ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Постановка задач оптимизации теплообменных аппаратов из "Математическое моделирование основных процессов химических производств" Рассмотренные алгоритмы расчета теплообменников ни в коей мере не гарантируют пол ение оптимального проектного варианта. Рассчитанная величина требуемой теплообменной поверхности может быть реализована различными способами конструктивного оформления теплообменной аппаратуры. Можно варьировать число и диаметр труб, диаметр кожуха, число ходов и количество перегородок в межтрубном пространстве, линейные скорости теплоносителей, а в некоторых случаях и конечную температуру одного из теплоносителей. [c.216] Эксплуатационные затраты ЭЗ состоят, во-первых, из отчислений на капитальные вложения и расходов на текущий ремонт и содержание оборудования, принимаемых пропорциональными капитальным затратам э.тКу + э.нКн, где Аэ.т и Л э.н - коэффициенты, учитывающие амортизационные отчисления и расходы на текущий ремонт и содержание теплообменника и нагнетательных устройств. [c.216] Вторая группа эксплуатационных расходов не зависит от капитальных затрат, а пропорциональна времеш работы теплообменника Эдг = = Л ДэГр, где Ц з - цена за 1 кВт-ч электроэнергии т, - число часов работы за год Л/, Ц, + Л/гЦг цена за теплоносители и Цп - годовая заработная плата персонала. Часто Ц[, не зависит от параметров теплообменника и тогда в качестве постоянного слагаемого она не влияет на поиск оптимума. Кроме того, во многих случаях стоимость одного из теплоносителей не учитывается, так как он является технологическим продуктом, а оплачивается лишь стоимость второго теплоносителя (например, охлаждающей воды). [c.217] Величина N Непосредственно зависит от скорости теплоносителей, конструктивных размеров теплообменника, свойств теплоносителей. Коэффициенты 7 , у т.м. н. м.н. к т, П , Гг, Ц], Цг, как правило, дчя конкретных задач известны. Отметим, что некоторые из варьируемых переменных имеют непрерывный характер изменения, в то время-как другие изменяются дискретно (например, число ходов), что, вообще говоря, усложняет решение задачи оптимизации. [c.217] Через независимые переменные выражают следующие величины поверхность теплообмена, гидравлическое сопротивление, массу агшарата, требуемую мощность нагнетательного оборудования. Подстановка указанных величин в критерий оптимизации дает зависимость приведенных затрат от оптимизируемых переменных. Далее ишут минимум критерия и определяют значения искомых переменных. [c.217] Пусть задана масса охлаждаемого теплоносителя с , его температура на входе / [н и выходе 7 ] , а также температура охлаждающегося теплоносителя на входе Т 2 . [c.217] Теперь, задавая ряд допустимых температур хладоагента на выходе из тешюобменника, можно по одной из рассмотренньгх методик рассчитать соответствующие значения площади поверхности теплообмена F . [c.217] Расход хладоагента Сг определяется его температурой на выходе Ггк-Кроме того, при постоянном диаметре и длине труб для различного числа ходов пучка труб = 2, 4, 6, 8,. .. получают зависимость поверхности F от скорости хладоагента (уравнение (5.125)). Тогда, задавая различную температуру хладоагента на выходе Гг к, т.е. различные расходы хладоагента, получают зависимость Р=Р п,и) (рис. 5.15). [c.218] Теперь среди ВОЗМОЖНЫХ решений необходимо выбрать оптимальное, соответствующее минимуму приведенных затрат. Для этого для каждого допустимого решения рассчитьшают капитальные и эксплуатационные затраты (уравнение (5.121)) и выбирают такую конструкцию, т.е. поверхность теплообмена, число труб в пучке, число ходов, расход хладоагента, которая обеспечивает минимум приведенных затрат. На рис. 5.16 изображена блок-схема алгоритма расчета оптимальной конструкции теплообменника. [c.219] Вернуться к основной статье