены варианты с различной концентрацией неконденсируемых компонентов N0 и О2 на входе. Дальнейшее изменение содержания этих компонентов по длине трубы зависит от соотношения интен-сивностей двух «конкурирующих» процессов: конденсации и химической реакции. Первый процесс приводит к накоплению в потоке NO и О2, но с увеличением концентрации этих компонентов он замедляется; второй, наоборот, снижает концентрацию неконденсируемых компонентов, и скорость этого процесса, согласно закону действующих масс, для реакции 2NO + O2->-2NO2 пропорциональна концентрации реагирующих молекул в третьей степени. Вследствие этого при большом содержании NO и О2 на входе на начальном участке трубы наблюдается довольно быстрое уменьшение концентрации этих компонентов, а при малом — некоторое увеличение. На длине около 1 м количество неконденсируемых компонентов в потоке стабилизируется и в дальнейшем остается примерно на одном и том же уровне независимо от начального состава. Поэтому влияние концентрации молекул NO и О2 на интенсивность процесса конденсации сказывается только на начальном участке трубы.

Роль «собственных» ядер наглядно иллюстрируют исследования процессов конденсации воздуха в гиперзвуковых аэродинамических трубах [Л. 10, 43]. Из опытов следует, что концентрация ядер, при которой переохлаждение бы-стродвижущейся среды практически не проявляется, составляет величины порядка (108 -- 1010) см~~3. Эти величины значительно превышают возможное число содержащихся в паре извне внесенных примесей — капелек влаги и различных взвесей. Таким образом, имеются основания полати, что подавляющая часть конденсата образуется на поверхности собственных, спонтанно возникающих ядер.

Приложение формулы (4- Г) или (4-1") к расчету процессов конденсации осложняется тем, что остается невыясненной зависимость коэффициента поверхностного натяжения а от размера капли. Известные значения а относятся к плоскости и справедливы для сравнительно крупных капель, содержащих огромное количество молекул. Число же молекул в сгустке, служащем зародышем новой фазы, по-видимому, исчисляется десятками. Оперируя столь малыми «капельками», необходимо учитывать влияние их радиуса на величину а. Вегенер и Мак [Л. 10] приводят формулу Толмана, получившего следующее приближенное соотношение между 'поверхностным натяжением af для капли радиуса ? и коэффициентом натяжения о плоской поверхности:

Для разрешения возникших противоречий необходимо рассмотреть условия, определяющие скорость конденсации паров Н2О—H2SO4 на стенке, а также особенности проводимых по методу электропроводности измерений температуры точки росы. В литературе этот метод нередко именуют методом Джонстона. Как показали анализы отобранных с холодных поверхностей нагрева отложений, в них содержится всего несколько процентов свободной серной кислоты, из чего следует, что большая часть ее успевает прореагировать с металлом и образовать сульфаты железа. В целом можно считать что скорость коррозии (г/ж2-ч) пропорциональна скорости отложения кислоты со (г/м2 • ч), к определению которой в значительной степени и сводится решение поставленного вопроса. В отличие от привычных в теплотехнике процессов конденсации чистых паров в данном случае конденсирующаяся фаза H2SO4 имеет парциальные давления порядка ~10~3% (10~5 ат), в связи с чем интенсивность процесса сдерживается его диффузионной стадией, т. е. сопротивлением, которое необходимо преодолеть молекулам H2SO4 для перехода через ламинарный пограничный слой.

Современный этап развития знаний о теплоотдаче при изменении агрегатного состояния насчитывает всего только 30 — 35 лет. К настоящему времени накоплен довольно обширный экспериментальный материал, обобщение которого производится с помощью подходящих безразмерных переменных; получены также приближенные теоретические решения для ряда частных случаев. Следует отметить, что советские ученые внесли большой вклад в эту область учения о теплообмене и продолжают ее интенсивно разрабатывать. На этом пути возникают особые трудности, так как число факторов, влияющих на развитие процессов конденсации и парообразования, значительно больше, чем в случаях теплоотдачи без изменения агрегатного состояния. Так, например, здесь неизмеримо существеннее влияют свойства поверхности, служащей очагом изменения агрегатного состояния. Если в вопросах тепло-

Характерной особенностью процессов конденсации является наличие подвижной фазовой границы «конденсат — пар», что предъявляет особые требования к постановке краевых задач и обусловливает интерес к поверхностным явлениям в их различных научных аспектах.

Ввиду сложности процессов конденсации пара из парогазовой смеси в инженерных расчетах в настоящее время, как правило, используют экспериментально полученные данные. В настоящем параграфе будут приведены некоторые результаты экспериментальных исследований массоотдачи для наиболее актуальных в энергетике элементов теплообменных устройств.

Оценка технологичности модели изделия осуществляется на основе сравнения вариантов модели изделия при разных вариантах моделей конструирования, технологической подготовки производства, производства, эксплуатации и ремонта. Оценку технологичности модели изделия при отсутствии вариантов необходимо вести на основе заданных для сравнения базовых показателей технологичности; при наличии вариантов — на основе показателей оптимального варианта процессов конструирования, подготовки производства, производства, эксплуатации и ремонта.

При создании интегрированной системы САПР АЛ необходимо учитывать использованные ранее при разработках нормативные данные на входящие узлы и элементы АЛ. В то же время в условиях функционирования САПР АЛ появляется возможность получения новых источников информации и исключения из сложившихся процессов конструирования лишних звеньев, усложняющих и удлиняющих процесс принятия проектного решения и разработки проектно-сопроводитель-ной документации на АЛ.

При определении технического уровня проектируемого трактора его основные параметры сравниваются, как правило, с параметрами освоенных в производстве лучших отечественных и зарубежных аналогов. Однако из-за длительности процессов конструирования и доводки, освоения в производстве и серийного выпуска трактора сравниваемые параметры аналогов за это время также претерпевают изменение. Поэтому, чтобы на стадии серийного производства обеспечить соответствие основных параметров проектируемого трактора мировому техническому уровню, оценка технического уровня проектируемого трактора должна вестись с учетом фактора времени, т. е. необходимо прогнозировать повышение технического уровня трактора.

Поскольку основным техническим средством автоматизации проектирования являются цифровые вычислительные машины, оперирующие (пока) только с информацией, представленной в цифровой форме, то главной задачей теории автоматизированного проектирования на ее начальной стадии является разработка методов представления различной конструкторской информации, в том числе и информации о геометрических формах и взаимном положении элементов конструкций, в цифровой форме, а процессов конструирования — в виде операций над числами.

Автоматизация процессов конструирования машин привела к необходимости выработать математически точное описание этих процессов посредством аксиоматически заданной системы понятий и соотношений между ними, ввести однозначную интерпретацию процессов конструирования в терминах теории алгоритмического проектирования.

Выше в качестве одного из основных положений для построения методики алгоритмизации процессов конструирования машин было принято, что все машиностроительные конструкции от самых сложных до простых можно рассматривать как множества составляющих их элементов более низких порядков, определенным образом ориентированных относительно друг друга и соединенных между собой.

43. Г. К. Г о р а н с к и и, А. Е. К л е в е н с к и и. Основные понятия теории алгоритмизации процессов конструирования машин. В сб.: «Вычислительная техника в машиностроении». Минск, 1966.

5.106. Контроль со стороны правительственной организации. Для фирм, связанных с производством сложных изделий по заказам правительственных организаций, стало обычным руководствоваться специальными методами повышения надежности изделия. Для выработки общих принципов организации работы и технологической дисциплины, обеспечивающих повышение надежности изделия, различными правительственными организациями выпущены документы и технические условия, касающиеся процессов конструирования, разработки и производства аппаратуры, подсистем и систем.

Интенсификация и рационализация проектной работы требуют внимания ко всем деталям рабочих процессов конструирования. Значит необходима дальнейшая разработка комплекса методики конструирования. Здесь следует вспомнить о том, что до настоящего времени в трактовке вопросов технического проектирования как в практике, так и при обучении на передний план выдвигается значение идеи, интуиции и одаренности 1. Не желая принижать значение идей, укажем, что конструктор, в конечном счете, имеет дело лишь с логическими и причинными связями.

вают к внутренней обшивке и на сотовый заполнитель наносят слой наружной обшивки. Те, кто использует эту технологию, подтверждают преимущества обоих методов. В обоих случаях, однако, требуется дополнительная работа для получения достаточно гладкой внешней поверхности. Внутрь сотового заполнителя должны быть заформованы элементы силового набора (ребра жесткости), а также вкладыши для монтажа различных приспособлений и крепления палубы. Имеется много источников информации для тех, кто заинтересован в знании основных процессов конструирования и изготовления корпусов судов [6—9, 16, 17, 26, 28, 42, 43, 46, 52].

Второй этап разработки новой конструкции — формирование конкретного технического решения, воплощающего концептуальную модель в металле. На этом этапе с привлечением средств вычислительной техники может быть решена задача построения базовой геометрической модели разрабатываемой конструкции, которая включает описание топологии и комплекса размеров изделия, а также механических характеристик конструкционных материалов, из которых выполнены элементы изделия. Базовая геометрическая модель разрабатываемой конструкции служит основой формирования практически всех типов моделей, необходимых для реализации на ЭВМ процессов конструирования,