Analiza procesu nagrzewania w oparciu o rozwiązanie zagadnienia odwrotnego dla równania przewodnictwa ciepła
[ 1 ] Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student
[ 1 ] Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
EN Analysis of the Heating Process Based on the Solution to the Inverse Problem for the Heat Conduction Equation
polish
- zagadnienie odwrotne
- wymiana ciepła
- równanie przewodnictwa ciepła
- obróbka cieplna
- inverse problem
- heat exchange
- heat conduction equation
- heat treatment
PL Praca obejmuje badania numeryczne oraz eksperymentalne z zakresu wymiany ciepła. W części obliczeniowej pracy rozwiązano niestacjonarne równanie przewodnictwa ciepła umożliwiające obliczenie temperatury na brzegu walca. Na potrzeby badań zdudowano modele obliczeniowe, w tym model nieliniowy, bazujące na metodzie zagadnienia odwrotnego. Przeanalizowano wrażliwość rozwiązania zagadnienia odwrotnego na błędy pomiaru temperatury oraz zabudowy termoelementów z wykorzystaniem algorytmy SVD. Część eksperymentalna pracy obejmowała badania pozwalające na wyznaczenie obszaru izotermicznego walca. W celu ustalenia położenia punktów pomiaru temperatury w obszarze izotermicznym rozwiązano, w środowisku freeFEM++, zagadnienie proste przy założonej temperaturze na brzegu, wyrażonej za pomocą wielomianów Czebyszewa. Zasadnicze badania eksperymentalne wykonano dla trzech procesów nagrzewania do temperatury 550 oC w azocie. Procesy nagrzewania przeprowadzono dla różnych szybkości nagrzewania oraz prędkości przepływu gazu w komorze pieca.
EN The paper includes numerical calculations and experimental research focused on the heat exchange. In the computational part of the paper, the unsteady heat conduction equation enabling to calculate temperature on the edge of a cylinder. In order to conduct research, computational models were built, including the non-linear one, being based on the method of the inverse problem. Sensitivity of the solution to the inverse problem towards errors in temperature measurements and installation errors was analyzed, using the SVD algorithms. The experimental part of the work included tests allowing for determining the isothermal area of the cylinder. To determine the locations of measurement points in the isothermal area, the direct problem with the assumed temperature on the boundary, expressed using the Chebyshev polynomials, was solved in the freeFEM++ environment. Fundamental experimental tests were conducted for three processes of heating in nitrogen up to temperature of 550oC. Heating processes were conducted for different heating rates and different velocities of gas flow in the furnace chamber.
114
mechanical engineering
construction and operation of machinery
DrOIN 1618
public
Jan Taler
Kraków, Polska
05.12.2014
polish
public
Jarosław Bartoszewicz
Poznań, Polska
26.11.2014
polish
public
dissertation
Poznań, Polska
18.12.2014
Rada Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej
doktor nauk technicznych w dyscyplinie: budowa i eksploatacja maszyn, w specjalności: technika cieplna