Алгоритмическое и программное обеспечение построения области реализуемости термодинамических систем

• Автор: Григоревский, Иван Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.11, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Переславль-Залесский
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Обзор методов и полученных результатов оптимизационной термодинамики. Задачи работы
1.1 Методология оптимизационной термодинамики, оценки возможностей систем в классе необратимых процессов

1.1.1 Общая схема исследования

1.1.2 Математическое описание термодинамических систем

1.1.3 Термодинамические балансы для открытой системы

1.2 Связь эффективности систем с производством энтропии

1.3 Последовательность решения задач оптимизационной термодинамики

1.4 Использование результатов оптимизационной термодинамики для проектирования энергосберегающих технологий
1.5 Задача работы - создание программной поддержки решения задач оптимизационной термодинамики
1.6 Структура работы
ГЛАВА 2. Область реализуемости необратимых термодинамических процессов
2.1 Введение
2.2 Общие особенности уравнений термодинамических балансов
2.3 Область реализуемости в канонической форме
2.3.1 Связь вида области реализуемости в плоскости затраты-выпуск
с характером преобразования энергии в системе
2.4 Последовательность построения области реализуемости

2.5 Заключение
ГЛАВА 3. Оптимальная организация процесса бинарной ректификации
3.1 Введение и постановка задачи
3.2 Колонна с подводом теплоты в куб и отводом из дефлегматора
3.3 Оптимальная организация и предельные возможности бинарной
ректификации
3.4 Реализация алгоритма в программе ,Деа1Вш1с1ег“
3.5 Заключение
ГЛАВА 4. Термодинамический анализ возможностей абсорбционного холодильного цикла
4.1 Введение и постановка задачи
4.2 Термодинамические балансы и связь показателей эффективности
с производством энтропии
4.3 Необратимость и взаимосвязь параметров рабочего тела на разных
стадиях процесса
4.4 Расчет и оптимизация абсорбционной холодильной машины
4.5 Реализация алгоритма в программе ,Деа1ВшЫег“
4.6 Заключение
ГЛАВА 5. Минимальная необратимость, оптимальное распределение поверхности и тепловой нагрузки теплообменных систем
5.1 Введение и постановка задачи
5.2 Двухпоточный теплообмен
5.3 Многопоточный теплообмен
5.4 Пример оценки термодинамического совершенства теплообменной
системы
5.5 Реализация алгоритма в программе ,Деа1ВшЫег“
5.6 Заключение

ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Описание программы ,Деа1Вшк1ег“
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Основные функции модуля для расчета области реализуемости тепловой машины
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Основные функции модуля для расчета области реализуемости абсорбционного холодильного цикла
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Основные функции модуля для расчета области реализуемости колонны бинарной ректификации
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Основные функции модуля для расчета области реализуемости многопоточного теплообмена

ке. Тогда уравнение энтропийного баланса приобретает вид с1>3 9Ф~ ? 9$№з д
“77 — 51+ 52 ™
(11 2 2 Тф
Таким образом, уравнения для энергии, вещества и энтропии имеют вид (1Е
т, = 52 лА? + 52 ад + 53 щ (1-26)

-гг = 52 9зхч + 52 ад + 5] «Х1/Ж,, (1.27)
аъ 2 з и
г , -?ад-А»«<у „ по,
~тг - 52фф- + 52 б 52 + (1.28)
аь j j ±(М ±и 3-3
Здесь пи, — —а;,+1ф — интенсивность образования г-го вещества в г/-й реакции, Ти — температура и-й реакции. Если диффузионных потоков пет, то
= 52 + 52 - Лф, (1.29)

= 52 9зхч + 52 аИф, (1.30)
= Е»«( + Е# + Е + , (1-31)
и! j 3 13 гк
где в число тепловых потоков включены потоки тепла, выделяющиеся или поглощаемые при химических реакциях, которые зависят от скорости реакций.
Если рассматривается стационарный режим процесса, когда <1Е/(И
= (Щ;/сЙ = йв/йЬ = 0, то записанные уравнения из дифференциальных превращаются в конечные соотношения. При рассмотрении циклического процесса балансы можно записать не для каждого момента времени, а в среднем за цикл работы установки. Так как в начале и конце цикла состояние системы одинаково, то общее изменение энергии, количества вещества и энтропии за цикл равно нулю. Балансы в этом случае также сводятся к системе соотношений, связывающих средние за цикл значения слагаемых, стоящих в правых частях уравнений.