Transient thermal field in a long duct of electrical floor heating. Part I. Step response of the system

Kwiećkowski, S.; Gołębiowski, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Transient thermal field in a long duct of electrical floor heating. Part I. Step response of the system

Autorzy

Kwiećkowski S. , Gołębiowski J.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Nieustalone pole temperatury w długim kanale elektrycznego ogrzewania podłogowego. Cz. I. Skokowa odpowiedź układu

Języki publikacji

Abstrakty

In the first part of the article dynamic characteristics of the thermal field in a long duct of a direct floor heater have been determined. A parabolic boundary problem has been applied as mathematical model of the field. The following methods were applied for its solution: a finite element method, superposition of states (combined with a separation of variables) and the criterion of average time constant. Finally, a step response and local and global time constants of the system were determined. Analytical relations were numerically processed. The results obtained by different methods are compliant and have been presented in a graphic form. The determined field distributions have a good physical interpretation.

W pierwszej części pracy określono dynamiczne właściwości pola temperatury w długim kanale bezpośredniego grzejnika podłogowego. Matematycznym modelem pola było paraboliczne zagadnienie graniczne. Do jego rozwiązania zastosowano następujące metody: elementów skończonych, superpozycji stanów (połączonej z rozdzieleniem zmiennych) oraz kryterium uśrednionej stałej czasowej. W rezultacie wyznaczono skokową odpowiedź oraz lokalną i globalną stałą czasową układu. Zależności analityczne opracowano numerycznie. Wyniki otrzymane różnymi metodami są ze sobą zgodne i zostały przedstawione w postaci graficznej. Wyznaczone rozkłady pola mają dobrą interpretację fizyczną.

Słowa kluczowe

thermal field floor heating electric heating mathematical models step response

pole temperatury ogrzewanie podłogowe ogrzewanie elektryczne modele matematyczne

Wydawca

Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering

Czasopismo

Archives of Electrical Engineering

Rocznik

1999

Tom

Vol. 48, nr 4

Strony

429--441

Opis fizyczny

Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Kwiećkowski S.

Technical University of Białystok, Division for Theoretical Electrotechnics

autor

Gołębiowski J.

Technical University of Białystok, Division for Theoretical Electrotechnics

Bibliografia

1. Gołębiowski J. Peterson W.: Stationary thermal field in a long duct af an electrical heating system. Electrical Engineering — Archiv für Elektrotechnik 1996, vol. 79, No. 1, pp. 17-22.
2. Gołębiowski J., Kwiećkowski S.: Analytical and numerical modelling of a stationaiy temperature field in a three dimensional electric heating system. Electrical Engineering — Archiv für Elektrotechnik 1998, vol. 81, No. 2, pp. 69-76.
3. Beck J. V., Cole K. D., Haji - Sheikh A., Litkouhi B.: Heat conduction using Green's functions. Hemisphere Publishing Corporation, London-Philadelphia, 1992.
4. Lipiński W., Kornatowski E.: Time constant of electwmagnetic field penetrating axially symmetric shield (in German). Archives of Electrical Engineering 1994, vol. XLIII, No. 3, pp. 663-667.
5. Gołębiowski J., Lipiński W.: Modelling of electromagnetic shield dynamics. IEEE Transactions on Magnetics 1980, vol. 16, No. 6, pp. 1419-1422.
6. Kącki E.: Partial differential equations in physics and technical problems (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1992.
7. HoIman J. P.: Heat transfer. Mc Graw-Hill, New York, 1986.
8. User's manual for NISA II. Numerically integrated elements for systems analysis. Engineering Mechanics Research Corporation (EMRC), Troy-Michigan, 1991.
9. Zienkiewicz O. C.: The finite element method. Mc Graw-Hill, London, 1989.
10. Feirweather G.: Finite element Galerkin methods for differential equations. Marcel Dekker Inc., New York, 1978.
11. Szargut J. et al.: Numerical modelling of the temperature distribution (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1992.
12. Purczyński J.: Reckoning of transmittance object based on response for Heaviside function (in Polish). XVI-th Seminar on Fundamentals of Electrotechnics and Circuit Theory — vol. II, pp. 77-82. Gliwice, Ustroń 1993.
13. Hering M.: Thermokinetics for electrical engineers (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa. 1980.
14. Januszkiewicz K. T.: Numerical model of the periodical operat of the electric storage floor heating. Archives of Electrical Engineering 1995, vol. XLIV, No. 3, pp. 427-437.
15.Januszkiewicz K. T., Teodorczyk T.: Control and regulation in the electrical heating of compartments (in Polish). PPH Elektra, Warszawa, 1994.
16. Kotarba J.: Electrical energy in compartments heating (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1992.
17. Baade W.: Technology of the electrical heating of compartments. Installation-Control-Testing (in Germany). Verlag Technik, Berlin, 1995.
18. Hering M.: Fundamentals of electroheat (m Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1992.
19. Turowski J., Zakrzewski K., Sikora R., PawIuk K.: Analysis and synthesis of electomagnetic fields (in Polish). Ossolineum, Warszawa, 1990.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPS2-0009-0063