ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
При разработке оптимальных технологических схем тепловых подсистем (систем теплообменников) могут использо-
ваться следующие эвристики:
− выбирается пара потоков, для которой количество передаваемого тепла является максимальным;
− выбирается пара потоков, для которой заданные конечные температуры потоков не достигнуты, а стоимость исполь-
зования вспомогательных теплоносителей для доведения температуры этих потоков до заданных конечных значений являет-
ся минимальной;
− выбирается пара потоков, стоимость нагрева/охлаждения которых вспомогательными теплоносителями является
максимальной;
− выбирается пара потоков, для которой стоимость теплообмена является минимальной и т.д.
При применении эвристического принципа синтеза успех в основном зависит от того, насколько близки эвристические
условия к условиям достижения оптимальности рассматриваемой подсистемы ХТС, а также от порядка применения эври-
стических условий, типа синтезируемой подсистемы, её сложности, параметров потоков и пр. Для определения данного
по-
рядка применения эвристик используют весовые функции отдельных эвристик.
В качестве примера рассмотрим представленный в литературе [1] пример синтеза системы теплообменников, обеспечи-
вающей нагрев и охлаждение технологических потоков до заданных температур.
Как и для любой технологической схемы в примере используются следующие ограничения:
− технологическая схема должна максимально использовать энергию самих потоков («холодные» потоки должны по
возможности нагреваться «горячими» потоками);
− технологические потоки нельзя разделять, однако, если разделение технологического потока необходимо, то разде-
ляемые части потока должны быть рассмотрены как отдельные потоки;
− синтезируемая тепловая схема должна иметь минимальные затраты на реализацию заданной операции теплообмена
между потоками;
− в случае, если для нагрева/охлаждения потоков невозможно или невыгодно использовать другие потоки, могут быть
использованы внешние теплоносители: насыщенный пар с давлением 31,6 кгс/см2 и охлаждающая вода
с температурой 38
°С, причём, воду нельзя нагревать выше 82 °С;
− при теплообмене между технологическими потоками, охлаждении их водой и нагреве паром, соответственно, дости-
гаются следующие коэффициенты теплопередачи: 852, 852, 1136 Вт/м2 ·К;
− при теплообмене между технологическими потоками, охлаждении их водой и нагреве паром, соответственно, мини-
мальное сближение температур обрабатываемых температур в теплообменнике составляет 11, 11 и 13 °С.
Исходные параметры технологических потоков представлены в табл. 6.1.
Таблица 6.1
№
потока
Расход,
т/ч
Начальная Т,
°С
Конечная Т,
°С
Теплоём-
кость,
ккал (кг·К)
1 20 100 430 0,80
2 40 440 150 0,70
3 35 520 300 0,68
4 36 180 350 0,91
5 31 200 400 0,85
6 32 350 410 0,62
7 42 390 150 0,80
В соответствии с методологией применения эвристического принципа порядок синтеза тепловой схемы (ХТС) будет
следующий:
1. Всё множество потоков разделяется на подмножества, подлежащих нагреву (поток 1, 4, 5 и 6) и охлаждению (поток 2,
3 и 7). Всем эвристикам (будут использоваться описанные выше эвристики) присваиваются весовые коэффициенты, равные
0,5.
2. Перебором потоков обоих подмножеств определяется возможность осуществления операций теплообмена (т.е. снача-
ла потока 1 с потоками 2, 3, 7, затем потока 4 с потоками 2, 3, 7 и т.д.). Пары потоков, для которых теплообмен возможен,
заносятся в таблицу пар обрабатываемых потоков.
3. При помощи эвристики, выбранной с учётом весовых коэффициентов, из таблицы пар обрабатываемых потоков выби-
рается одна пара и для неё производится расчёт теплообменника, т.е. рассчитываются конечные температуры потоков.
4. Если рассчитанные конечные температуры потоков соответствуют заданным конечным температурам, то эти потоки
вычеркиваются из списков. В противном случае потоки, имеющие рассчитанные конечные температуры, заносятся в табли-
цы в качестве оставшихся необработанных потоков.
5. Пункты 2 – 5 повторяются до тех пор, пока не будут исчерпаны все пары обрабатываемых потоков.
6. Оставшиеся потоки, не достигшие конечных температур, подвергаются нагреву/охлаждению вспомогательными потока-
ми. Рассчитываются приведённые затраты на реализацию синтезированной схемы.
7. Рассчитанная с помощью какой-либо методики величина приведённых затрат сравнивается с минимальным значени-
ем, полученным ранее (первоначальная стоимость системы теплообменников рассчитывается для системы, в которой нагрев
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
