Математические методы в технических расчётах. Малыгин Е.Н. - 29 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

её стадиях минимально возможного числа основных аппаратов. Поэтому предлагается следующий алгоритм решения задачи
определения АО совмещенной ХТС:
1.
Зафиксировать значения n
j
= 1, j = 1, …, J.
2.
Определить значения Т
цi
, i =1, … I с учётом стадий, для которых х
j
≤ 1. Найти значения t
*
ij
.
3.
Решить вспомогательную задачу и выбрать минимальные значения размеров стандартных аппаратов,
удовлетворяющих ограничениям.
4.
Если для каких-либо стадий подобрать подходящие размеры аппаратов не удастся, изменить выбранный способ
взаимодействия аппаратов стадий или (и) изменить принятые значения n
j
, j = (1, …, J).
5.
Определить значения t
ij
, i = 1, ..., I, j = 1, ..., J и вновь рассчитать значения Т
цi
, i = 1, … I. Вернуться к п 3 алгоритма,
если отклонение новых значений от первоначальных превышает заданную точность.
4.2.2. Постановка задачи оптимального расчёта
теплообменников типа «труба в трубе»
Примем следующие допущения: для первого потока (продукта) известны состав (вещество) X
1
, массовый расход G
1
,
начальная T
1н
и конечная T
1к
температура; схема движения потоков противоточная; движение потоков не сопровождается
фазовыми переходами; теплообменник находится в стационарном режиме; теплофизические свойства каждого из потоков
берутся при средних температурах t
1ср
, t
2ср
каждого из потоков; материал кожуховой (внешней) и теплообменной
(внутренней) трубы теплообменника одинаков; потери тепла в окружающую среду пренебрежимо малы.
Тогда задачу проектирования (конструирования) теплообменника типа «труба в трубе» можно сформулировать
следующим образом: необходимо найти такие конструкционные (материал теплообменной трубы X
тепл
, диаметр d
тепл
и
толщину стенки δ
тепл
теплообменной трубы, диаметр d
кож
кожуховой трубы) и режимные характеристики теплообменника
(состав X
2
, массовый расход G
2
и начальную T
2н
температуры второго потока (теплоносителя/хладагента)), при которых
критерий оптимальности F
ц
(приведённые затраты) (1) достигают минимума:
,),,,,,,,(
эксп
н.о
кап
н222теплтеплкожтеплц
S
Т
S
TGXddXF +=δ
(24)
где S
кап
– капитальные затраты; T
н.о.
– нормативный срок окупаемости капитальных затрат; S
эксп
– эксплуатационные затраты;
2к2н221к1н11
cTTGcTTGQ −
=
−
=
, (25)
где c
1
– удельная теплоёмкость продукта; c
2
– удельная теплоёмкость теплоносителя/хладагента, Q – тепловая нагрузка
аппарата;
•
поверхность теплообменника
t
KT
Q
F
ср
∆
=
; (26)
•
среднелогарифмический температурный напор (движущая сила теплопередачи)
(
)
∆
∆
∆−∆
=∆
вых
вх
выхвх
ср
ln
T
T
ТТ
Т
; (27)
•
разность температур потоков на входе в теплообменник
к2н1вх
TTТ
−
=
∆
; (28)
• конечная температура теплоносителя/хладагента
н2
22
1к1н11
к2
T
cG
cTTG
T +
−
=
; (29)
• разность температур потоков на выходе из теплообменника]
к1н2вых
TTТ −
=
∆
; (30)
• коэффициент теплопередачи

Страницы