Тепловые системы проектирование

Физическое моделирование. Основой рассматриваемого вида моделирования служит теория подобия, которая устанавливает условия подобия модели и, оригинала, дает возможность обобщать единичные эксперименты в безразмерных критериях и распространят найденные зависимости на подобные системы. Теория подобия и физическое моделирование получили большое развитие в СССР и хорошо известны инженерам-технологам. Эти методы успешно применяют при изучении, разработке и проектировании тепловых-и массообменны 4 аппаратов, а также гидродинамических устройств. [c.461]

Рис. Vl-is. Операторная схема оптимальной тепловой системы для исходной задачи проектирования (л=2, т=2)

Однако имеющимся разработкам присущи два крупных не- достатка. Во-первых, нет единой системы алгоритмов и программ для решения задач оптимизации на всех уровнях объектов (от- i дельный аппарат, теплообменник, система теплообменников, совокупность теплообменников предприятия, отраслевой парк теплообменников, общегосударственный парк теплообменников), поэтому оптимизация аппаратуры, выполняемая при решении каждой отдельной задачи, осуществляется без учета результатов оптимизации, полученных при решении других задач. Во-вторых, применяемые в проектировании алгоритмы и программы несовместимы по критериям оптимальности, полноте и точности элементов теплового, гидравлического, конструктивного и экономического расчетов. Они имеют недостаточную область приложения V по процессам теплообмена, конструкциям аппаратов, схемам тока сред в аппаратах и теплообменниках и по ряду других признаков Если исходить из ориентировочной цифры Ю " частных алгоритмов, требуемых для оценки эффективности работы всех возможных, в том числе и перспективных, вариантов теплообменников, то нетрудно определить, что сейчас имеется таких алгоритмов в триллион раз меньше. Поэтому идти по пути накопления большого числа частных алгоритмов по меньшей мере бесперспективно и связано с распылением сил и большими расходами. [c.309]

Рис. Ы9. Проектирование тепловой системы установки ЭЛОУ—АВТ-б

Оборудование абсорбционной холодильной установки включает оборудование аммиачного контура (аппараты, водоаммиачные насосы и коммуникации абсорбционной холодильной машины), оборудование циркуляционного контура хладоносителя и оборотной воды. Поскольку внешние системы хладоносителя и охлаждающей воды идентичны рассчитанным в компрессионной установке, расчет этих систем здесь не рассматривается. Подбор оборудования АХМ проводится в определенной последовательности вначале определяют материальные потоки в машине и рассчитывают тепловые нагрузки на аппараты, далее осуществляют подбор и поверочный расчет аппаратов АХМ, а затем — подбор водоаммиачных насосов и расчет аммиачных коммуникаций. Некоторые этапы проектирования АХМ не отличаются от приведенных ранее (в примере 1) и здесь не приводятся. [c.190]

Основная операщи проектирования новых и анализа действующих химико-технологических систем - это расчёт материально-тепловых балансов в условиях установившегося технологического режима. При проектировании химико-технологических систем (ХТС) значения материально-тепловых нафузок и производительностей элементов ХТС представляют собой исходную информацию для расчёта значений технологических к констр) кцио1ШЫХ параметров элементов ХТС, а также для расчёта значений удельных расходных норм или расходных коэффициентов сырья и топливно-энергетических ресурсов. Первым этапом такого расчёта является постановка задачи и составление системы уравнений материально-тепловых балансов. [c.185]

На качественном этапе системного анализа при решении научных и инженерно-технических задач, направленных на совершенствование, проектирование и управление процессов химической технологии, требуется учитывать различного вида неопределенности. Довольно часто неопределенности обусловлены уровнем знаний (в рамках решаемой задачи) об изучаемой технологической системе. Выделяют общий уровень знаний и знания одного или группы специалистов. Неопределенности могут возникать и но другим причинам. К ним относятся большие погрешности измерений, что рассмотрено при решении задачи но оценке запасов газа в месторождении. Использование качественной информации при экстраполяции функции тепловых потоков в стекловаренной печи обусловлено отсутствием количественных экспериментальных данных в недоступной для измерений области. В процессах получения полиэтилена методом высокого давления и ректификации из-за сложности описания взаимосвязей между параметрами применен подход нечетких множеств. Привлечение качественной информации при синтезе нечетких регуляторов определяется желанием использовать неформализованные знания и опыт оператора. Неопределенности могут являться причиной нечеткости задания целей иссле- [c.352]

Рис. Проектирование тепловой системы установки ЭЛОУ—АВТ-6

При проектировании оптимальной технологической схемы ТС необходимо определить структуру технологических связей между теплообменными аппаратами заданного типа, а также размеры поверхностей теплообмена для каждого аппарата разрабатываемой тепловой системы, которые обеспечивают выполнение требуемой операции рекуперативного теплообмена между исходными т горячими и п холодными технологическими потоками химического производства при минимуме некоторого КЭ системы, например, при минимальном значении приведенных затрат. [c.234]

Данные для проектирования тепловой системы [c.255]

Тепловой баланс печного процесса бывает теоретический и практический. Теоретический тепловой баланс составляется по данным материального баланса печного процесса с учетом тепловых эффектов физических и химических превращений элементов печной системы или расходных коэффициентов при проектировании новых печей. Практический тепловой баланс рассчитывается при исследовании действующих печей по фактическим данным их промышленной эксплуатации. [c.139]

Для составления граничных задач первого уровня декомпозиции ИПЗ, удовлетворяющих условию (VI,24), используют эвристическое правило заменить рассмотрение множества вариантов технологической схемы тепловой системы рассмотрением множества маршрутов (п + т) исходных потоков. Для определения количества граничных задач первого уровня-декомпозиции также используют другое эвристическое правило решение каждой граничной задачи проектирования должно включать операцию теплообмена между любыми двумя исходными потоками (i-ым горячим и /-ЫМ холодным i=l, л /=1, т). Таким образом, количество граничных задач первого уровня декомпозиции г (лХт), Случай [c.259]

Третий этап декомпозиционно-топологического метода состоит в определении технологической схемы, которая соответствует минимуму приведенных затрат, путем решения полученных граничных задач проектирования. Некоторое оптимальное решение одной из граничных задач, отвечающее условию (VI,26), будет определять оптимальный вариант искомой технологической схемы тепловой системы. Алгоритм решения полученных граничных задач показан на рис. 1-13. [c.262]

В результате решения системы уравнений балансов на стадии проектирования ХТС определяют количественные характеристики функционирования системы, которыми являются материальные и тепловые нагрузки и производительность элементов системы в виде массовых расходов и составов сырья, конечных и промежуточных продуктов массовых расходов сточных вод и выбросов вредных газов в атмосферу массовых расходов греющего пара и охлаждающей воды количества тепла и электроэнергии. Материальные и тепловые нагрузки и производительность элементов ХТС представляют собой исходную информацию для расчета технологических моделей отдельных элементов, а также для технологического и конструкционного расчетов элементов системы. [c.37]

Тепловой эффект окисления. Для обеспечения экономичной работы окислительных аппаратов необходима достоверная информация о тепловых эффектах реакций окисления. В противном случае создается излишне мощная система охлаждения (при завышении теплового эффекта [53]), что особенно характерно для змеевиковых реакторов,, в которых трубы змеевика помещены в отдельные кожухи охлаждения [54], или во избежание перегрева реактора приходится снижать его производительность на 10—40% [55] (при занижении теплового эффекта на стадии проектирования). [c.46]

Зная материальные и тепловые нагрузки на элементы ХТС, определяют как на стадии проектирования, так и в условиях эксплуатации расходные нормы по сырью, греющему пару, охлаждающей воде и коэффициенты использования энергии, которые являются технологическими показателями эффективности функционирования системы. [c.37]

Разработанный на основе анализа топологических свойств циклических потоковых графов алгоритм расчета материальных и тепловых балансов ХТС формализует процесс составления и определения оптимальной стратегии решения систем уравнений балансов и создает объективные предпосылки для автоматизации выполнения указанных операций с помощью ЭВМ при анализе химико-технологической системы на стадиях проектирования и эксплуатации. Наряду с этим предложенный алгоритм позволяет находить точки оптимального размещения контрольно-измерительных приборов для контроля за технологическими потоками ХТС и непрерывно получать информацию о неизмеряемых с точки зрения оперативного контроля значениях технологических потоков системы с целью повышения качества управления технологическими процессами. [c.219]

На стадии проектирования для выбранной технологической топологии ХТС (см. рис. У-6) с помощью топологического метода анализа определим материальные и тепловые нагрузки на элементы системы при следующих условиях. Необходимо очистить V м /ч (здесь и далее объемы газа приведены к нормальным условиям) конвертированного синте.ч-газа, содержащего объемн. % двуокиси углерода. Синтез-газ поступает в абсорбер, работающий при атмосферном давлении Н/м (здесь и далее давления абсолютные), с температурой 1°С. Очищенный синтез-газ, содержащий объемн. % двуокиси углерода, должен находиться при атмосферном давлении и иметь температуру 1 °С. Давление в верху регенератора составляет Рр Н/м , температура двуокиси углерода после конденсации парогазовой смеси равна i 9° С. [c.223]

Сначала начали автоматизировать чертежные работы, одновременно шло широкое внедрение в практику инженерных расчетов, например электрических, магнитных, тепловых, аэродинамических характеристик с помощью ЭВМ. Следующий этап — создание автоматизированных рабочих мест конструктора, непосредственно связанных с ЭВМ и позволяющих конструктору с помощью дисплеев реализовать обратную связь с ЭВМ. Все эти изменения потребовали значительного повышения квалификации и общей эрудиции конструктора, свели до минимума возможные ошибки, повысили общую культуру проектирования, однако не привели к существенному сокращению сроков проектирования. Поэтому стала очевидной необходимость создания взаимоувязанной системы проектирования, включающей и систему программ для инженерных расчетов, и автоматизированные рабочие места, и разнообразные диалоговые процедуры, и автоматизацию всех графических работ. Сейчас в основных развитых странах ведется интенсивная работа в этих направлениях. [c.193]

Когда управление ведется температурой теплоносителя, что особенно интересно при решении практических задач проектирования, и управляющее воздействие входит только в одно из уравнений системы (VII, 283)—уравнение теплового баланса реактора, возникает задача 8, приведенная выше. Для сравнения с результатами, получающимися, если обеспечить оптимальные температурные условия для химической реакции, можно рассмотреть задачу с использованием в качестве управляющего воздействия температуры реагирующей смеси. При этом система уравнений (VII, 283) может приниматься как система уравнений материальных балансов реагентов, куда температура входит через константы скорости реакции. . [c.357]

В общем случае, для строгого и обоснованного расчета каталитического реактора прежде всего необходимо располагать всеми данными, характеризующими скорость химического превращения, теплопередачи и массообмена, а также влияние гидродинамических условий проведения процесса затем составить и решить соответствующие уравнения материальных и тепловых балансов, кинетики, гидродинамики, диффузии и теплопередачи. При этом для решения системы указанных уравнений используют электронные вычислительные машины. При проектировании многих реакторов до последнего времени преимущественно используются методы приближенного расчета. Это наиболее характерно для реакторов с кипящими слоями катализатора, в которых кинетическая картина процесса очень сложна, изучена еще недостаточно и их расчет, в значительной степени, базируется на весьма немногочисленных экспериментальных данных, полученных из имеющегося опыта промышленной эксплуатации. [c.253]

Алгоритм составления и расчета систем уравнений материально-тепловых балансов ХТС. Основой решения задач проектирования -химических производств является расчет материально-тепловых -балансов ХТС в условиях стационарных режимов. Расчет материально-тепловых балансов ХТС состоит из двух последовательных стадий 1) постановка задачи и составление системы уравнений балансов 2) решение системы уравнений балансов на ЗВМ. [c.88]

На конечные свойства горячештампованных днищ, применяемых при изготовлении нефтегазохимических аппаратов, оказывает влияние множество факторов, из которых к числу наиболее существенных относятся параметры термического цикла штамповки. Установление закономерностей изменения температурных полей системы заготовка-штамповая оснастка является важным условием при проектировании оптимального технологического процесса изготовления днищ или совершенствовании существующего. Имеются экспериментальные и расчетные методы исследования температурных полей в термических процессах. Экспериментальные методы применяются, чаще всего, для проверки результатов расчета температурных полей. Расчетные методы подразделяются на аналитические и численные. Первые, применимы, в основном, для простых тепловых расчетов, в которых учитывается небольшое количество факторов [1]. Для сложных тепловых процессов решения можно получить только с помощью численных методов с применением ЭВМ. К числу таких методов относится метод конечных разностей [2], который получил широкое распространение в связи с появлением мощных компьютеров. Он характеризуется относительной простотой получения базовых уравнений и реализации алгоритма решения на ЭВМ. [c.280]

I Идея о целесообразности регулирования подачи тепла по зонам с целью повышения выхода этилена высказана в ряде работ отечественных и зарубежных авторов давно. Однако претворению ее в практику проектирования и строительства пиролизных печей препятствовало отсутствие достаточно четких разработок систем зонного регулирования на базе известных газогорелочных устройств, которые не обеспечивали зонного подвода тепла по отдельным участкам змеевика-реактора из-за косых тепловых лучей, посылаемых соседними группами горелок. Кроме того, большие технические трудности представляло конструктивное оформление системы получения температурного импульса для регулирования подачи отопительного газа к отдельным группам горелок. Четкое регулирование подвода тепла по зонам змеевика-реактора впервые осуществлено в многокамерных печах фирмы Келлог . [c.41]

Алгоритм (рис. У-12) позволяет определить расход греющего пара В, когда коэффициент соотношения потоков к изменяется. Рассчитав материальные и тепловые нагрузки на элементы системы, можно приступить к проектированию каждого элемента ХТС. [c.232]

За время, прошедшее после второго издания книги (1971 г.), наметились суш,ественные изменения в технологическом оформлении процессов ректификации и абсорбции все большее применение в промышленности находят сложные аппараты и системы аппаратов, связанные между собой прямыми и обратными материальными и тепловыми потоками. В проектировании процессов и аппаратов происходят также качественные изменения, обусловленные использованием методов оптимального расчета, требу-юш их в сваю очередь выполнения не поверочных, а проектных расчетов. Дальнейшее развитие получили методы расчета процессов разделения многокомпонентных смесей, в том числе и с применением ЭВМ [c.7]

Вопрос о необходимой полноте математического описания процессов решается дифференцированно в зависимости от целей и задач проектирования. Так, при выборе схемы разделения целесообразно использовать приближенное математическое описание процессов при определении технологического режима и параметров разделения по отдельным аппаратам в большинстве случаев бывает достаточно применения точных термодинамических расчетов, т. е. методов расчета, основанных.на решении системы уравнений материального и теплового балансов и фазового равновесия. Кинетический расчет аппаратов, учитывающий влияние реальной. гидродинамической обстановки и конечных скоростей тепло-массопередачи на эффективность процесса, целесообразно использовать при таких условиях разделения, когда применение других методов расчета приводит к незначительным расхождениям с фактическими данными о работе промышленных колонн, например, при разделении сильно неидеальных смесей, при необходимости точного определения содержания примесных компонентов в продуктах, при уточнении нагрузок по сечениям колонны и т. д. [c.26]

Энергетическая система световых единиц имеет распространение при технических расчетах и проектировании установок, в которых лучистая энергия преобразуется в электрическую, тепловую, химическую, биологическую и другие виды энергии. [c.598]

При разработке единичного образца оборудования пли малой серии машин применение ЭВМ для выполнения компоновки нерационально. Компоновку выполняют с использованием блочноиерархического принципа с переходом от общего к частному. Первоначально, иа этапе эскизного проектирования, компонуют основную схем , общую конструкцию агрегата. Разрабатывают несколько коми эновочных вариантов, т. е. выбирают и вычерчивают кинематическую схему, определяют взаимное положение рабочих органов, оценивают схему нагружения, правильность размещения и форм основных элементов системы. Одновременно выполняют основные технслогические, тепловые, механические и другие расчеты, которые связаны с выбором форм и размеров компонуемых элементов машины. [c.35]

Основные ыринципы создания САПР. Как уже отмечалось, переход к автоматизированному проектированию не исключает существующей в традиционном проектировании декомпозиции задач и объекта по функциональному назначению, разве что могут выделяться более обобщенные подразделения. Как и ранее, необходимо рассчитывать материальный и тепловой балансы химико-технологической системы (ХТС), характеристики оборудования, решать задачи компоновки оборудования и т. д. Можно предполагать, что внедрение САПР позволит объединить решение этих задач без вждачи и оформления промежуточных документов что сократит время проектирования. В связи с этим в САПР выделяются отдельные подсистемы по признаку решаемых задач (функциональные подсистемы) в рамках двух этапов — технологического и общеинженерного проектирования. [c.37]

При проектировании химико-технологической системы, допу- скающей многовариантность схем, встает проблема выбора опти- г мальной среди возможных. Очевидно, выбор оптимальной схемы необходимо производить исходя из некоторого непротиворечивого Г критерия. Таким критерием могут быть, например, минимальные капитальные и эксплуатационные затраты при выполнении тре- бований на конечные продукты с максимальной утилизацией мате- у риальных и тепловых потоков. [c.15]

Особое место в системе пароснабження предприятия занимает устройство тепловых пунктов, редуцирующих узлов и пароколлекторных. При проектировании указанных сооружений недостаточно учитывается опыт эксплуатации. На одних предприятиях головные задвижки установлены непосредственно на магистральных паропроводах, а замерные устройства и приборы учета — в небольших помещениях. На других предприятиях построены специальные помещения, где размещаются головные задвижки, замерные устройства и приборы учета. [c.239]

Системы под давлением требуют не меньшего внимания в спецификациях, выборе материала, проектировании, изготовлении, проверке и испытаниях, чем емкости под давлением, входящие в состав таких систем. Особенно они нуждаются в надежном креплении и защите от внешних повреждений, тепловых нагрузок и ударов. Как сообщалось выше, катастрофа в Фликсборо произошла вследствие изменений (модификаций) в системе расширительных камер (сильфонов), состоящей из двух сильфонов, один из которых был модифицирован бай-пасом. Это было отмечено в отчете [Flixborough,1975], где сказано "Катастрофа была вызвана введением в правильно спроектированную и сконструированную технологию изменений, которые нарушили целостность установки". [c.107]

Существует ряд других программ для ЦВМ, которые так или иначе связаны с перечисленными выше программами расчета реакторов. Имеются, например, программы для расчета материальных и тепловых балансов систем парового риформинга, которые могут быть использованы для определения входных потоков в последующие системы конверсии СО. Аналогично существуют программы расчета материально-тепловых балансов цикла синтеза аммиака, которые показывают проектные требования к используемому реактору синтеза. Действительно, имеется программа (Ни009), которая объединяет материально-тепловые балансы цикла синтеза с проектированием реактора, чтобы облегчить стадию проектирования. Частью выхода этой программы является диаграммное представление. потоков и температур газа вокруг реактора синтеза. [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология