Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Министерство науки и образования молодежи и спорта Украины

Украинский государственный химико-технологический университет

Кафедра Энергетики

Курсовая работа

по курсу: ”Оптимизация тепломассообменных процессов и установок”

на тему: ”Термоэкономическая оптимизация газового испарителя”

Швачич С.В.

Днепр 2018



Задание

Определить оптимальные характеристики газового испарителя для получения М = 6 кг/с сухого насыщенного пара при температуре t_снп = 135?C. Считаем, что испаритель представляет собой одноходовой кожухотрубчатый теплообменник, в межтрубное пространство которого подаётся насыщенная жидкость с температурой t_нж = 135?C, а в трубах движется газ, снижающий свою температуру от t_1н = 800?C до t_1к= 350?C. Сформулировать и решить задачу оптимизации с использованием ПЭВМ. Программу оформить в виде стандартной процедуры, проанализировать полученные результаты, построить необходимые графические зависимости.



Реферат

В данной курсовой работе, с помощью метода поочередного изменения переменных (Гауса-Зейделя), проведено расчёты оптимальной скорости и температуры газа, при каких суммарные приведенные затраты принимают минимальные значения.

В работе встречаются следующие слова:

- теплообменник;

- температура;

- скорость;

- теплопередача;

- затраты.

Курсовая работа содержит: 28 страниц, 3 приложения

газовый испаритель теплообменник пар



Содержание

Введение

1.Описание объекта оптимизации

2.Постановка задачи оптимизации

3. Математическая постановка задачи

4.Выбор метода решения

5.Алгоритм реализации программы

Выводы

Список использованной литературы

Приложение №1

Приложение №2

Приложение №3



Введение

Развитие силовых установок во всех областях техники в настоящее время характеризуется резким увеличением мощности в одном агрегате, повышением эффективного КПД установок. Успешное решение этих задач не возможно без усовершенствования теплообменных аппаратов.

Теплообменный аппарат-это устройство, в котором осуществляется процесс передачи тепла от одного теплоносителя (рабочей среды) к другому.

Поверхностные теплообменники разделяются на:

- Рекуперативные (рекуператоры);

- Регенеративные (регенераторы).

В теплообменных аппаратах передача тепла от одной среды к другой обусловлена тремя составляющими теплообменного процесса: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. Наибольшее значение для эффективной работы теплообменного аппарата имеет конвективный теплообмен, или теплоотдача, которая осуществляется при совокупном и одновременном действии теплопроводности и конвекции.

В зависимости от назначения аппараты используют как нагреватели, охладители, конденсаторы, испарители, деаэраторы, пароперегреватели, дистилляторы и т.п.Процессы теплообмена осуществляются в теплообменных аппаратах различных типов и конструкций. Теплообменники по способу передачи теплоты подразделяют на поверхностные и смесительные, а поверхностные - на рекуперативные и регенеративные[3].



1.Описание объекта оптимизации

Рекуперативными называют теплообменники, в которых теплообмен между теплоносителями происходит через разделяющую их стенку.

В зависимости от конструктивного выполнения поверхности теплообмена рекуператоры бывают: типа "труба в трубе", кожухотрубные, двухтрубные, змеевиковые, спиральные, оросительные, специальные.

Кожухотрубные теплообменники получили наибольшее распространение.

Они появились в начале ХХ века в связи с потребностями тепловых станций в теплообменниках с большой поверхностью, таких, как конденсаторы и подогреватели воды, работающие при относительно высоком давлении. Кожухотрубные теплообменники применяются в качестве конденсаторов, подогревателей и испарителей. В те же годы началось широкое промышленное применение кожухотрубных теплообменников в нефтяной промышленности.

Для эксплуатации в тяжелых условиях потребовались нагреватели и охладители массы, испарители и конденсаторы для различных фракций сырой нефти и сопутствующих органических жидкостей.

Теплообменникам часто приходилось работать с загрязненными жидкостями при высоких температурах и давлениях, и поэтому их необходимо было конструировать так, чтобы обеспечить легкость ремонта и очистки. В настоящее время их конструкция в результате специальных разработок с учетом опыта эксплуатации стала намного более совершенной [4].

С годами кожухотрубные теплообменники стали наиболее широко применяемым типом аппаратов. Это обусловлено, прежде всего, надежностью конструкции, большим набором вариантов исполнения для различных условий эксплуатации, в частности:

· однофазные потоки, кипение и конденсация по горячей и холодной сторонам теплообменника с вертикальным или горизонтальным исполнением;

· диапазон давления от вакуума до высоких значений;

· в широких пределах изменяющиеся перепады давления по обеим сторонам вследствие большого разнообразия вариантов;

· удовлетворение требований по термическим напряжениям без существенного повышения стоимости аппарата;

· размеры от малых до предельно больших (5000 м²);

· возможность применения различных материалов в соответствии с требованиями к стоимости, коррозии, температурному режиму и давлению;

· использование развитых поверхностей теплообмена как внутри труб, так и снаружи, различных интенсификаторов и т.д.;

· возможность извлечения пучка труб для очистки и ремонта.

В технике, в частности и в теплоэнергетике, тоже весьма широко применяются различные поверхностные теплообменные аппараты. Поэтому задача оптимизации теплообменников, позволяющая достигнуть снижения расхода металла на поверхность теплообмена или уменьшить затраты мощности на прокачку теплоносителя, является актуальной и имеет существенное народнохозяйственное значение.

В кожухотрубных теплообменниках теплообмен интенсифицируется увеличением скорости теплоносителей (путем установки в межтрубном пространстве поперечных перегородок и создания несколько ходов для теплоносителя, движущегося по внутритрубному пространству) или же увеличением температурного напора между греющим и нагреваемым теплоносителями (путем увеличения температуры греющего теплоносителя) [5].



2.Постановка задачи оптимизации

Задача оптимизации заключается в отыскании оптимальных значений скоростигазаw₁ и температурного напора t, которые бы обеспечивали минимальные приведенные затраты (являющиесякритериемоптимальности):

Z_?=Z_Ф+Z_N+Z_A,

Где Z_Ф-затраты на греющий теплоноситель, которые зависят от температуры газа. Чем больше t, тем больше Z_Ф,но тем меньше поверхность теплообменника A; Z_N- затраты на электрическую энергию, которые зависят отскоростигазаw₁. С увеличением скорости затраты увеличиваются, но уменьшается теплообменная поверхность - А.

Z_A- затраты на поверхность теплообменника, онизависят от Z_Ф иZ_N. Если Z_ФиZ_N увеличиваются, то Z_A уменьшается.

3.Математическая постановка задачи

Решение задачи оптимизации получаем с уравнения теплового баланса и уравнения теплопередачи.

Тепловой баланс для кожухотрубного испарителя записывается в виде:



Q₁=Q₂+?Q,

где

Q₁=G₁c1(t₁-t₁) - количество теплоты, отданное горячим теплоносителем;

Q₂= G₂ c1(t₂-t₂) - количество теплоты, воспринятое холодным теплоносителем;

?Q - потери тепла в окружающую среду;

G_1, G₂ - массовые расходы горячего и холодного теплоносителей, кг/с;

c₁, c₂ - теплоемкости теплоносителей, Дж/(кг*с);

t₁, t₁ - начальная и конечная температуры газа, є С;

t₂, t₂ - начальная и конечная температуры насыщенного пара, є С.

Уравнение теплопередачи имеет вид:

Q=k·F·t,

где

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•є С);

F - площадь поверхности теплообменника, м²;

t - температурный напор, є С.

4.Выбор метода для решении задачи оптимизации

Для решения поставленной задачи применяем метод Гауса-Зейделя, который относится к безградиентным методам поиска экстремума. Данный метод используем потому, что он предусматривает поочередное нахождение частных экстремумов целевой функции, то есть задачу по нахождению минимума, которую рассчитывают в несколько этапов, объединенных в цикл.

Метод Гауса-Зейделя сводиться к изменению в произвольной последовательности значения оптимизирующих переменных. Изменение каждой переменной проводиться пока не будет достигнуто экстремальное значение критерия оптимальности. После достижения оптимума по данной переменной, начинается варьирование следующей переменной.

Недостатком метода является трудность поиска при наявности ограничений на значения оптимизирующих переменных, или при наявности оврагов оптимизируемой функции. Оврагом называется особенность целевой функции, заключающаяся в том, что функция очень слабо зависит от определенных оптимизируемых переменных.

5.Алгоритм реализации программы

1. Вводим исходные данные.

2. Принимаем минимальное значение приведенных затрат:

Z_min=10⁹.

3. Принимаем минимальное значение приведенных затрат приw₁=w₁^опт для даннойтемпературыt_f1:

Z_s=10⁹.

4. Рассчитываем тепловой поток, передаваемый в теплообменнике:

Ф = m₂r₂.

5. Рассчитываем среднюю температуру газа:

t_f1=0,5(t_1н+t_1к).



6. Рассчитываем среднюю температуру стенки:

t_w=0,5(t_f1+t_f2).

7. Рассчитываем толщину стенки трубок:

д_w=0,5(d_н-d_вн).

8. Обращаемся к подпрограмме РТФС и при температуре t_w определяем число Прандтля Pr_w для газа.

9. Рассчитываем начальный температурный напор в теплообменнике:

?t_исх. = t_f1-t_f2

10. Обращаемся к подпрограмме РТФС и при температуреt_f1

Определяем плотность с₁, теплоемкостьC_p1, вязкостьн₁, число ПрандтляPr₁, теплопроводностьл₁икоэффициентобъемногорасширенияв₁газа.

11. Рассчитываем расход газа:

m₁=

12. Принимаем начальное значение скорости газа:

w₁=1.

13. Рассчитываем живое сечение по ходу газа (газ движется в трубном пространстве):



f₁=.

14. Рассчитываем число трубок и округляем его до ближайшего большего целого значения:

n=

15. Рассчитываем внутренний диаметр корпуса аппарата:

D₀=1,5d_н

16. Рассчитываем живое сечение хода воды:

f₂=

17. Рассчитываем эквивалентный диаметр сечения межтрубного пространства:

d_eкв=

18. Обращаемся к подпрограмме РТФС и при температуреt_f2 для жидкостиопределяемплотностис₂',с₂^”, число Прандтля Pr₂, теплопроводность л₂, давление р₂, теплоемкостьC_p2, коэффициент поверхностного натяжения в₂, вязкостьн₂.

19. Рассчитываем скорость движения воды:



w₂ =

20. Уточняем значение скорости движения воздуха:

w₁=

21. Рассчитываем значение числа Рейнольдса для газа:

Re₁=

22. ВыполняемпроверкуRe₁ > 10⁴ - режим турбулентный

23. Рассчитываем значение критерия Грасгофа :

Gr₁=.

24. Рассчитываем значение критерия Нуссельта для ламинарного режима:

Nu₁=0,15RePrGr.

25. Рассчитываем значение критерия Нуссельта для турбулентного режима:

Nu₁ = 0,15RePr.



26. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи от газа:

б₁=.

27. Рассчитываем значение поверхностной плотности теплового потока:

q = 0,5(q₁+q₂).

28. Рассчитываем приведенную скорость парообразования:

w_* = .

39. Рассчитываем характерный линейный размер:

=.

30. Рассчитываем значение числа Рейнольдса:

Re_*=.

31. Выполняем проверку Re_* > 0,01.

32. Рассчитываем значение критерия Нуссельта для ламинарного режима:

Nu_*=0,0625RePr.



33. Рассчитываем значение критерия Нуссельта для турбулентного режима:

Nu_* = 0,0125RePr.

34. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи при кипении:

б₂ = .

35. Рассчитываем коэффициент теплопередачи:

k= .

36. Рассчитываем температурный напор в теплообменнике:

?t = .

37. Рассчитываем погрешность нахождения ?t:

x= .

38. Выполняем проверку x< 0,01?

39. Выполняем проверку ?t> ?t_исх.

40. Принимаемq₂ = q, если?t> ?t_исх.

41. Принимаемq₁ = q, если?t< ?t_исх.

42. Рассчитываем поверхность теплообменника:



A= .

43. Рассчитываем средний диаметр трубок:

d_ср = 0.5(d_н+d_вн).

44. Рассчитываем длину труб:

L= .

45. Рассчитываем коэффициент трения для газа:

о₁.

46. Рассчитываем коэффициент трения для воды:

о₂.

47. Рассчитываем потери давления по ходу газа:

?P₁ = (о₁).

48. Рассчитываем потери давления по ходу воды:



?P₂ =(о₂).

49. Рассчитываем затраты на электроэнергию на преодоление гидравлических сопротивлений при перекачивании газа:

N₁ = .

50. Рассчитываем затраты электроэнергии на преодоление гидравлических сопротивлений при перекачивании воды:

N₂= .

51. Рассчитываем эксэргию теплового потока:

E_ф= .

52. Рассчитываем годовой расход топлива в парогенераторе для получения эксэргии E_ф:

B= .

53. Рассчитываем годовые затраты на поверхность теплообменника:

Z_A = AC_A.



54. Рассчитываем годовые затраты на электроэнергию:

Z_N = ф(N₁+N₂)C_N.

55. Рассчитываем годовые затраты на топливо:

Z_Ф = BC_B.

56. Рассчитываем суммарные приведенные потери:

Z_? = Z_A+ Z_N+ Z_Ф.

57. ВыполняемпроверкуZ_У<Z_min?

58. Выполняем проверку Z_min<Z_S.

59. Принимаем Z_S= Z_min.

60.Выполняемпроверкуt_f1 <t, где принимаем t = 1200 °C. Еслиt_f1превышаетдопустимую температуру, то выходим из цикла.

61. Принимаем следующее значение температуры газа:

t_f1 = t_f1+дt, (дt = 10°C)

и повторяем расчет с пункта 6.

62. Принимаем Z_min = Z_У .

63. Выполняемпроверкуw₁<w, гдеw. Если скорость газа превышает допустимую, то переходим к следующей температуре, то есть к пункту 60.

64. Принимаем следующее значение скорости газа:

w₁ = w₁+w₁, (w₁ = 1)



и повторяем расчет с пункта 13.

65. Вывод результатов. [1]

6.Блок-схема программы





Выводы

В результате проведенных расчетов было определено, что оптимальная скорость газа составляет 1,97 м/с, а оптимальный температурный напор - 1040°С. Дальнейшее увеличение скорости газа, приведет к резкому увеличению приведенных затрат, что является не рациональным. Дальнейшее увеличение температуры теплоносителя невозможно, поскольку данная температура не должна превышать допустимую, которая равняется 1200 °С. По полученным результатам видим, что при оптимальных значениях скорости газами температурного напора между теплоносителями, суммарные приведенные затраты составляют 265882,9558223574 грн/год.

Правильность полученных результатов мы определяем, сравнивая полученные оптимальные значения скорости и температуры газа, с допустимыми значениями скорости и средней температуры газа для одноходовых кожухотрубных испарителей [1].



Список использованной литературы

Методические указания к курсовой работе „Термоэкономическая оптимизация газового испарителя” по дисциплине „Тепломассообмен”/ Сост. Л.П. Андреев, В.Р. Никульшин, Я.Г. Хандришек. - Одесса : ОПИ, 1990.-16 с.

Лебедев П.Д., Щукин А.А. «Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. Учеб.пособие для энергетических вузов. «Энергия», Москва, 1970.

П.А. Антикайн, М.С.Аронович, А.М.Бакластов “Рекуперативные теплообменные аппараты” М.-Л, Госэнергоиздат, 1982, 230с.

Основные процессы и аппараты химической технологии./ под редакцией Дытнерского Ю.И. - М.: Химия, 1983.



Приложение 1

Список идентификаторов

Tf1dop - допустимая температура газа, °С;

ST - разница температур, °С;

H - КПД насоса;

Hpg - коэффициент использования тепла в парогенераторе;

Lambw - теплопроводность материала трубок, Вт/(м•К);

Tau - работа теплообменника, ч/год;

dW1 - разница скоростей газа, м/с;

W1dop - допустимая скорость газа, м/с;

Cn - стоимость электроэнергии, грн/(КВт•ч);

Fi1, Fi2 - коэффициенты местных сопротивлений;

Tf2 - температура кипения воды, °С;

M2 - расход насыщенного пара, кг/с;

Qnp - низшая теплота сгорания топлива, которая используется для получения газа, мДж/кг;

Ca - годовые затраты на 1 м² поверхности теплообменника, грн/(м²•рік);

T1n, T1k - начальная и конечная температуры газа, °С;

Cv - стоимость топлива, грн/кг;

Dn, Dvn - внешний и внутренний диаметры труб, мм;

P2- давление жидкости при температуре Tf2, МПа;

Prw ,Pr1 - число Прандтля при температуре Tw и Tf1 для газа;

Pr2 - число Прандтля при температуре Tf2 для жидкости;

R2 - теплота испарения, кДж/кг;

Ro1 - плотность газа при температуре Tf1, кг/м³;

Ro21, Ro22 - плотности жидкости при температуре Tf2, кг/м³;

Re1, Rez - число Рейнольдса для газа и жидкости;

Sw - толщина стенки трубок, мм;

dT, dTn - расчётный и начальный температурные напоры в теплообменнике, °С;

dP1, dP2 - потери давления по ходу газа и воды, МПа;

D0 - внутренний диаметр корпуса аппарата, мм;

Dekv - эквивалентный диаметр сечения межтрубного пространства, мм;

F - тепловой поток, что передается в теплообменнике, кДж/с;

F1, F2 - живые сечения по ходу газа и воды, м²;

Nju1 - вязкость газа при температуре Tf1, м²/с;

Nju2 - вязкость жидкости при температуре Tf2, м²/с;

Nu1, Nuz - критерий Нуссельта для газа и жидкости;

Nmal - число трубок;

N1, N2 - затраты электроэнергии на преодоление гидравлических сопротивлений при перекачивании газа и воды, МВт;

Lamb1 - теплопроводность газа при температуре Tf1, Вт/(м•К);

Lamb2 - теплопроводность жидкости при температуре Tf2, Вт/(м•К);

Beta1 - коэффициент объёмного расширения газа, 1/К;

Cp1 -теплоемкость газа при температуре Tf1, кДж/(кг•К);

Cp2 -теплоемкость жидкости при температуре Tf2, кДж/(кг•К);

W1, W2 - скорости движения воздуха и воды, м/с;

Wz - скорость парообразования, м/с;

Gr1 - критерий Грасгофа для газа;

M1 - расход газа, кг/с;

Tf1 - средняя температура газа, °С;

Tw - средняя температура стенки, °С;

Sigm2 - коэффициент поверхностного натяжения воды, Н/м;

Alfa1 - коэффициент теплоотдачи от газа, Вт/(м²•К);

Alfa2 - коэффициент теплоотдачи при кипении, Вт/(м²•К);

Qmal - поверхностная плотность теплового потока, Вт/м²;

Qmal1, Qmal2 -плотности теплового потока, Вт/м²;

Lz - характерный линейный размер, м;

K - коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К);

X - погрешность нахождения dT;

A - поверхность теплообменника, м²;

B - годовой расход топлива в парогенераторе для получения эксэргии Ef, кг/год;

L -длина трубок, м;

Dsr - средний диаметр трубок;

Kof1, Kof2 - коэффициент трения для газа и воды;

Zmin - минимальные приведенные затраты, грн/год;

Zsum - суммарные приведенные затраты, грн/год;

Ef - эксэргия теплового потока, кДж;

Za - годовые затраты на поверхность теплообменника, грн/год;

Zn - годовые затраты на электроэнергию, грн/год;

Zf - годовые затраты на топливо, грн/год.



Приложение 2

Текст программы

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

const

n=25; m=13; n2=27; m2=8;

tab1: array [1..n,1..m] of real = (

(0, 0.000587, 999.9, 0.550, 4.21, 0.130, 1.78, 1.78, -0.63, 75.6, 13.7, 1/206.3, 2501.0),

(10, 0.00118, 999.7, 0.574, 4.19, 0.136, 1.30, 1.306, 0.70, 74.1, 9.52, 1/106.4, 2477.4),

(20, 0.00235, 998.2, 0.594, 4.185, 0.143, 1.0, 1.006, 1.82, 72.6, 7.02, 1/57.83, 2453.8),

(30, 0.00422, 995.7, 0.616, 4.175, 0.148, 0.8, 0.805, 3.12, 71.1, 5.42, 1/32.93, 2430.2),

(40, 0.00735, 992.2, 0.633, 4.175, 0.153, 0.654, 0.659, 3.87, 69.6, 4.31, 1/19.55, 2406.5),

(50, 0.0123, 988.1, 0.647, 4.175, 0.157, 0.549, 0.556, 4.49, 67.7, 3.54, 1/12.05, 2382.5),

(60, 0.0199, 983.2, 0.658, 4.180, 0.160, 0.47 , 0.478, 5.11, 66.2, 2.98, 1/7.680, 2358.4),

(70, 0.0312, 977.8, 0.668, 4.187, 0.163, 0.405, 0.415, 5.70, 64.4, 2.55, 1/5.048, 2333.5),

(80, 0.0473, 971.8, 0.675, 4.195, 0.166, 0.355, 0.365, 6.32, 62.6, 2.21, 1/3.410, 2308.9),

(90, 0.07, 965.3, 0.679, 4.205, 0.167, 0.314, 0.326, 6.95, 60.7, 1.95, 1/2.363, 2283.4),

(100, 0.101, 958.4, 0.682, 4.22, 0.169, 0.282, 0.295, 7.52, 58.8, 1.75, 1/1.674, 2257.2),

(120, 0.199, 943.0, 0.686, 4.254, 0.171, 0.238, 0.252, 8.64, 54.9, 1.47, 1/0.8920, 2202.9),

(140, 0.361, 926.1, 0.684, 4.306, 0.172, 0.201, 0.217, 9.72, 50.7, 1.26, 1/0.5088, 2144.9),

(160, 0.617, 907.4, 0.682, 4.35, 0.172, 0.173, 0.191, 10.7, 46.6, 1.1, 1/0.3069, 2082.2),

(180, 1.0, 886.9, 0.672, 4.42, 0.172, 0.153, 0.172, 11.9, 42.3, 1.0, 1/0.1938, 2014.0),

(200, 1.56, 863.0, 0.661, 4.51, 0.170, 0.136, 0.158, 13.3, 37.6, 0.93, 1/0.1272, 1938.0),

(220, 2.31, 840.3, 0.645, 4.61, 0.166, 0.125, 0.148, 14.8, 33.62, 0.89, 1/0.08602, 1856.2),

(240, 3.34, 813.6, 0.626, 4.76, 0.163, 0.115, 0.141, 16.8, 28.5, 0.87, 1/0.05964, 1764.0),

(260, 4.68, 784.0, 0.605, 4.95, 0.156, 0.106, 0.135, 19.7, 23.7, 0.87, 1/0.04212, 1660.2),

(280, 6.42, 750.7, 0.574, 5.24, 0.146, 0.098, 0.131, 23.7, 19.1, 0.9, 1/0.03010, 1541.6),

(300, 8.57, 712.5, 0.539, 5.75, 0.132, 0.091, 0.128, 29.2, 14.4, 0.97, 1/0.02162, 1403.0),

(320, 11.57, 667.1, 0.505, 6.59, 0.115, 0.085, 0.128, 38.2, 9.81, 1.11, 1/0.01544, 1236.2),

(340, 14.6, 610.1, 0.456, 8.19, 0.0916, 0.077, 0.127, 53.4, 5.66, 1.39, 1/0.01078, 1025.2),

(360, 18.65, 528.0, 0.395, 13.95, 0.0536, 0.067, 0.126, 109.0, 2.02, 2.35, 1/0.006970, 722.6),

(370, 21.0, 450.5, 0.338, 40.4, 0.0186, 0.057, 0.126, 264.0, 0.47, 6.79, 1/0.004958, 439.5));

tab2: array [1..n2,1..m2] of real = (

(-50, 1.584, 1.013, 2.04, 12.7, 4.48, 9.23, 0.728),

(-40, 1.515, 1.013, 2.12, 13.8, 4.29, 10.04, 0.728),

(-30, 1.453, 1.013, 2.2, 14.9, 4.11, 10.8, 0.723),

(-20, 1.395, 1.009, 2.28, 16.2, 3.95, 11.59, 0.716),

(-10, 1.342, 1.009, 2.36, 17.4, 3.80, 12.43, 0.712),

(0, 1.293, 1.005, 2.44, 18.8, 3.66, 13.28, 0.707),

(10, 1.247, 1.005, 2.51, 20.1, 3.53, 14.16, 0.705),

(20, 1.205, 1.005, 2.6, 21.6, 3.41, 15.06, 0.703),

(30, 1.165, 1.005, 2.67, 22.9, 3.30, 16.00, 0.701),

(40, 1.128, 1.005, 2.75, 24.4, 3.13, 16.96, 0.699),

(50, 1.093, 1.005, 2.83, 25.7, 3.04, 17.95, 0.698),

(60, 1.060, 1.005, 2.9, 27.2, 3.00, 18.97, 0.696),

(80, 1.000, 1.009, 3.05, 30.3, 2.83, 21.09, 0.692),

(100, 0.946, 1.009, 3.22, 33.6, 2.68, 23.13, 0.688),

(120, 0.898, 1.009, 3.33, 36.8, 2.54, 25.45, 0.686),

(140, 0.854, 1.013, 3.49, 40.6, 2.42, 27.80, 0.684),

(160, 0.815, 1.017, 3.64, 44.0, 2.81, 30.09, 0.682),

(180, 0.779, 1.021, 3.78, 47.6, 2.21, 32.49, 0.681),

(200, 0.746, 1.025, 3.96, 51.5, 2.11, 34.85, 0.680),

(250, 0.674, 1.038, 4.25, 60.6, 1.91, 40.61, 0.677),

(300, 0.675, 1.040, 4.4, 71.5, 1.75, 48.33, 0.674),

(400, 0.524, 1.067, 5.2, 93.2, 1.49, 63.09, 0.678),

(500, 0.456, 1.089, 5.74, 115.2, 1.29, 79.38, 0.687),

(600, 0.404, 1.112, 6.22, 138.2, 1.15, 96.89, 0.699),

(700, 0.362, 1.131, 6.71, 163.5, 1.03, 115.4, 0.706),

(800, 0.329, 1.152, 7.17, 188.5, 0.93, 134.8, 0.713),

(1000, 0.277, 1.182, 8.06, 246.0, 0.79, 177.1, 0.719));

implementation

{$R *.dfm}

FunctionIntPol (t:real; i1,i2,j:byte):real;

begin

IntPol:= tab1[i1,j]+(t-tab1[i1,1])*(tab1[i2,j]-tab1[i1,j])/(tab1[i2,1]-tab1[i1,1]);

end;

function IntPol2 (t:real; i1,i2,j:byte):real;

begin

IntPol2:= tab2[i1,j]+(t-tab2[i1,1])*(tab2[i2,j]-tab2[i1,j])/(tab2[i2,1]-tab2[i1,1]);

end;

procedure RTFS_0 (t:real; var r:real);

var

i: byte;

begin

for i:=1 to n do

if t < tab1[i,1] then

break;

r:=IntPol(t,i-1,i,13);

end;

procedure RTFS_1 (t:real; var r:real);

var

i: byte;

begin

for i:=1 to n do

if t < tab1[i,1] then

break;

r:=IntPol(t,i-1,i,11);

end;

procedure RTFS_2 (t:real; var r1,r2,r3,r4,r5,r6:real);

var

i: byte;

begin

for i:=1 to n2 do

if t < tab2[i,1] then

break;

r1:=IntPol2(t,i-1,i,2);

r2:=IntPol2(t,i-1,i,3);

r3:=IntPol2(t,i-1,i,7);

r4:=IntPol2(t,i-1,i,8);

r5:=IntPol2(t,i-1,i,4);

r6:=IntPol2(t,i-1,i,6);

end;

procedure RTFS_3 (t:real; var r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8:real);

var

i: byte;

begin

for i:=1 to n do

if t < tab1[i,1] then

break;

r1:=IntPol(t,i-1,i,3);

r2:=IntPol(t,i-1,i,12);

r3:=IntPol(t,i-1,i,11);

r4:=IntPol(t,i-1,i,4);

r5:=IntPol(t,i-1,i,2);

r6:=IntPol(t,i-1,i,5);

r7:=IntPol(t,i-1,i,10);

r8:=IntPol(t,i-1,i,8);

end;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

const

Tf1dop=1200; ST=10; H=0.85; Npg=0.8; Lambw=45;

Tau=7200; dW1=1; W1dop=20; Cn=0.01; Fi1=4; Fi2=5;

var

Tf2, M2, Qnp, Ca, T1n, T1k: integer;

Cv, Dn, Dvn: real;

P2, Prw, Pr1, Pr2, R2, Ro1, Ro21, Ro22, Re1, Rez, Sw, dT, dTn, dP1, dP2, D0, Dekv: real;

F, F1, F2, Nju1, Nju2, Nu1, Nuz, Nmal, N1, N2, Lamb1, Lamb2, Beta1, Cp1, Cp2: real;

W1, W2, Wz, Gr1, M1, Tf1, Tw, Sigm2, Alfa1, Alfa2, Qmal, Qmal1, Qmal2, Lz: real;

K, X, A, B, L, Dsr, Kof1, Kof2, Zmin, Zs, Zsum, Ef, Za, Zn, Zf: real;

label

met1, met2, met3, met4, fin;

begin

Tf2:=135;

M2:=6;

Qnp:=15;

Ca:=10;

Cv:=0.015;

T1n:=800;

T1k:=350;

Dn:=89;

Dvn:=81;

Dn:=Dn/1000;

Dvn:=Dvn/1000;

Zmin:=power(10,9);

Zs:=power(10,9);

RTFS_0 (Tf2,R2);

F:=M2*R2;

Tf1:=0.5*(T1n+T1k);

met1:

Tw:=0.5*(Tf1+Tf2);

Sw:=0.5*(Dn-Dvn);

RTFS_1(Tw,Prw);

dTn:=Tf1-Tf2;

RTFS_2(Tf1,Ro1,Cp1,Nju1,Pr1,Lamb1,Beta1);

M1:=F/(Cp1*(T1n-T1k));

W1:=1;

met2:

F1:=M1/(W1*Ro1);

Nmal:=Int(4*F1/(Pi*power(Dvn,2)))+1;

D0:=1.5*Dn*sqrt(1.01*Nmal);

F2:=(Pi/4)*(sqr(D0)-Nmal*sqr(Dn));

Dekv:=(4*F2)/(Pi*(D0+Nmal*Dn));

RTFS_3(Tf2,Ro21,Ro22,Pr2,Lamb2,P2,Cp2,Sigm2,Nju2);

W2:=M2/(F2*Ro21);

W1:=4*M1/(Pi*sqr(Dvn)*Nmal*Ro1);

Re1:=W1*Dvn/Nju1;

if Re1>1000 then

Nu1:=0.021*power(Re1,0.8)*power(Pr1,0.43)*power((Pr1/Prw),0.25)

else

begin

Gr1:=(9.8*(Tf1-Tw)*power(Dvn,3)*Beta1)/sqr(Nju1); Nu1:=0.15*power(Re1,0.32)*power(Pr1,0.43)*power(Gr1,0.1)*power((Pr1/Prw),0.25);

end;

Alfa1:=Nu1*Lamb1/Dvn;

Qmal1:=0;

Qmal2:=10000;

met3:

Qmal:=0.5*(Qmal1+Qmal2);

Wz:=Qmal/(R2*Ro21);

Lz:=(Cp2/1000)*Sigm2*Ro21*(Tf2+273.15)/sqr(R2*Ro22);

Rez:=Wz*Lz/Nju2;

ifRez>0.01 then

Nuz:=0.0125*power(Rez,0.5)*power(Pr2,0.33)

else

Nuz:=0.0625*power(Rez,0.5)*power(Pr2,0.33);

Alfa2:=Nuz*Lamb2/Lz;

K:=1/((1/Alfa1)+(Sw/Lambw)+(1/Alfa2));

dT:=Qmal/K;

X:=abs((dT-dTn)/(dTn));

if X<0.01 then

A:=F/(K*(dTn))

else

ifdT>dTn then

begin

Qmal2 := Qmal;

goto met3;

end

else

begin

Qmal1 := Qmal;

goto met3;

end;

Dsr:= 0.5*(Dn+Dvn);

L:= A/(Pi*Dsr*Nmal);

Kof1:=power(Prw/Pr1,0.33)/sqr(0.79*ln(Re1)-1.64);

Kof2:=power(Prw/Pr1,0.33)/sqr(0.79*ln(W2*Dekv/Nju2)-1.64);

dP1:=Ro1*sqr(W1)*(Kof1*L/Dvn+Fi1)/2;

dP2:=Ro21*sqr(W2)*(Kof2*L/Dekv+Fi2)/2;

N1:=M1*dP1/(Ro1*H);

N2:=M2*dP2/(Ro21*H);

Ef:=F*(1-(273.15/(Tf1+273.15)));

B:=Ef*Tau/(Qnp*Npg);

Za:=A*Ca;

Zn:=Tau*(N1+N2)*Cn;

Zf:=B*Cv;

Zsum:=Za+Zn+Zf;

ifZsum<Zmin then

begin

Zmin :=Zsum;

if W1<W1dop then

begin

W1 := W1+dW1;

goto met2;

end

else

goto met4;

end

else

begin

ifZmin<Zs then

Zs :=Zmin

else

goto fin;

met4:

if Tf1<Tf1dop then

begin

Tf1:=Tf1+St;

goto met1;

end;

end;

fin:

Memo1.Clear;

Memo1.Lines.Add('dT='+FloatToStr(dT));

Memo1.Lines.Add('W1='+FloatToStr(W1));

Memo1.Lines.Add('Za='+FloatToStr(Za));

Memo1.Lines.Add('Zn='+FloatToStr(Zn));

Memo1.Lines.Add('Zf='+FloatToStr(Zf));

Memo1.Lines.Add('Zsum='+FloatToStr(Zsum));

end;

end.



Приложение 3

Размещено на Allbest.ru

...