Принципы построения математических моделей конструктивных элементов теплообменного оборудования

Под математической моделью теплоэнергетического оборудование по­нимается совокупность уравнений, условий и ограничений, принятых для описания физических процессов в теплообменном аппарате, из которых одна часть отражает условия совместной работы основных узлов и эле­ментов, а другая представляет собой описание их свойств и харак­теристик.

Математические модели ТА используются для решения широ­кого круга задач: т.е целью ММ может являться выполнение проектного, теплового расчета ТА, определение всех основных параметров и характеристик, иследование работы ТА на частичных нагрузках.

Основные требования, предъявляемые к математическим моде­лям ТА следующие:

адекватность (или точность) реальному объекту - свойство, отра­жающее степень совпадения расчетных и реальных результатов;

экономичность - затраты времени (быстродействие);

надежность - свойство, отражающее сходимость к результату в широком диапазоне исходных данных и при различных постанов­ках задач;

универсальность - возможность применения к однотипным объ­ектам без существенной переработки модели;

модульная структура построения модели, позволяющая заменять, добавлять или совершенствовать отдельные ее части без нарушения общей системы. Структура модели в целом должна соответствовать делению.

ММ ГТУ основывается на законах сохранения энергии и законе сохранения массы, также при построении ММ можно допустить, что объект энергоизолирован с окружающей средой.

Универсальная математическая модель ТА будет содержит следующие основные группы уравнений: тепловой баланс, уравнение теплопередачи, среднелогарифмический температурный напор

Приведенные уравнения необходимо дополнить уравнениями, отражающими особенности ТА (схемой тока) и выбрать метод расчета ТА к примеру (Метод, основанный на использовании характеристикиε - N)

В качестве неизвестных (варьируемых переменных), которые определяются в результате решения системы, обычно выбирают: Параметры рабочих сред на выходе и тепловую нагрузку ТА.

Необходимо определиться со взаимосвязями и входными и выходными потоками

Т.е Если рассмотреть сетевой подогреватель взаимосвязями будут вода и пар. Входными параметрами является расход, температура и давления сетевой воды и греющего пара.

При разработке математических моделей и системы моделирования более сложных ТА также могут быть использованы иерархический, объектно-ориентированный, модульный, принцип декомпозиции и композиции.

К примеру, при расчете КУ будут последовательно рассчитываться пароперегреватель, испаритель и экономайзер. И результаты будут передаваться вышестоящему элементу.

Очевидно, что число варьируемых переменных должно быть равно числу уравнений, чтобы система была замкнутой.

Вычислительный процесс организован таким образом, что, за­дав начальные значения варьируемых переменных, можно провес­ти вычисления всех параметров рабочего процесса и получить не­вязки всех уравнений. Затем стандартными методами формального поиска неизвестные изменяются до тех пор, пока невязки уравне­ний (или сумма невязок в квадрате) не снизятся до определенного заданного малого значения. Расчет рабочего процесса при найден­ных значениях неизвестных дает окончательное значение интере­сующих параметров ТА.

Дата добавления: 2014-01-03