Студопедия — Методика синтеза тепловой схемы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Методика синтеза тепловой схемы






Опубликован целый ряд методик синтеза тепловых схем. А. Востерберг предлагает эволюционную стратегию, использующую набор правил, которые создают новую тепловую структуру путем декомпозиции близких структур.

Умеда с сотрудниками использует трехстадийную процедуру проектирования, включающую:

· выбор количества теплообменников;

· проектирование оптимальной тепловой схемы и модификацию или упрощение полученной схемы для более практичного решения.

Количество теплообменников определяют по минимуму стоимости теплообменного оборудования и энергоресурсов.

Стирола трансформирует проблему синтеза в оптимизационную, оперирующую с математической моделью тепловойсхемы. Аналогичный метод математического моделирования и оптимизации предлагают Л.Рокштро и К.Гартман. Хоман и Локкарт используют стратегию минимизации теплообменной поверхности с использованием температурно-энтальпийных диаграмм. Все эти методы имеют общий недостаток: оптимальная тепловая схема не гарантирует экономический оптимум. Однако они относительно просты и позволяют разрешать сложные комбинационные проблемы с помощью точной математической техники. Решение проблем выполняется в три этапа. Вначале проектируют новую схему, которая обеспечивает желаемую последовательность расположения теплообменников, и определяют эксплуатационный режим без учета ограничений, связанных с существующей системой. Следующий этап предполагает определение соответствия между проектируемым и существующим оборудованием не только по величине поверхности, но и по режимным параметрам. Обычно некоторые теплообменники и насосы можно использовать в новом проекте без изменений, другие переобвязать, при необходимости ввести дополнительные теплообменники. На третьем этапе оценивают модифицированную тепловую схему.

Процедура проектирования тепловой схемы обычно базируется на использовании математической модели. Критерии оптимизации, по которым программа выбирает ту или иную структуру, обычно сводятся к трем: минимальная стоимость, минимальная поверхность и максимальная рекуперация тепла. Если схема выбрана на основе первого критерия, то получают структуру, характеризующуюся небольшим числом крупных теплообменников. Если руководствоваться правилом максимальной рекуперации тепла горячих потоков, то получают схему с большим числом маленьких теплообменников, причем потоки несколько раз обмениваются теплом, осуществляя рекуперацию тепла на нескольких температурных уровнях.

Минимальная поверхность теплообмена обычно реализуется в структуре, занимающей промежуточное положение между двумя этими пределами. При проектировании тепловой связи между двумя потоками используют следующие правила:

· горячие технологические потоки и вспомогательные теплоносители в горячих блоках, а также холодные технологические потоки и вспомогательные хладоагенты в холодных блоках должны последовательно комбинироваться в порядке понижения температуры потоков;

· если температура вспомогательного теплоносителя (водяного пара) выше начальной температуры самого горячего (технологического) потока, то нагреватель располагают в конце схемы; если температура вспомогательного хладагента (охлаждающей воды) ниже начальной температуры самого холодного потока, то холодильник располагают в конце схемы (рис.7.4).

Рис.7.4. Правила комбинирования горячих в холодных потоков

В целом необходимо найти такие комбинации горячих и холодных потоков, которые обеспечивают минимальное использование первичных энергоресурсов: пара в подогревателях и воды в холодильниках. Если требуется чтобы холодный и горячий потоки были нагреты до заданной температуры можно использовать три способа:

· горячий поток охладить, а холодный нагреть с помощью вспомогательных хладоагента и теплоносителя, однако при этом появятся затраты на нагрев и охлаждение;

· нагреть холодный поток путем рекуперации тепла горячего потока, при этом возникнут затраты на рекуперативный теплообменник, а также на окончательные нагрев и охлаждение;

· передать холодному потоку оптимальное количество тепла горячего потока, а затем использовать дополнительные нагрев и охлаждение. В этом случае возникнут затраты на рекуперативный теплообменник, на окончательный нагрев и охлаждение потоков. Холодный поток, благодаря лучшей структуре схемы, получит дополнительное количествотепла D q, и тогда его температура на выходе tка возрастет на D q/ск, где ск -теплоемкость холодного потока. Поскольку D q отбирается от горячего потока, его температура понизится на D q/сг, где сг – теплоемкость горячего потока.

Этот процесс имеет целый ряд следствий.

1) Для передачи дополнительного количества теплаD q требуется дополнительная поверхность теплообмена D F при комбинировании продукт-продукт, т.е. рекуперативный теплообменник. Движущая сила процесса теплопередачи в этой комбинации уменьшится.

2) Количество тепла qе, которое необходимо ввести для конечного подогрева холодного потока, уменьшитсяна D q. Движущая сила процесса теплопередачи в конечном подогревателе также уменьшится.

3) Количество тепла, которое должен отдать горячий поток при конечном охлаждении до заданной температуры с помощью вспомогательного хладоагента, уменьшится на D q. Движущая сила процесса теплопередачи в конечном охлаждении потока вспомогательным хладоагентом также уменьшится.

Таким образом, влияние D q на поверхность теплообмена и движущую силу при комбинировании типа продукт-продукт (рекуперативный теплообмен) сказывается на увеличении затрат на рекуперативный теплообменник и уменьшении затрат на организацию конечных нагрева и охлаждения с помощью вспомогательных теплоносителей и хладоагентов.

Стоимость i -го рекуперационного теплообменника, нагревателя и холодильника Цri, Цni, Цxi можно выразить через соответствующие поверхности теплопередачи F с помощью соотношения Ц=аFb, где а и b – стоимостные константы (b ≈ 0, 6). Тогда целевая технико-экономическая функция будет иметь вид:

где Gке расход пара или воды в одном вспомогательном аппарате;
Сп – стоимость пара (воды); Am амортизационные отчисления.

Как видно из уравнения, полные затраты Пз складываются из стоимости всех теплообменников и из энергозатрат. Энергетические затраты составляют значительную часть ПЗ, поэтому для уменьшения энергозатрат целесообразно принять рекуперацию.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 642. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

ТРАНСПОРТНАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ   Под транспортной иммобилизацией понимают мероприятия, направленные на обеспечение покоя в поврежденном участке тела и близлежащих к нему суставах на период перевозки пострадавшего в лечебное учреждение...

Кишечный шов (Ламбера, Альберта, Шмидена, Матешука) Кишечный шов– это способ соединения кишечной стенки. В основе кишечного шва лежит принцип футлярного строения кишечной стенки...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Седалищно-прямокишечная ямка Седалищно-прямокишечная (анальная) ямка, fossa ischiorectalis (ischioanalis) – это парное углубление в области промежности, находящееся по бокам от конечного отдела прямой кишки и седалищных бугров, заполненное жировой клетчаткой, сосудами, нервами и...

Основные структурные физиотерапевтические подразделения Физиотерапевтическое подразделение является одним из структурных подразделений лечебно-профилактического учреждения, которое предназначено для оказания физиотерапевтической помощи...

Почему важны муниципальные выборы? Туристическая фирма оставляет за собой право, в случае причин непреодолимого характера, вносить некоторые изменения в программу тура без уменьшения общего объема и качества услуг, в том числе предоставлять замену отеля на равнозначный...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия