Материал: Тепломассообменное оборудование предприятий. лабораторный практикум. Портнов В.В., Майоров В.В

ла Прандтля для воды PrВ и PrСТ в зависимости от средней температуры воды и плотности теплового потока QF0 , затем

∆t и далее все комплексы, входящие в уравнение целевой функции (1.37). После этого выбираются: начальное значение

скорости движения воды W0 и изменение этой величины ∆W0 .

Следующий блок алгоритма предназначен для решения методом бисекции уравнения первой производной целевой функции, правая часть которого равна нулю (необходимое условие поиска экстремума функции одной переменной):

+Э (1,6K3W−2,6 −0,8K2W−1,8 )= 0,

Результатом работы этого блока является вычисление величины оптимальной скорости WОПТ .

По WОПТ определяются расчетные: площадь поверхности теплообмена подогревателя FР и температура стенки теплообменной трубы tСТР . Затем производится сопоставление расчетного значения температуры стенки с предварительно выбраннымt0СТ . Если совпадения между этими величинами с

заданной точностью нет, то за начальное значение температуры стенки принимается полученная расчетная величина и цикл вычислений повторяется, начиная с вычисления нового

значения величины PrСТ .

25

Рис. 2. Вкладка «Расчет» интерфейса программы

Оптимальная скорость движения воды при заданной длине трубок в аппарате обеспечивается выбором числа ходов в подогревателе и числом трубок в каждом ходе. Для вычисления числа ходов Z и длины трубок l организуется итеративный цикл до тех пор, пока с заданной точностью не будут

согласованы между собой оптимальная скорость WОПТ , температура стенки tСТ и длина труб l. В заключение вычисляется минимальное значение годовых приведенных затрат ЗГОД ,

соответствующее найденной оптимальной скорости движения воды WОПТ .

26

Рис. 3. Вкладка «Результат» интерфейса программы

На основе описанного алгоритма разработана для ПК программа расчета оптимального варианта горизонтального пароводяного подогревателя.

На рис. 2 и 3 представлен интерфейс программы. Программа позволяет провести и сохранить результаты расчетов для пяти вариантов изменения одного из входных параметров.

Вкладка «Расчет» (рис. 2) состоит из двух колонок: в левой перечислены исходные данные для расчета, в правой – результаты текущего расчета.

Вкладка «Результат» (рис. 3) содержит результаты предыдущих пяти вариантов расчетов.

В табл. 2 приведено соответствие переменных в программе и их значение в формулах.

27

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. По рис. 1 и стенду в лаборатории рассмотреть устройство горизонтального пароводяного подогревателя типа ХВ-760.

28

2.Изучить конструкцию его корпуса, межтрубного пространства, трубного пучка, торцевых водяных камер, штуцеров для подвода пара и воды, дренажных и продувочных патрубков, устройств для подключения измерительных приборов (особое внимание уделить компоновке трубного пучка).

3.Ознакомиться с гидравлической схемой движения нагреваемой воды в трубном пространстве и водяных камерах аппарата.

4.Используя справочную литературу рассмотреть возможные материалы для изготовления основных деталей аппарата.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1.Согласно теоретическому и практическому заданию изучить конструкции кожухотрубных ТОА, основы оптимизации и состав и работу программы для оптимизационного расчета ТОА ХВ-760.

2.По данным табл. 3 подготовить исходные данные для расчета на ПК оптимального варианта подогревателя для нормального режима работы. По программе произвести на ПК тепловой расчет подогревателя для номинальных условий его работы. Сравнить полученные расчетные значения площади поверхности теплообмена с фактической. Научно объяснить причины расхождения этих величин.

3.Получить у преподавателя наименование и диапазон

изменения конкретного внешнего фактора ϕ , влияющего на

оптимальные параметры подогревателя, шаг изменения заданной величины.

По программе произвести на ПК расчеты по определению влияния изменения конкретного внешнего фактора ϕ на

величину оптимальной площади поверхности теплообмена, м2, и величину годовых приведенных затрат, р./год.

29