Материал: Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах. труд. ФГБОУ В.О., Воронежский г.т.и

Литература

1.Шершнева, Л. П. Проектирование швейных изделий в САПР: Учебное пособие / Шершнева Л.П., Сунаева С.Г. - Москва :ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-

М, 2016. - 288 с.

2.Гетманцева В.В., Андреева Е.Г. Обобщенная модель процесса параметрического проектирования одежды//В сб. Междунар. науч.-техн. симпозиума «Современные задачи инженерных наук». - М.: РГУ им. А.Н.

Косыгина. - 2017. - С.86-90

3.Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011612237 Распознавание художественного эскиза модели одежды/Е.Г. Андреева, В.В. Гетманцева, Н.Г. Мурашова, И.Б. Разин; правообладатель: МГУДТ; зарег.

17.03.2011

4.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2007613734 Eleаndr-конструктор/Мартынова А.И., Гетманцева В.В., Андреева Е.Г.; правообладатель: АНО «Научно-технический центр дизайна и технологий»; заявл 05.07.2007; зарег. 31.08.2007 г.

5.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2007615072 Eleandr-КМ/Мартынова А.И., Андреева Е.Г., Гетманцева В.В.; правообладатель АНО «Научно-технический центр дизайна и технологий»;

заявл 11.10.2007; зарег. 06.12.2007г.

6.Официальный сайт Artec3D. Применение и 3D-сканы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.artec3d.com/ru/cases

7.Fagus GreCon [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.fagus-grecon.com/en/

Российский государственный университет им. А. Н. Косыгина, г. Москва

УДК 004.4

Е. Г. Егоров С. Я. Егоров

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА МНОГОХОДОВОГО КОЖУХОТРУБЧАТОГО

ТЕПЛООБМЕННИКА

Автоматизация процессов расчета и подбора оборудования популярное направление в программировании. Существует множество программ баз данных и библиотек с технической документацией по проектированию и расчету многоходовых теплообменных аппаратов. Использование программ для подбора теплообменника, позволяет ускорить процесс создания теплообменника за счет ускорения и упрощения процесса конструирования

25

аппарата. Ниже приведены примеры программ для расчета теплообменного оборудования разного типа.

Программа Heat Exchangers Design [1]. Основная задача данного программного продукта - проведение теплового расчета для нескольких типов теплообменников таких, как «труба в трубе», кожухотрубчатого теплообменника, пластинчатого теплообменника, внутреннего концентрического змеевика емкостного аппарата.

Методика расчета учитывает состояние продукта и теплоносителя в аппарате в течение времени, предлагая различные условия. Тепловой расчет использует методику описанную в литературе [2, 3]. Нахождение поверхности теплообмена проходит в несколько этапов. В результате определяется тепловая нагрузка, тепловой баланс расхода теплоносителя, площадь поверхности теплообмена, коэффициент теплоотдачи продукта и теплоносителя, температура стенок и поверхность теплообмена. В процессе расчета делается предварительный выбор теплообменника.

Программа "НХП Теплообменник" [4]. Разработана ООО

"НефтеХимПрограм" совместно с ООО "Научнопроизводственное объединение “НефтеХимПроект”. Разработана специально для проектирующих организаций.

Выполняет автоматический подбор подходящего теплообменного аппарата в каталоге стандартного оборудования, по указанным пользователем исходным данным.

Рассмотренные программные продукты подбирают оборудование на основе теплового расчета. Для расчета используются классические методы, стандартная задача решается путем усреднения значений температуры по длине аппарата. Это ведет к неточности результатов вычислений.

Повысить точность вычислений можно, используя методику выделения элементарных областей [5]. Эта методика основана на классических методах теплового расчета, но совершенствуется за счет выделения элементарной области. Таким образом, получают достоверные значения теплофизических характеристик теплоносителей.

Элементарная область представляет собой область длиной х вдоль оси аппарата, в пределах которой температурное поле одномерно, температура теплоносителей не меняется перпендикулярно оси аппарат, изменения происходят вдоль поверхности теплообмена. Элементарная область рассматривается на примере кожухотрубчатого теплообменника, работающего в стационарном температурном режиме. Программа расчёта должна учитывать теплофизические характеристики для стационарного и нестационарного температурного режима.

Методика расчета предполагает, что теплофизические свойства теплоносителей не изменяются по длине элементарной области. Важной характеристикой элементарной области является температурное поле, это совокупность температурных полей элементов аппарата. Расчет поля разделен

26

на этапы, расчет части этапов проводится в итерационном режиме. Алгоритм расчета включает следующие шаги:

1. Находим средние температуры теплоносителей для элементарной области.

Автоматизированный расчет элементарных областей упрощает процесс вычисления. Дополнительный расчет для разных условий состояний сред в виде процедур, добавит гибкости решению задач теплообмена. Процедуры выполняют расчет для условий:

-фазовый переход в теплоносителях не происходит;

-один из теплоносителей конденсирует;

-испарение одного теплоносителя;

-фазовый переход обоих теплоносителей.

Программа учитывает разное состояния сред внутри аппарата во время процесса теплообмена, это расширяет точность значений для различных сред.

Расчет с использованием элементарных областей позволяет точнее находить значения теплофизических характеристик теплоносителей в любой точке аппарата и на выходе из аппарата. Данная методика применима к теплообменникам «труба в трубе», одноходовым с прямоточным и противоточным движением теплоносителей, многоходовых теплообменных аппаратах с числом ходов три, четыре и более раз, к аппаратам U-образными трубами. Классические методики не позволяют получить точные данные теплофизических характеристик на выходе из теплообменного аппарата с большим числом ходов, зачастую такие данные можно получить в результате

27

экспериментов, что является трудозатратным и дорогим способом. Автоматизация метода расчета упрощает работу инженера при проектировании теплообменного аппарата, сокращает сроки проектирования. Дает возможности моделировать различные условия работы аппарата его характеристик, характеристики теплообмена.

Литература

1.Программа расчета теплообменников [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.170514.tstu.ru/ios/index.php?id=134 (дата обращения 23.02.2020).

2.Борисов, Г. С. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию [Текст]: / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. –

М.: Химия, 1991. – 496 с.

3.Романков, П. Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи) [Текст]: Учеб. пособие для вузов / П. Г.Романков, В. Ф. Фролов, О. М Флисюк. - 2-е изд., испр. - СПб.: ХИМИЗДАТ,

2009. - 544 с. - ISBN 978-5-93808-165-9.

4.Программа расчета и подбора теплообменного оборудования

[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://nhp-soft.ru/soft/programs/he/, (дата обращения 23.02.2020).

5.Туголуков, Е. Н. Математическое моделирование термонагруженных процессов и аппаратов многоассортиментных химических производств. [Текст]

/Е. Н. Туголуков. – Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2003. – 100 с.

Тамбовский государственный технический университет

УДК 519.87

А. А. Бирюкова, С. Е. Емельянова

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОЦЕНКЕ РИСКОВ ИННОВАЦИОННОЙ ПРАКТИКИ ПРЕДПРИЯТИЙ

Российские производственные предприятия работают в сложной экономической и геополитической обстановке, поэтому инновации и процесс импортозамещения не ограничены только технологическими вопросами.

Анализируя современный потребительский рынок, необходимо отметить, что новый продукт на рынке будет иметь спрос в том случае, если превосходит аналоги своей полезностью или удовлетворяет новые потребности, которые предлагаемые на рынке товары удовлетворить не могут.

28

Производители, как субъекты инноваций, получают экономическую выгоду в виде инновационной маржи в стоимости инновационного продукта, которая представляет собой ключевой источник окупаемости вложений [2].

В отличие от других процессов в экономике, инновационная деятельность сопряжена с высоким риском и значительными инвестициями. Это означает, что эффективное принятие решений невозможно без моделирования инновационного процесса с учетом его специфики и влияния на управление экономическими процессами в производстве.

Для построения модели оценки риска инновационной деятельности предприятия используем экономико-математическую теорию двойственных задач Л. В. Кантаровича, в соответствии с которой каждой исходной задаче линейного программирования на максимум соответствует сопряженная задача на минимум, полученная из исходной путем определенных преобразований [3].

Исходную задачу можно интерпретировать как задачу максимизации результата использования в производственном процессе ограниченных ресурсов, а двойственную как задачу минимизации расходов на ресурсы путем поиска оптимальных цен ресурсов при заданных ограничениях на отдачу (доход) от их использования [1].

Начало инновационной деятельности предполагает стратегическое планирование и регламент бюджета. Для каждого вида инноваций устанавливают лимит инвестиционных вложений, рассчитывают предполагаемую доходность и окупаемость инвестиций.

Оптимальной является стратегия, которая формирует портфель инноваций, обеспечивающий предприятию максимальный рост стоимости за период инновационного процесса. Экономико-математическая модель имеет вид:

כ ǤǤǤ כ

где xi – размер инвестиций по направлениям инновационной деятельности;

rn – плановый доход по направлениям инновационной деятельности; L – лимит общего размера инвестиций;

х – лимит инвестиционных вложений по направлениям инновационной деятельности.

Риск в инновационной деятельности связан с высокой степенью неопределенности, в условиях которой производственные предприятия должны принимать решения об инвестициях [4]. При формировании оптимального портфеля инноваций необходимо ввести «плату за риск» в стоимость финансовых ресурсов по направлениям инновационной деятельности.

29