Система теплообменников без обратной связи

Уравнения, описывающие работу отдельного теплообменника. Система теплообменников без обратной связи. Нагревание одного потока. Нагревание двух потоков. Нагревание произвольного числа потоков. Системы теплообменников с обратной связью. Система линейных уравнений для определения неизвестных температур. Отличие детерминанта этой системы от нуля. Оптимизация СТ. Оптимальное распределение поверхностей нагрева СТ. Примененпе метода штрафов . Решение задачи градиентным методом. [c.179]

Для применения описанной выше стандартной процедуры метода структурных параметров на все выходные потоки теплообменников следует поставить делители потоков, а на входные потоки — смесители потоков. Кроме того, делители потоков должны быть поставлены на все входные холодные и горячие потоки. Естественно, что в смесителе, стоящем на входном горячем потоке теплообменника, должны смешиваться только горячие потоки, а в смесителе, стоящем на входном холодном потоке,— только холодные потоки. Пусть число теплообменников равно т тогда число структурных параметров для случая, когда рассматриваются только системы без обратных связей, будет равно т (т — 1) + (М + тУ) т. Однако стандартная процедура метода структурных параметров имеет существенный недостаток. Дело в том, что фактически не разрешается смешивать потоки. Это условие будет выполнено, если наложить требование, чтобы все структурные параметры были целыми числами. Это требование, как мы видели, приводит к необходимости проведения трудоемкой процедуры метода ветвей и границ совместно с методом структурных параметров. [c.222]

Надо заметить, что так как в теплообменнике чувствительность выходной температуры к входной всегда меньше единицы [из выражения (5.45) следует (d< 1], то невыполнение условия устойчивости (5.42) становится возможным, если в реакторе вых/ вх)р объясняется экспоненциальной зависимостью скорости реакции и, следовательно, тепловыделения с ростом температуры. Следовательно, неустойчивые режимы могут возникнуть в нелинейных системах с обратными связями. [c.277]

Применение в этом процессе противоточных теплообменников в качестве экономайзеров привело к образованию положительной обратной связи и дестабилизации процесса, поэтому выбор системы автоматического регулирования оказался необходимой частью исследования. [c.138]

Контактные аппараты сернокислотного производства, работа-ющ,ие по схемам одинарного контактирования (см. рис. 16) и двойного контактирования — двойной абсорбции (рис. 36), представляют собой замкнутые химико-технологические системы. Эти системы включают последовательно функционирующие слои катализатора и теплообменники и содержат обратные связи по теплу между реакционной смесью и исходным газом. Наличие обратных тепловых потоков в системе обусловливает возможность появления неустойчивых режимов [62, 631. [c.182]

Рис. 32. Система теплообменников с обратной связью

А. СИСТЕМА ТЕПЛООБМЕННИКОВ БЕЗ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ [c.181]

Рис. 28. Система теплообменников без обратной связи

Б. СИСТЕМА ТЕПЛООБМЕННИКОВ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ [c.195]

Рассмотрим СТ с обратной связью, т. е. систему, в которой какой-либо поток обменивается теплом с другим одним и тем же потоком несколько раз. Система теплообменников с обратной связью в наиболее общем виде схематически изображена на рис. 32. [c.195]

Для системы теплообменников с, двумя обратными связями значение Ла определяется также из общего выражения для Д. В этом случае [c.200]

Рис. 33. Система теплообменников с одной обратной связью

Поскольку в рассматриваемой системе обратная связь, обусловливающая возможность появления неустойчивых стационарных режимов, только тепловая (через теплообменник), то условие устойчивости при возмущении других параметров процесса (концентрация реагентов, скорость потока и т.д.) должно быть (4.84), что было получено в работе [295]. [c.224]

Как и для сложной системы слоев катализатора с промежуточными теплообменниками, для устойчивости данной сложной системы, имеющей несколько обратных связей, необходимо выполнение устойчивости ее отдельных частей. [c.229]

Колебательный режим может возникнуть в системе с двумя обратными связями, примером которой может послужить производство азотной кислоты (рис. 5.25). Один из исходных потоков, воздух, сжимается компрессором К и направляется в технологические аппараты, обозначенные как подсистема А. На выходе из нее отходящий газ подогревается в теплообменнике ТО и направляется в турбину Т, где используется энергия давления отходящих газов и тепловой потенциал потока (после турбины его температура уменьшается). Конструктивно турбина и компрессор установлены на одном валу, так что вырабатываемая турбиной энергия используется для сжатия и подачи в систему воздуха. Это первая обратная связь. Выходящие из турбины горячие газы подогревают поток, направляемый в нее. Это - вторая обратная связь. [c.280]

Неоднозначность режимов и их устойчивость. Обратные связи, имеющиеся в системе, могут привести к появлению неоднозначности режимов и неустойчивости некоторых из них. Ранее это было выявлено при рассмотрении автотермического реактора (см. разд. 2.8.3). Рассмотрим распространенную систему -реактор с внешним теплообменником (рис. 3.17). Исходная реакционная смесь нагревается в теплообменнике и поступает в [c.215]

Колебательный режим может возникнуть в системе с двумя обратными связями. Один из примеров - производство азотной кислоты (рис. 3.20). Один из исходных потоков - воздух - сжимается компрессором К и направляется в технологические аппараты, обозначенные как подсистема А. На выходе отходящий газ подогревается в теплообменнике ТО и направляется в турбину Т, связанную валом с компрессором К для использования энергии давления отходящих газов. Это - одна обратная связь (показана стрелкой). Горячие газы после турбины нагревают поток, направляемый в нее. Это - вторая обратная связь (таюке показана стрелкой). Если по каким-либо причинам температура перед турбиной Т повысится, то в теплообменнике ТО будет некоторый дополнительный подогрев. Одновременно дополнительная энергия в турбине будет передана через вал в компрессор, и в систему поступит больше воздуха. Дополнительный объем отходящих газов уменьшит температуру в теплообменнике. Две обратные связи - через теплообменник и через вал, связывающий компрессор с турбиной, - влияют на температуру перед компрессором противоположным образом. Но время обратного действия у них различно тепловая связь действует быстро, а наполнение газом большого объема технологического оборудования и поступление дополнительного газа в теп- [c.220]

Конвертированный газ охлаждался с 45 до —33 °С в двух последователь- 0 соединенных кожухотрубных теплообменниках ( )=625 мм Я=4240 мм), проходя по межтрубному пространству. Хладоагентом служила азотоводородная смесь от низкотемпературного блока, проходящая противотоком по трубному пространству теплообменников. В связи с вымораживанием влаги (И других примесей, содержащихся в конвертированном газе, межтрубное пространство второго по ходу газа теплообменника постепенно забивалось отложениями и в нем создавалось большое сопротивление. Поэтому через 4—5 ч работы теплообменник подвергали обогреву для удаления отложений, переключая его на режим обратного хода конвертированного газа. После переключения система продолжала работать также 4—5 ч до забивки первого по ходу газа теплообменника. После чего система снова переключа- лась на режим прямого хода газа. Таким образом, система теплообменников работала с периодичностью переключений 4—5 ч. [c.259]

В главе I было показано, что объекты химической технологии во многих случаях являются достаточно сложными системами. Структуру таких систем не всегда удается выявить, поскольку связь между некоторыми технологическими параметрами объекта может быть неявной. В частности, может существовать неявная обратная связь между входной и выходной величинами исследуемого объекта (например, гидравлической системы для нагнетания сжимаемых жидкостей в цепи с теплообменником или реактором). [c.200]

Неоднозначность режимов и их устойчивость. Обратные связи, име-юшиеся в системе, могут привести к появлению неоднозначности режимов и неустойчивости некоторых из них. Ранее это было выявлено при рассмотрении автотермического реактора (разд. 4.10.3). Рассмотрим распространенную для химических процессов систему - реактор с внешним теплообменником (рис. 5.22). Исходная реакционная смесь нафевается в теплообменнике и поступает в реактор. Выходящий из реактора более горячий поток (обсуждаем процесс с экзотермической реакцией) охлаждается за счет отдачи своей теплоты исходной реакционной смеси. В этой системе очевидна обратная связь по теплу между входящим и выходящим потоками. Пусть по каким-либо причинам температура на выходе из реактора повысилась. Это может произойти из-за увеличения концентрации, или уменьшения на-фузки, или увеличения входной температуры - любой внешней причины. Несмотря на то, что источник возмущения кратковременный, и условия процесса быстро восстанавливаются, увеличение приведет к дополнительному нафеву исходной реакционной смеси, и температура на входе в реактор увеличится. Последнее приведет к увеличению скорости реакции, тепловыделению в реакторе и дальнейшему возрастанию Т ,, что еще больше увеличит нафев исходной смеси. Такая круговая последовательность взаимного нафева входного и выходного потоков может продолжаться далее со значительным нарастанием температуры, даже если источник первоначального возмущения будет убран. Если же возмущение режима привело к уменьшению температуры Т , то аналогичным образом будет происходить охлажде- [c.275]

Отметим следующее. Чувствительность выходной температуры к входной ёТ ыу ёТд в теплообменнике всегда меньше 1 -см. (3.43). Невыполнение условия устойчивости (3.40) возможно, если в реакторе (ёТ уУёТ )р > 1. Это возможно, поскольку скорость реакции и, следовательно, тепловыделение с температурой нарастают экспоненциально, нелинейно. Поэтому неустойчивые режимы могут возникнуть в нелинейных системах с обратными связями. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология