Рис. 5.6. Пример результатов расчета режима (Dк = const, t1в = const) для характеристики наивыгоднейшего вакуума: обо-
значения параметров – в тексте
Ясно, что для построения энергетической характеристики наивыгоднейшего вакуума при таком подходе требуется выпол- нить множество таких расчетов; совокупность оптимальных значений W при различных сочетаниях значений Dк и t1в образу- ет собственно характеристику наивыгоднейшего вакуума. Если при этом в качестве управляющего параметра, как и в предыду- щем примере, использовать число работающих насосов, можно получить характеристику, аналогичную приведенной на рис. 5.5 (см. рис. 5.7). Как видно из представленных данных, результаты расчета рассматриваемой задачи двумя методами несколько от- личаются друг от друга. Более точным является расчет, осно- ванный непосредственно на определении понятия наивыгод- нейшего вакуума.
91
Рис. 5.7. Сопоставление результатов расчета характеристики наи- выгоднейшего вакуума для турбоагрегата Т-100/120-130 ТМЗ:
пунктирная линия – расчет по методике ОРГРЭС (данные по рис. 5.5); сплошная линия – детальный расчет на основе определения понятия наивыгоднейшего вакуума
92
6. ПРИКЛАДНОЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ РАСЧЕТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ КОНДЕНСАТОРОВ ПАРОВЫХ ТУРБИН
6.1. Общие сведения
Программный комплекс для расчета энергетических характе- ристик и обработки результатов испытаний конденсаторов па- ровых турбин (далее – Программа) [15] рассчитан на работу под управлением операционной системы Windows 2000/XP. Для ра- боты необходимы приложения Excel и Access из пакета
Microsoft Office.
Программа позволяет решать следующие задачи:
–выполнить поверочный тепловой расчет водоохлаждаемого конденсатора известной конструкции с использованием методик Всероссийского теплотехнического института, Калужского тур- бинного завода, Уральского государственного технического университета;
–провести анализ адекватности перечисленных математиче- ских моделей с использованием результатов натурных испыта- ний конденсатора по критерию Фишера;
–осуществить настройку выбранной математической модели для условий работы конкретного конденсатора путем подбора функциональных зависимостей поправочных коэффициентов для коэффициента теплопередачи;
–рассчитать и построить энергетические характеристики конденсатора и характеристики наивыгоднейшего вакуума.
Алгоритм Программы изображен на рис. 6.1.
Интерфейс программы реализован в стиле оконного Windows приложения и содержит следующие компоненты: меню, панель закладок.
Меню предназначено для загрузки и сохранения исходных данных, создания нового расчета и состоит из следующих пунк- тов: «Новый расчет», «Открыть», «Сохранить».
93
94
Конструктивные |
|
|
|
|
и эксплуатационные |
|
Поверочный тепловой расчет конденсатора при условиях |
||
характеристики |
|
|||
|
каждого опыта по методикам: |
|||
конденсатора |
|
- Всероссийского теплотехнического института (ВТИ) |
||
|
|
- Калужского турбинного завода (КТЗ) |
||
Результаты |
|
- Уральского государственного технического университета |
||
испытаний |
|
(УГТУ-УПИ) |
|
|
конденсатора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Статистический анализ результатов |
Настройка методики поверочного теплового |
|
поверочного теплового расчета: |
||
|
- вычисление стандартного отклонения; |
|||
расчета путем введения поправки к коэффи- |
|
|||
|
- проверка адекватности по критерию |
|||
циенту теплопередачи |
|
|
||
|
|
Фишера |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построение энергетических характеристик конденсатора по методике поверочного теплового расчета с учетом поправки
Статистический анализ энергетических характеристик:
-вычисление стандартного отклонения;
-проверка адекватности по критерию Фишера
Построение характеристики наивыгоднейшего вакуума
Рис. 6.1. Алгоритм Программы
94
Панель закладок предназначена для функционального разде- ления элементов интерфейса программы и состоит из следую- щих закладок: «Исходные данные», «Результаты расчета», «Ста- тистический анализ», «Расчет поправок», «Построение итоговых характеристик», «Расчёт характеристики наивыгоднейшего ва- куума», «О программе».
6.2. Ввод исходных данных
Ввод и редактирование исходных данных производится на закладке «Исходные данные». Закладка содержит следующие элементы: закладки «Конструктивные характеристики», «Экс- плуатационные характеристики / Результаты испытаний», кноп- ку «Начать расчет».
На закладке «Конструктивные характеристики» вводятся конструктивные характеристики конденсатора (рис. 6.2). Про- грамма позволяет произвести автоматический расчет таких па- раметров, как «Поверхность нагрева, м2», «Площадь проходного сечения по воде, м2», «Относительный периметр трубного пуч- ка», «Коэффициент компактности трубного пучка» на основе предварительно введенных конструктивных характеристик. Ав- томатический расчет производится по двойному щелчку мыши на необходимом поле для ввода. В случае недостаточности дан- ных в поле для ввода будет установлено нулевое значение.
Программа позволяет загружать конструктивные характери- стики из базы данных, которая работает под управлением Microsoft Access, а также сохранять в базу данных введенные пользователем характеристики конденсатора. Эти операции вы- полняются с помощью кнопок «Загрузить из БД» и «Сохранить в БД».
На закладке «Эксплуатационные характеристики / Результа- ты испытаний» (рис. 6.3) вводятся эксплуатационные характе- ристики и результаты испытаний конденсатора.
95
Рис. 6.2. Рабочее окно Программы (закладка «Конструктивные характеристики»)
Рис. 6.3. Ввод эксплуатационных характеристик и результатов испытаний конденсатора
96
Данные, полученные во время испытаний или эксплуатаци- онных наблюдений, вводятся в разделе «Результаты испыта- ний». Количество опытов устанавливается с помощью кнопок «Добавить» и «Удалить», располагающихся в левом нижнем углу раздела «Результаты испытаний». В таблицу с данными по каждому опыту вводят следующие параметры (рис. 6.3):
–расход пара в конденсатор (D, кг/ч);
–расход охлаждающей воды (W, м3/ч);
–температура охлаждающей воды на входе (tвх, ° С);
–температура охлаждающей воды на выходе (tвых, ° С);
–давление пара в конденсаторе (p, кПа);
–температура конденсата на выходе из конденсатосборника
конденсатора (tк, ° С).
Экспорт таблицы производится по кнопке «Экспорт в Excel» в выпадающем меню, которое вызывается щелчком правой кнопки мыши в области таблицы.
6.3. Расчет и статистический анализ результатов расчета
Расчет производится нажатием на кнопку «Начать расчет», которая находится в правом нижнем углу закладки «Исходные данные».
После завершения расчета Программа автоматически пере- ходит на закладку «Результаты расчета» (рис. 6.4), где пользова- телю предоставляется таблица с результатами расчетов по каж- дому из опытов.
В первых трех столбцах таблицы указаны условия проведе- ния опытов (D, W, tвх), далее указаны по три группы результатов расчета (tвых; р; tк), каждая из которых включает четыре столб- ца – результаты опытов и результаты расчета по известным ме- тодикам поверочного теплового расчета. Таблицу можно экс- портировать в Excel; действия при этом аналогичны тем, что выполняются при экспорте таблиц по п. 6.2.
97
98
Рис. 6.4. Таблица с результатами расчета при условиях опытов
98
Статистический анализ адекватности математических моде- лей производится на закладке «Статистический анализ» (рис. 6.5). Закладка состоит из следующих элементов: группы маркеров «Выбор методики»; группы маркеров «Выбор крите- рия»; таблицы результатов статистического анализа; кнопки «Начать анализ».
Рис. 6.5. Результаты статистического анализа расчетных и экспе- риментальных данных
Выбор методик и критериев для проведения статистического анализа осуществляет пользователь путем выставления марке- ров, соответствующих интересующим методикам и критериям.
Анализ производится нажатием на кнопку «Начать анализ». Результаты статистического анализа по параметрам tвых, p, tк за- носятся в соответствующие таблицы. В колонке критерия Фи- шера зелёный цвет результатов анализа указывает на наличие адекватности описания характеристик конденсатора моделью, красный – на отсутствие адекватности.
99
Методика оценки адекватности модели изложена в подп. 1 разд. 4.2 настоящего пособия.
6.4. Настройка математической модели по результатам испытаний
Настройка математической модели для условий работы кон- кретного конденсатора выполняется путем подбора функцио- нальных зависимостей поправочных коэффициентов (множите- лей) для коэффициента теплопередачи или температурного на- пора конденсатора. Методика этого этапа расчетов изложена в подп. 2 разд. 4.2 настоящего пособия.
Расчет производится на закладке «Расчет поправок» (рис. 6.6). Закладка состоит из следующих элементов: группы маркеров «Выбор методики»; поля «Пользовательская функция параметра Х»; кнопки «Расчет поправки А»; таблицы и графика зависимости А= f(X); поля «A = f(X)».
Рис. 6.6. Настройка математической модели
100