Когенерационная установка.

ВВЕДЕНИЕ Математическое моделирование с каждым годом находит все более широкое применение в инженерной практике: при проведении промышленных экспериментов, проектировании и конструировании технических систем, управлении производством и его планировании. Этим объясняется особая актуальность изучение студентами методов математического моделирования и приобретение навыков их применения. Справедливо считается, что искусством построения математических моделей можно овладеть только в результате собственной практики, поэтому важное место при изучении дисциплины «Моделирование, оптимизация и управление теплотехническими системами» занимает курсовое проектирование, целью которого является приобретение студентами практических навыков в составлении математических моделей теплотехнических объектов, их программной реализации, проведение численного исследования, параметрической и структурной оптимизации. Актуальность дисциплины определяется повышением сложности объектов энергетики и промышленности, необходимостью применения системного подхода и методов моделирования при конструировании, проектировании и эксплуатации указанных объектов. Реализация матмодели на ПЭВМ позволяет решать целый ряд задач: – исследование характера взаимосвязи параметров установок и анализ их влияния на основные показатели или критерии эффективности; – исследование влияния внешних условий строительства и эксплуатации установок на соотношение их параметров и на основные показатели и критерии эффективности; – численная оценка дополнительных материальных вложений в случае отказа по каким-либо причинам от оптимальных параметров или изменения условий эксплуатации; – осуществление комплексной конструктивной и параметрической оптимизации. Кроме того математическое моделирование позволяет выполнять в едином итеративном процессе расчёт технологической схемы установки и технические расчёты её оборудования. При этом достигается уточнение тепловых и материальных балансов, гидравлических и аэродинамических потерь, тепловых и прочностных параметров, а также термодинамических и технико-экономических показателей. Одним из методов построения матмодели является аналитический. Его преимуществом является возможность получения математического описания исследуемого объекта в широком диапазоне изменения его параметров. Методика построения матмодели включает в себя следующие процедуры: 1) теоретический анализ процессов, протекающих в объекте; 2) выбор тех процессов, которые наиболее существенно влияют на функционирование объекта; 3)определение параметров характеризующих каждый из процессов, выбранных в предыдущем пункте, описание статики и динамики этих процессов; 4) построение матмодели в целом для объекта, исходя из описания выделенных процессов. Аналитические методы построения наиболее трудно поддаются алгоритмизации и практически в каждом случае требуется индивидуальный подход. В основу построения матмодели закладываются наиболее общее законы природы (законы сохранения материи и движения), при необходимости они дополняются рядом принципов и законов, установленных опытным путем. Применение аналитических методов для построения матмодели осложняются рядом факторов, среди которых следует отметить недостаточность изученности многих сложных физических и химических процессов, отсюда недостаточной информации об этих процессах, а так же сложным видом самой аналитической модели, отсюда неудобством ее применения на практике. Поэтому широко используются экспериментальные методы построения матмодели, хотя они тоже имеют ряд недостатков, а именно они носят локальный характер, т.е. справедливы для небольшой зоны изменения параметров, и трудно модели, разработанные для конкретной установки переносить на её аналоги. Сам процесс построения модели эмпирическим методом можно разделить на три этапа: 1) планирование эксперимента; 2) реализация его на объекте исследования; 3) обработка экспериментальных данных с целью получения модели. Также применяется комбинированные методы построения матмодели. Основными задачами курсового проекта являются: – освоение методов анализа теплотехнической технологии; – приобретение навыков синтеза и анализа технологической схемы теплотехнической системы; – приобретение навыков построения математической модели теплотехнической системы на макроуровне; –приобретение навыков проведения численного эксперимента и параметрической оптимизации теплотехнической системы. Особое внимание в курсовом проекте уделяется более глубокому изучению методов моделирования технических систем на макроуровне и практике их применения для анализа и оптимизации теплотехнических объектов. Учебный материал, предлагаемый при выполнении курсового проекта, сознательно сконцентрирован на моделировании технических систем. Важно взглянуть на знакомый уже по специальным дисциплинам технический объект именно с точки зрения представления его как системы, т. е. совокупности взаимосвязанных элементов, обладающей свойствами, отличными от свойств отельных элементов. Это позволяет на уже известные вроде бы вещи посмотреть с другой стороны, увидеть внутреннее взаимодействие элементов, понять смысл и внутреннюю логику инженерных методик расчета различных теплотехнических установок, наконец, самим научиться составлять алгоритмы подобных расчетов. С другой стороны, это позволит молодому специалисту в будущем легче разбираться в логике функционирования в новых и еще не известных для него технических объектов.

Введение…………………………………………………………………5 1. Технологическое описание объекта исследования……………………..7 2. Синтез расчётной структуры исследуемого объекта…………………..8 3. Составление математической модели……………………………........11 4. Разработка алгоритма и его программной реализации для ПЭВМ для анализа системы…………………………………………28 5. Численное исследование и анализ полученных результатов………..29 Заключение…………………………………………………………….32 Список литературы…………………………………………………....

1. Попырин П.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. – М.: Энергия, 1978, - 342с. : ил. 2.Седнин В.А.Моделирование, оптимизация и управление теплотехническими системами: Учеб. метод. пособие по курсовому проектированию для студ. энергет. спец./В.А.Седнин. – Мн.: БНТУ, 2002. 3.С.Л.Ривкин.Теплофизические свойства воды и водяного пара.-М.:Энергия,1980.-424с. 4.Роддатис К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности.М., Энергия, 1968. 5. Е.А.Краснощёков. Задачник по теплопередаче. М.-Л.,Госэнергоиздат,1963,224с. 6. Паровые и газовые турбины: Учебник для вузов/М.А.Трубилов.-М.:Энергоатомиздат,1985.-352с.