Учебное пособие 800429

Передаточная функция всей системы находится по формуле:

С помощью программы Maple, получим график изменения температуры среды на выходе из системы во времени, изображённый на рис. 2.

21

УДК 620.9

В.И. Даншина – магистрант, А.В. Бараков, д-р техн. наук, проф. – научный руководитель

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ АППАРАТОВ ИДЕАЛЬНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ

ИПЕРЕМЕШИВАНИЯ

Вданной работе рассмотрена теплоэнергетическая система, состоящая из двух параллельно соединенных зон идеального перемешивания, которые, в

свою очередь, соединены последовательно с зоной идеального вытеснения. Было получено аналитическое решение данной системы, математическая модель которой представлена в виде системы дифференциальных уравнений 1-ого порядка. Вычислительный эксперимент позволяет оценить влияние различных параметрических характеристик объекта на структуру изменения температуры теплоносителя на выходе из системы

Ключевые слова: математическая модель, теплоэнергетическая система, зона идеального вытеснения, зона идеального перемешивания, вычислительный эксперимент

Теплоэнергетические системы, представляющие собой параллельные и последовательные соединения зон перемешивания и зон вытеснения, получили широкое распространение в химической и нефтехимической промышленности [1].

Рассмотрим данную систему, которая изображена на рис. 1.

Рис. 1. Теплоэнергетическая система

23

Составим математическую модель системы, рассматривая каждый объект в отдельности друг от друга:

аппаратах 1 и 2 соответственно, с; u US3 – скорость движения

теплоносителя в аппарате 3, м/с.

Для решения системы 1 необходимо привести ее к безразмерному виду. Для этого введем следующие поправочные коэффициенты:

скорости по сечению третьего аппарата.

С учетом введенных безразмерных переменных система 1 примет вид:

24

Идеальная функция для аппаратов перемешивания имеет вид:

а для функции идеального вытеснения

w3 (р) exp( р) ,

тогда

Подставим полученные выражения в уравнение температуры на выходе:

l3 1; 0, 42; 3,125.

Найдем функцию температуры на входе:

25

Подставив полученное значение в выражение, получим:

На рис. 2 изображен график изменения температуры теплоносителя на выходе из системы, с помощью которого можно проанализировать математическую модель.

Рис. 2. График зависимости температуры на выходе от времени

26

В результате математического моделирования такого объекта получим инструментарий, позволяющий разработать методы и алгоритмы для оптимизации теплоэнергетической системы [2].

Литература

1.Бондарь А.Г. Математическое моделирование в химической технологии / А.Г. Бондарь. – Киев: Вища школа, 1973. – 280 с.

2.Цветков Ф.Ф. Тепломассообмен / Ф. Ф. Цветков, Б.Л. Григорьев. –

М.: Изд. МЭИ, 2011. – 562 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.181

Р.С. Дударев – магистрант, Ю.Н. Агапов, д-р техн. наук, проф. – научный руководитель

СРАВНЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПАРОВОГО КОТЛА, РАБОТАЮЩЕГО НА ГАЗЕ ИЛИ МАЗУТЕ

В данной работе рассматривается котельная с котлоагрегатами малой производительности ДЕ-10-14ГМ, топливом которых служит топочный мазут марки 100. В настоящее время есть возможность перехода котельной на газообразное топливо. Это возможно вследствие того, что топочная камера котлов серии ДЕ предназначена как для сжигания мазута, так и для сжигания газообразного топлива

Ключевые слова: паровой котел, производительность, газ, мазут

Котельные установки в зависимости от назначения разделяются на энергетические, производственные, отопительнопроизводительные и отопительные.

В зависимости от размещения промышленные и отопительные котельные разделяют на отдельно стоящие, пристроенные к зданиям другого назначения и встроенные в здания другого назначения. Для отдельно стоящих котельных и пристроенных к производственным зданиям промышленных предприятий общая мощность устанавливаемых котлов, а также мощность каждого котла и параметры пара не ограничиваются.

Производственные и отопительные котельные должные обеспечивать бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и жилищно-коммунального сектора. Повышение

27

надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы котельной.

При разработке новой конструкции газомазутных парогенераторов серии ДЕ особое внимание было обращено на увеличение степени заводской готовности парогенераторов в условиях крупносерийного производства, снижения металлоемкости конструкции парогенераторов, приближение эксплуатационных показателей парогенераторов к расчетным. Газомазутный вертикально-водотрубный паровой котел с естественной циркуляцией ДЕ-10-14ГМ производительностью 10 тонн пара в час предназначен для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В паровых котлах ДЕ-10-14ГМ, предназначены для сжигания газа и мазута, топочная камера располагается справа от поверхности нагрева конвективных пучков (при виде с фронта) и имеет глубину, равную длине котла. Основными составными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой и боковой экраны, образующие топочную камеру.

Сравнение производительности производится с помощью расчета. Исходными данными для данного расчета являются основные характеристики котлоагрегата ДЕ-10-14ГМ, а также составы топлив.

Основные характеристики котла

28

Продолжение таблицы

В результате проведенных расчетов были определены коэффициенты полезного действия котла, работающего на мазуте, а также котла, работающего на газе.

29

КПД котельной установки , % определяем по формуле

100 (q2 q3 q4 q5 q6 ) ,

где q2 – потери теплоты с уходящими газами, %; q3 – потеря теплоты от химической неполноты сгорания, %; q4 – потеря теплоты от механической неполноты сгорания, %; q5 – потеря теплоты от наружного охлаждения, %; q6 – потеря в виде

физической теплоты шлаков, %.

Были получены следующие данные: КПД котла, работающего на мазуте 90,5 % ; КПД котла, работающего на газе 91,9 % .

В заключении можно сказать, что в результате проведенного расчета выяснилось следующее: конструктивные параметры котла не изменились, поверхности теплообмена остались прежние, а это позволяет сделать вывод об отсутствии необходимости проведения гидравлического расчета и возможность оставить вспомогательное оборудование по водяному тракту неизменным.

Расчет показал, что режим работы котельной на газообразном топливе более экономичен по сравнению с работой на жидком топливе. Нельзя не отметить эффективность использования воздухоподогревателя для подогрева воздуха, идущего к горелкам котла, его дымовыми газами.

Все вышеперечисленное указывает на то, что реконструкция котельной предприятия, в связи с переводом на газообразное топливо, является не только целесообразной, эффективной, экономически выгодной, но и практически возможной.

Литература

1.Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / Под редакцией Н.В. Кузнецова, В.В. Митора. - М.: Энергия, 1973. - 295с.

2.Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок / Ю.Л. Гусев. - М.: Стройиздат, 1967. - 291с.

3.Родданик С.Л. Справочник по котельным малой производительности / С.Л. Родданик, Я.Б. околовский. - М.: Энергия, 1975. - 368с.

4.Роддатис К.Ф. Котельные установки: учеб. пособие / Роддатис К.Ф.

-М.: Энергия, 1977. - 432с.

5.Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче / Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. - М.: Энергия, 1980. - 232с.

Воронежский государственный технический университет

30