5.3 Фса теплообменника типа «труба в трубе»
Для рассматриваемого режима работы теплообменника рекомендуется ФСА, представленная на рисунке 5. Эта схема отличается от общепринятой, где величина tkc регулируется расходом gh. Отличие заключается в том, что система управления учитывает возмущающие воздействия от изменения температур tnh и tnc через расчетную величину поверхности теплообмена. Благодаря этому имеется возможность повысить скорость реакции системы на изменение условий процесса и сократить время переходных процессов.
Z
W
F=f(Tj, F)
1-5
L
H
L
5-5
E/P
E/P
w- отключение
вычислителя z
– включение вычислителя
Рисунок 4 – ФСА теплообменника для варианта 1
6 Контрольные вопросы
1 Цель работы.
2 Назначение процесса.
3 Входные и выходные параметры объекта.
4 Управляемые и контролируемые переменные.
5 Управляющие и возмущающие воздействия.
6 Теоретические основы процесса теплообмена.
7 Математическая модель, используемая для описания процесса.
8 Допущения и ограничения принятые при разработке алгоритма.
9 Критерии подобия.
10 Критерии качества процесса.
11 Моделирование статических характеристик.
12 Выбор канала наибольшего влияния.
13 Оптимизация режимных параметров.
14 Разработка функциональной схемы ФСА.
Список использованных источников
1 Эмирджанов Р.Т. Основы технологических расчетов в нефтепереработке.– М. Л.: Химия, 1965.– 544 с.
2 Эмирджанов Р.Т. Примеры расчетов нефтезаводских процессов и аппаратов.– Баку: Азнефтеиздат, 1957.– 404с.
3 Токарев Д.В., Ахмадеев М.Г., Зиятдинова Н.М. Математическое моделирование процессов и аппаратов нефтегазовой отрасли: Учеб. пособие. – Уфа: УГНТУ, 2008.– 69 с.
4 Тепло– и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник под ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М. – М: Энергоиздат, 1982.– 510 с.
5 Шувалов В.В., Огаджанов Г. А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. Изд.3-е перераб. и дополн.-М.: Химия. 1991. -480с.
Приложение А
Упрощенная блок – схема алгоритма модели
Приложение В
Характеристики потоков теплообмена
№ вар. |
Горячий поток |
Холодный поток |
||||||||
gh, кг/ч |
dh |
ah |
v50,см2/с |
v100,см2/с |
gс, кг/ч |
dc |
ac |
v 20,см2/с |
v50,см2/с |
|
1 |
6·104 |
0,920 |
6,2·10-4 |
2,95 |
0,72 |
4·104 |
0,800 |
7,78·10-4 |
0,238 |
0,085 |
2 |
105 |
0,885 |
6,6·10-4 |
2,20 |
0,62 |
8·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,274 |
0,090 |
3 |
12·104 |
0,900 |
6,47·10-4 |
2,03 |
0,68 |
9·104 |
0,840 |
7,25·10-4 |
0,450 |
0,200 |
4 |
8·104 |
0,910 |
6,2·10-4 |
4,94 |
0,70 |
6·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,125 |
0,040 |
5 |
105 |
0,920 |
6,2·10-4 |
2,95 |
0,72 |
8·104 |
0,800 |
7,78·10-4 |
0,238 |
0,085 |
6 |
12·104 |
0,920 |
6,2·10-4 |
2,95 |
0,72 |
9·104 |
0,800 |
7,78·10-4 |
0,238 |
0,085 |
7 |
8·104 |
0,920 |
6,2·10-4 |
2,95 |
0,72 |
6·104 |
0,800 |
7,78·10-4 |
0,238 |
0,085 |
8 |
6·104 |
0,885 |
6,6·10-4 |
2,20 |
0,62 |
4·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,274 |
0,090 |
9 |
12·104 |
0,885 |
6,6·10-4 |
2,20 |
0,62 |
9·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,274 |
0,090 |
10 |
8·104 |
0,885 |
6,6·10-4 |
2,20 |
0,62 |
6·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,274 |
0,090 |
11 |
6·104 |
0,900 |
6,47·10-4 |
2,03 |
0,68 |
4·104 |
0,840 |
7,25·10-4 |
0,450 |
0,200 |
12 |
105 |
0,900 |
6,47·10-4 |
2,03 |
0,68 |
8·104 |
0,840 |
7,25·10-4 |
0,450 |
0,200 |
13 |
8·104 |
0,900 |
6,47·10-4 |
2,03 |
0,68 |
6·104 |
0,840 |
7,25·10-4 |
0,450 |
0,200 |
14 |
6·104 |
0,910 |
6,2·10-4 |
4,94 |
0,70 |
4·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,125 |
0,040 |
15 |
105 |
0,910 |
6,2·10-4 |
4,94 |
0,70 |
8·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,125 |
0,040 |
16 |
12·104 |
0,910 |
6,2·10-4 |
4,94 |
0,70 |
9·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,125 |
0,040 |
17 |
105 |
0,920 |
6,2·10-4 |
2,95 |
0,72 |
8·104 |
0,800 |
7,78·10-4 |
0,238 |
0,085 |
18 |
6·104 |
0,885 |
6,6·10-4 |
2,20 |
0,62 |
4·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,274 |
0,090 |
19 |
6·104 |
0,900 |
6,47·10-4 |
2,03 |
0,68 |
4·104 |
0,840 |
7,25·10-4 |
0,450 |
0,200 |
20 |
6·104 |
0,910 |
6,2·10-4 |
4,94 |
0,70 |
4·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,125 |
0,040 |
21 |
12·104 |
0,920 |
6,2·10-4 |
2,95 |
0,72 |
9·104 |
0,800 |
7,78·10-4 |
0,238 |
0,085 |
22 |
8·104 |
0,885 |
6,6·10-4 |
2,20 |
0,62 |
6·104 |
0,775 |
8,05·10-4 |
0,274 |
0,090 |
23 |
6·104 |
0,900 |
6,47·10-4 |
2,03 |
0,68 |
4·104 |
0,840 |
7,25·10-4 |
0,45 |
0,200 |
24 |
105 |
0,910 |
6,2·10-4 |
4,94 |
0,70 |
8·104 |
0,755 |
8,05·10-4 |
0,125 |
0,040 |
Приложение В (продолжение)
Режимные и конструктивные параметры
№ вар. |
tnh,°С |
tnc,°С |
tкh,°С |
dv, мм |
dn, мм |
tt, мм |
Kpd |
1 |
300 |
125 |
230 |
125 |
240 |
5 |
0,9 |
2 |
260 |
90 |
200 |
98 |
295 |
3 |
0,85 |
3 |
320 |
120 |
180 |
75 |
198 |
2 |
0,7 |
4 |
280 |
80 |
140 |
53 |
247 |
2 |
0,80 |
5 |
260 |
90 |
200 |
98 |
295 |
3 |
0,85 |
6 |
320 |
120 |
180 |
75 |
198 |
2 |
0,7 |
7 |
280 |
80 |
140 |
53 |
247 |
2 |
0,8 |
8 |
300 |
125 |
200 |
125 |
240 |
5 |
0,9 |
9 |
320 |
120 |
180 |
75 |
198 |
2 |
0,7 |
10 |
280 |
80 |
140 |
53 |
247 |
2 |
0,8 |
11 |
300 |
125 |
230 |
125 |
240 |
5 |
0,9 |
12 |
260 |
90 |
200 |
98 |
295 |
3 |
0,85 |
13 |
280 |
80 |
140 |
53 |
247 |
2 |
0,8 |
14 |
300 |
125 |
230 |
125 |
270 |
5 |
0,9 |
15 |
260 |
90 |
200 |
98 |
295 |
3 |
0,85 |
16 |
320 |
120 |
180 |
75 |
198 |
2 |
0,7 |
17 |
320 |
120 |
180 |
98 |
295 |
3 |
0,7 |
18 |
320 |
120 |
180 |
125 |
240 |
5 |
0,7 |
19 |
320 |
120 |
180 |
125 |
240 |
5 |
0,7 |
20 |
320 |
120 |
180 |
125 |
240 |
5 |
0,7 |
21 |
300 |
125 |
230 |
75 |
198 |
2 |
0,9 |
22 |
320 |
120 |
180 |
53 |
247 |
2 |
0,7 |
23 |
260 |
90 |
200 |
125 |
240 |
5 |
0,85 |
24 |
300 |
125 |
230 |
98 |
295 |
3 |
0,9 |
Приложение С
Программа «Теплообменник»
Рисунок С1 – Рабочая форма программы
Пользователь вводит в поля исходные данные, согласно своему варианту из Приложения В, указывает варьируемые параметры и нажимает кнопку «Расчет». Результаты моделирования выводятся в текстовый файл result.txt, который по умолчанию открывается в программе «Блокнот». Для корректного отображения информации необходимо установить моноширинный шрифт (например, Courier New).
Рисунок С2 – Файл result.txt для расчетного примера