ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные условные обозначения величин из "Обобщенные методы расчета теплообменников" Эти недостатки свойственны и расчетам на ЭВМ. Преобладающая часть машинных расчетов теплообменного оборудования за рубежом сводится к автоматизации процесса вычислений при использовании упрощенных методов, заимствованных из проектной практики ручного счета [111]. Зарубежные данные о технико-экономической оптимизации теплообменников специфичны и не могут быть использованы без значительных корректировок. [c.8] Важной задачей химической, нефтехимической, нефте- и газоперерабатывающей промышленности является- создание автоматизированных систем оптимального проектирования. Поэтому возникает необходимость эффективного решения проблемы методического обеспечения оптимизирующих расчетов основных промышленных теплообменных аппаратов и их комплексов. Системы расчета теплообменников должны иметь по возможности наиболее широкую область приложения как по видам расчета, так и по типам аппаратов. При этом системы не должны быть слишком громоздкими в реализации, чтобы их можно было использовать не только самостоятельно при проектировании теплообменного оборудования, но и как подсистемы в более сложных системах оптимального проектирования предприятий. [c.8] Решение проблемы усложняется вследствие многообразия объектов расчета (множества типов теплообменников), разнообразия требований к целевой функции (различного вида расчетов), а также недостаточного уровня систематизации и формализации расчетов в целом и их элементов. Сказанное иллюстрируется современной практикой расчета теплопередачи — одного из главных элементов расчета теплообменников. [c.8] Во всем множестве реальных схем тока теплоносителей можно выделить наиболее распространенные либо перспективные около 30 элементов (противоток, прямоток, различные случаи смешанного и перекрестного тока и др.), примерно 160 схем соединения элементов в ряд (для 20 видов элементов, их число в ряду не превышает 5, для схем общего противотока и общего прямотока в ряду), около 80 схем рядов из пар элементов, приблизительно 2880 схем регулярных комплексов (для 10 типов схем из 47 возможных, число параллельных рядов не превышает 5) —всего свыше 3000 схем. Известные методы расчета теплопередачи пригодны лишь для ограниченного числа схем. Они, как правило, громоздки в реализации и узкоспециализировгйтные, т. е. каждый из них обычно пригоден только для одной схемы тока. Отсутствуют методы расчета теплопередающей поверхности для 30% элементов, для всех рядов из пар элементов и рядов разных элементов, более чем для 90% комплексов. Практически нет методов расчета распределения температур теплоносителей в рядах и комплексах. [c.8] В СССР к настоящему времени разработано свыше 100 алгоритмов проектного расчета и оптимизации различного теплообменного оборудования. Число создаваемых алгоритмов с каждым годом возрастает, однако состояние машинных расчетов теплообменников не претерпевает коренных улучшений. Главная причина этого — кумулятивный подход при создании алгоритмов, суть которого Б следующем. Разрабатываются частные алгоритмы с узкой областью приложения, обычно пригодные для проведения одного вида расчета теплообменников заданной конструкции, с фиксированным сочетанием процессов в рабочих полостях и с другими ограничениями. Число возможных сочетаний расчетных признаков и соответственно число частных алгоритмов, необходимых для охвата основных задач расчета промышленных теплообменников, очень велико. Поэтому практика создания частных алгоритмов малоперспективна. Неперспективными также представляются попытки создания кумулятивных систем оптимизации теплообменного оборудования, построенных по принципу постепенного и независимого включения в них большого числа вновь созданных частных алгоритмов. [c.9] Основная цель настоящей монографии — описание новых, более эффективных принципов решения проблем разработки автоматизированных систем оптимизации промышленного теплообменного оборудования. Принципы решения проблемы основаны на идее синтеза любых существующих и перспективных видов расчета аппаратов при использовании структурной основы синтеза — обобщенных структур расчетов и ограниченного числа модулей (теплопроводности, теплопередачи в сечении, элементах, рядах и комплексах, гидравлических, экономических, вспомогательных расчетов и др.). [c.9] В основу создания обобщенных методов.расчета положен системный, синтезированный подход, принципиальная новизна которого заключается в рассмотрении всей совокупности существующих и перспективных расчетов теплофвненивкю ие изолированно как конгломерата, а как еди М 1еТкой системы. [c.9] Следующий этап — математическое моделирование основных элементов расчета и создание на его основе достаточного набора совместимых и субординированных элементарных струк тур всех уровней иерархии, т. е. тех модулей, с помощью которых можно синтезировать любые алгоритмы и соответственно системы, используя созданную ранее структурную основу синтеза. [c.10] Принципиально новым является разработка обобщающего подхода к решению задач расчета теплопередачи в сечении (глава 5), элементах или аппаратах (глава 6), рядах (глава 7) и комплексах аппаратов (глава 8), обеспечивающего возмоЖ -ность синтеза единой системы модулей для решения любых задач теплового расчета теплообменников согласно рекомендованной в главе 4 функциональной классификации тепловых расчетов. Эти модули по значимости и сложности реализации являются главными составляющими любых расчетов теплообменников. [c.10] Предложены и исследованы также новые методы и структуры расчета теплопроводности, теплоотдачи, гидравлических, экономических и других расчетов аппаратов (главы 9—12). [c.10] При различных сочетаниях ограниченного и сравнительно небольшого числа рассмотренных в главах 5—12 модулей можно синтезировать системы решения практически любого числа задач расчета теплообменников, т. е. алгоритмы, с неограниченными возможностями приложения. Такой подход должен коренным образом изменить практику исследования и проектирования теплообменного оборудования и открыть новые возможности оптимизации. [c.10] В главе 13 анализируется современное состояние ручных и машинных расчетов теплообменников в СССР и за рубежом, описываются разработанные автором алгоритмы, обеспечивающие проведение оптимизирующих расчетов всех уровней, рассмотренных в главе 3, а также результаты использования алгоритмов и программ оптимизации теплообменных аппаратов и их комплексов в различных отраслях промышленности. Предложен способ обобщения результатов оптимизирующего расчета при использовании безразмерных симплексов (глава 14). [c.10] Монография завершается постановкой проблем дальнейшего развития систем оптимального проектирования промышленного, энергетического и транспортного теплообменного оборудования в масштабе отдельных производств, отраслей и страны. Обзор современного состояния расчетов теплообменников в целом и элементов этих расчетов проводится параллельно с изложением основного материала. [c.10] Таким образом, впервые сйстематизирована вся совокупность расчетов теплообменников, создана структурно-логическая и методическая основа синтеза систем оптимизации промышленного теплообменного оборудования. Этими обобщениями обеспечивается переход от бесперспективной практики накопления множества частных алгоритмов к эффективному решению проблемы синтеза систем оптимизации оборудования. [c.11] В силу гибкости и универсальности разработанные структуры и математические модели пригодны к применению при расчете различных промышленных, энергетических и транспортных ре куперативных теплообменников. Кроме того, результаты иссле дований можно использовать при создании новых учебных пособий по процессам и аппаратам химической технологии, по теплопередаче и теплообменным аппаратам, ориентированных на учет современной практики машинных оптимизирующих расчетов оборудования. [c.11] Вернуться к основной статье