ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные принципы обобщенного термодинамического подхода из "Топливо Кн1" Энерготехнологические агрегаты, требующие при проектировании и управлении рассмотрения не только осредненных энергетических характеристик, но и детальных локальных характеристик полей энергетических параметров, необходимо, соответственно, относить к объектам с распределенными параметрами. [c.411] Особенностью обьектов с распределенными параметрами является, как известно, введение в рассмотрение внутренних шординат системы, рассмотрение полей параметров состояния, что с математической точки зрения приводит к рассмотрению уравнений в частных производных, субстанциональных производных, дивергенций и т.д. [c.411] Учитывая большое разнообразие видов переноса в процессах тепломассообмена (перенос энергии, количества движения, вещества, энергии турбулентных вихрей) и само разнообразие механизмов переноса энергии (электромагнитное излучение, конвекция, теплопроводность, контактная теплопередача), для выработки единых подходов и упрощения построения математических моделей целесообразно применить положения обобщенного термодинамического подхода, в общих чертах сформулированного в работах Б. Н. Петрова [5.31]. Для обьектов с сосредоточенными параметрами развитие этого метода проведено в работах В. Б. Яковлева [5.32]. Применительно к объектам с распределенными параметрами принципы обобщенного термодинамического подхода сформулированы В. Г. Лисиенко [5.22]. При таком подходе удается найти общность в написании основных уравнений для моделей различных видов переноса вещества и энергии, основываясь на известном принципе аналогии. Тем самым существенно облегчается и ускоряется процедура поиска технологии и структуры математических моделей самых различных процессов, и особенно создаются предпосылки для создания одного из самых современных методов расчета процессов тепломассообмена — динамического зонально-узлового метода (ДЗУ-метода), в котором органически сочетается детализированное моделирование в динамике всех видов теплопереноса с синхронным расчетом газодинамики процессов (см. п. 5.5). [c.411] При этом процесс проектирования энерготехнологических обьектов и АСУ ТП для них на современном этапе необходимо рассматривать как единый неделимый процесс, так как современные агрегаты должны проектировать в едином комплексе с АСУ ТП. Использование математических моделей в виде, так называемого, имитационно-оптимизирующего блока является необходимым для уменьшения ошибок проектирования, сокращения наладочных сроков, предотвращения аварийных ситуаций. [c.412] Особенно большое значение использование таких моделей в виде имитационно-оп-тимизирующего блока имеет для разработки верхних уровней АСУ ТП технологических процессов, что на современном этапе имеет очень большое значение. [c.412] Для обьектов с распределенными параметрами технологический процесс в наиболее обобщенном виде может быть представлен в виде так называемой обменной (переносной) модели, включающей обрабатываемую и обрабатывающую среды с обобщенными потоками и и поверхностью взаимодействия Р, для которой задаются условия сопряжения и условия на внешних границах (рис. 5.11). [c.412] Как видим, в этом уравнении левая часть представлена динамическим членом, в правой части соответственно имеются источниковый, градиентный, конвективный и радиационный члены, а также члены, представляющие работу внешних сил, изменение давления, удельного обьема и кинетической энергии потока. [c.413] Система уравнений (5.91) для обрабатывающей и обрабатываемой сред дополняется условиями сопряжения, граничными и нулевыми условиями. [c.413] Представительность данного уравнения как обобщенного для различного вида переноса веществ или энергии может быть продемонстрирована на примере градиентного члена — в приложении к различным видам градиентного переноса (табл. 5.1). [c.413] В различных видах технологических процессов могут присутствовать или отсутствовать радиационный член, работа внешних сил, при сравнительно низких скоростях можно пренебречь членом, связанным с изменением кинетической энергии, с изменением давления и обьема и т.д. [c.413] Например, для случая теплообмена — = — теплоемкость потока ф — температура — коэффициен 1 теплообмена. Индекс 1 относится к обрабатываемой среде индекс 2 — к обрабатывающей среде. [c.413] Для случая физико-химического обмена — поток массы Ф — текущая и равновесная концентрация реагентов — коэффициент массообмена. [c.414] Вернуться к основной статье