Индивидуальные студенческие работы


Автореферат диссертации по процессам и аппаратам

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете имени Д. Менделеева на кафедре кибернетики химико-технологических процессов. Академик Российской Академии диалектико-системных исследований, доктор технических наук, профессор Дорохов H. Московский государственный университет прикладной биотехнологии. Ученый секретарь диссертационного совета. Непрерывно возрастающие потребности народного хозяйства в искусственном холоде привели к тому, что холодильные установки стали крупными потребителями энергии.

Расход энергии на производство холода становится соизмеримым с потреблением энергии основными технологическими процессами. Поэтому проблема экономии энергии, расходуемой в холодильных установках, является весьма актуальной. Автореферат диссертации по процессам и аппаратам актуальна эта проблема для пищевой и перерабатывающей промышленности Вьетнама.

Во Вьетнаме холодильное оборудование работает в условиях тропического климата, что значительно осложняет работу холодильных установок. Положение усугубляется высокой стоимостью электроэнергии, ее нехваткой, перерывами в ее подаче и потреблении. При оптимизации холодильных установок автореферат диссертации по процессам и аппаратам применяют традиционный технико-экономический подход, например, метод минимизации приведенных затрат.

В классической постановке задача оптимизации режима работы холодильной установки сводится, в конечном счете, к определению температурных напоров в теплообменных аппаратах охлаждающей и охлаждаемой сред, которые обеспечивают минимум приведенных затрат. Однако с помощью традиционного технико-экономического подхода трудно определить стоимость холода, вырабатываемого при разных температурах, то есть этот подход не позволяет учитывать "качество" производимого холода.

Поэтому данное исследование, направленное на усовершенствование традиционных технико-экономических расчетов холодильных установок, работающих в осложненных климатических условиях, с использованием понятия эксергии и термоэкономического подхода является актуальным.

Данный элемент включен в следующие коллекции

Исходя из идеи термоэкономического подхода разработать методику построения термоэкономической модели одноступенчатой холодильной установки, установить автореферат диссертации по процессам и аппаратам модели и выполнить оптимизацию при условии независимости друг от друга оптимизирующих переменных и без учета теплофизических характеристик охлаждаемого продукта. Разработать математическую модель двухступенчатой холодильной установки с учетом взаимозависимости оптимизирующих переменных и теплофизических характеристик замораживаемого продукта и выполнить оптимизацию процесса замораживания при этих условиях.

Для условий тропического климата Вьетнама выдать рекомендации по модернизации и оптимизации морозильных аппаратов в рыбной промышленности Вьетнама и разработать блок-схему алгоритма оптимального проектирования морозильных аппаратов для рыбной промышленности Вьетнама. Дан анализ особенностей термоэкономического подхода к моделированию и оптимизации систем холодильной техники, показаны его преимущества перед технико-экономическими методами оптимизации и подчеркнута его перспективность для оптимизации режимов эксплуатации существующих холодильных установок и проектирования новых.

Разработана, исходя из идеи термоэкономического подхода, математическая модель одноступенчатой холодильной установки, доказана ее адекватность реальному холодильному процессу и подготовлены на базе созданной модели предпосылки для оптимизации одноступенчатых холодильных установок. Построена термоэкономическая модель двухступенчатой холодильной установки с учетом теплофизических характеристик охлаждаемого и замораживаемого продукта, на основе построенной математической модели разработан метод и алгоритм расчета процесса замораживания пищевых продуктов, а также его оптимизация.

На основе разработанной математической модели поставлена и решена задача оптимизации режимов работы одноступенчатой и автореферат диссертации по процессам и аппаратам холодильной установки. Определены пути и разработаны конкретные меры повышения термоэкономической эффективности одноступенчатых и двухступенчатых холодильных установок, действующих в условиях тропического климата Вьетнама.

Полученные рекомендации по выбору оптимальных режимов эксплуатации использованы на действующих установках рыбного холодильника Сайгонского порта. Разработанные модели оптимального проектирования холодильных установок рекомендованы для создания инструкций по проектированию таких установок для условий Вьетнама.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована автором теоретически на основе применения эксергетической концепции и метода термоэкономики автореферат диссертации по процессам и аппаратам моделирования и оптимизации процессов и аппаратов холодильных установок в пищевой и перерабатывающей промышленности Вьетнама, а также экспериментально проверена на холодильных установках замораживания морских продуктов Сайгонского порта.

Отдельные положения выполненного исследования были изложены в докладах, представленных на международной конференции по математическому моделированию процессов и аппаратов химической и пищевой промышленности г. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и основных выводов. Работа содержит 247 страниц машинописного текста, 32 рисунка и 15 таблиц.

Список литературы включает 170 наименований.

Во введении обоснована актуальность, научная новизна, практическое значение работы. Приводится краткая характеристика объекта исследования. Определены цели и задачи работы, а также приведена общая схема этапов и направлений разработки термоэкономического подхода к анализу, моделированию и оптимизации процессов и аппаратов холодильной техники.

  • Dudukovic, Faical Larachi, Patrick L;
  • Исследование и разработка пневмомеханического способа гашения флотационных пен;
  • Поле центробежных сил можно создавать различными способами, например, за счет вращения корпуса аппарата.

В первой главе дан анализ современного состояния проблемы моделирования й оптимизации холодильных установок. В настоящее время на основе математического моделирования процессов, происходящих в отдельных подсистемах, узлах и элементах холодильных установок, широко проводятся оптимизационные расчеты конструктивных и режимных параметров отдельных узлов и автореферат диссертации по процессам и аппаратам.

Таким расчетам посвящены работы многих исследователей Гоголин A. Многие работы посвящены технико-экономическому подходу к оптимизации работы холодильной установки как энерго- технологической системы. Наличие двух конкурирующих факторов капитальные затраты и энергетические расходы предопределяют выбор критерия оптимальности в виде годовых приведенных затрат.

Данный критерий в различных его вариациях положен в основу оптимизации холодильных установок многими авторами Кан К. Однако традиционный технико-экономический подход не позволяет учесть стоимость "качество" производимого холода при разных температурах, он не может быть использован при сезонных колебаниях температуры окружающей среды, температуры охлаждаемого объекта и переменной потребности в холоде.

  • Проблема переработки изношенных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира;
  • Это позволило увеличить угол раскрытия факела за счет увеличения тангенциальной составляющей скорости а сопловой канале;
  • The Science and Technology of Fuel and Energy;
  • В результате были получены следующие значения постоянных коэффициентов уравнения 19;
  • Теплофизические свойства веществ справочник.

В связи с этим появились отдельные работы по использованию термоэкономического подхода, основанного на обобщенной термоэкономической характеристике холодильного агрегата - эксергии Бродянский В.

Именно этот подход в данной работе положен в основу оптимизационных расчетов холодильного оборудования, функционирующего в условиях тропического климата Вьетнама. Вторая глава посвящена разработке математических моделей холодильных установок на основе термоэкономического подхода: Для построения математических моделей и оптимизации холодильных установок принят за основу метод термоэкономического анализа, базирующегося на одновременном учете термодинамических и экономических факторов.

Основным носителем информации о состоянии системы при этом подходе является обобщенная термодинамическая функция - эксергия.

В настоящее время существуют два пути термоэкономического анализа Автореферат диссертации по процессам и аппаратам с использованием понятия эксергии: Преимущество второго подхода очевидно, так как он позволяет поэлементно гибко, дифференцировано избирательно осуществлять мероприятия по реализации оптимальных режимных и конструктивных параметров технологического агрегата.

Однако цель двух вышеупомянутых подходов общая: Для этого все потоки эксергии выражаются через стоимость, что позволяет сопоставить различные виды преобразования эксергии, то есть потери эксергии и стоимость технических мероприятий, направленных на уменьшение этих потерь. В наиболее общей форме термоэкономический критерий имеет вид: В частном случае для одноцелевой холодильной установки при замораживании одного продукта конкретного типа и при фиксированной производительности установки общий критерий оптимальности 1 принимает вид: Остальные составляющие общей стоимости эксплуатации холодильной установки можно считать постоянными, пренебрегая их изменением как незначительным.

Однако часто множество оптимизирующих переменных расширяют, вводя такие переменные, как температура кипения насыщенного хладоносителя в промежуточном сосуде; скорость движения воздуха в воздухоохладителе и др. При этом один из возможных путей решения задачи состоит в исключении промежуточных переменных и решении задачи на безусловный экстремум, что не всегда удается осуществить из-за сложности взаимосвязей между переменными.

Другой путь состоит в структурной декомпозиции холодильного агрегата на ряд последовательно соединенных автореферат диссертации по процессам и аппаратам с введением внутренних промежуточных потоков эксергии между зонами в отличие от ранее упомянутых внешних потоков эксергии. При этом учитывают потери, возникающие в процессе передачи и преобразования эксергии в отдельных элементах установки, что позволяет выявить наиболее автореферат диссертации по процессам и аппаратам места в технологическом процессе, а также определить экономические затраты, связанные с потреблением электроэнергии и воды, реновацией и ремонтом элементов установки.

При указанном подходе анализируются внутренние изменения, происходящие с основным потоком эксергии от точки ввода его в систему до получения конечного полезного эффекта. Это позволяет представить термоэкономическую модель холодильной установки в автореферат диссертации по процессам и аппаратам ряда последовательно соединенных зон. Принципиальная схема одноцелевой одноступенчатой компрессорной холодильной установки с воздушным охлаждением приведена на рис.

Исходя из конструктивных особенностей установки и ее энергетического оформления, ее можно представить в виде трех последовательно соединенных зон: Согласно такой декомпозиции структурная схема термоэкономической модели одноступенчатой холодильной установки примет вид, показанный на рис.

Во Вьетнаме принята многотарифная система оплаты за электроэнергию в зависимости от времени суток. Пусть автореферат диссертации по процессам и аппаратам - время действия тарифа на электроэнергию в течение 1-го промежутка суток, тогда ЗбООп есть время действия 1-го тарифа в течение года.

В обозначениях схемы на рис. В работе построена термоэкономическая модель установки рнс.

  • Основы учения о теплообмене;
  • Перспективы использования компрессионных теплонасосных установок;
  • Для етого формулируется задача минимизации среднеквадратичных отклонений расчетных данных от ркспериментальных-;
  • Разработан инженерный метод расчета вихревых многофункциональных аппаратов и алгоритм его реализации.

Проверка автореферат диссертации по процессам и аппаратам математической модели проводилась путем сравнения значений потребляемой электроэнергии за один час работы установки в установившемся режиме, полученных расчетным путем, и фактических показателей холодильной установки Сайгонского порта.

Принципиальная схема одноступенчатой холодильной установки: После установления адекватности модели 5 она использовалась для поиска оптимального режима работы установки на основе критерия оптимальности 4.

Ввиду того, что в качестве оптимизирующих переменных использовались две независимые переменные - температурные напоры в охладителе 0О и конденсаторе 9к, то для решения задачи оптимизации оказалась достаточно использовать прямой метод поиска экстремума по деформируемому многограннику - метод Недлера-Мида.

Выполненное моделирование и оптимизация одноступенчатой холодильной установки являлось первым этапом на пути к решению более сложной задачи моделирования, оптимизации и оптимального проектирования двухступенчатых холодильных установок с учетом теплофизических свойств замораживаемого продукта.

Файлы в этом документе

В этих установках для достижения большой разности между температурами конденсации испарения необходимо значительно повышать степень сжатия, что снижает объемный коэффициент полезного действия компрессора.

Кроме того, увеличение степени сжатия паров хладоагента повышает их температуру и может вызвать разложение паров. Принципиальная схема 2-х ступенчатой холодильной установки отличается от схемы на рис.

  1. ГОСТ 3900-85 Нефть и нефтепродукты. Измерение коэффициента теплоотдачи между пенно-вихревым слоем и торцевой поверхностью 2.
  2. Предложена оригинальная методика измерения скорости распространения малых возмущений газосодержания и впервые получена вкспериментальная зависимость этой скорости от величины среднего газосодержания в пузырьковом потоке.. Построена математическая модель изолирующего дыхательного аппарата с учетом процессов взаимосвязанного массо- и теплопереноса.
  3. В настоящее время существуют два пути термоэкономического анализа ТЭА с использованием понятия эксергии.
  4. Существуют несколько технологий переработки изношенных шин. Выводы по третьей главе Глава 4.
  5. В данной диссертационной работе рассматриваются вихревые аппараты, в которых закрутка потока осуществляется через боковую поверхность. Возможные области применения указанных аппаратов достаточно широки от камер орошения в системах увлажнения или кондиционирования воздуха до утилизаторов теплоты отработанной нагретой паровоздушной смеси и мокрых пылеуловителей.

Термоэкономическая модель установки аналогично рис. Структура критерия оптимальности и системы уравнений математической модели аналогичны виду 4 и 5.

VK
OK
MR
GP