Математическое моделирование процесса в ректификационной колонне : на примере мини-нефтеперерабатывающей установки

• Автор: Вартанов, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1.ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ АНАЛИТИЧЕСКИХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ СИСТЕМ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.

1.1 Численные методы исследований.

1.2 Система аналитических вычислений.

1.3 Постановка задачи исследований.

1.4 Выводы к первой главе.

Глава 2.МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИХРЕВОГО ЭФФЕКТА.

2.1 Процессы, происходящие в вихревой трубе. .

2.2 Образование противотока в вихрях.

2.3 Перенос тепла в вихревом потоке.

2.4 Особенности вихревого теплогенератора.
2.5 Математическое моделирование установившегося осесимметричного течения с закруткой в вихревой трубе.
2.6 Выводы ко второй главе.
Глава 3.МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
В РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ МИНИНЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮ1ЦЕЙ УСТАНОВКИ.
3.1 Введение в проблематику.
3.2 Принцип работы мининефтеперерабатывающей установки.
3.2.1 Технологическая схема процесса.
3.2.2 Сопловая ректификационная колонна.
3.3 Математическое моделирование процесса в ректификационной колонне.
3.3.1 Постановка задачи.
3.3.2 Математическая модель процесса диффузии в ректификационной колонне.
3.3.3 Модель процесса ректификации в колонне.
3.4 Выводы к третьей главе.
Глава 4.ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСТРОЙСТВ.
4.1 Вихревой тепловой генератор.
4.2 Мининефтеперерабатывающая установка с сопловой рекгификациионной колонной..
4.2.1 Тепловая рубашка для ректификационной колонны.
4.3 Способ получения флотского мазута.
4.4 Выводы к четвертой главе.
Заключение.
Пр иложение.
.1 Программа численной реализации математической модели с использованием пакета МаСАЭ.
.2 Заключения о работе мининефтеперерабатывающей установки МНПУ2.
Литература


Достоинство такого подхода — в простоте практической реалии-зации, недостаток - в ограниченности применения. Математические структуры, входящие в математическое описание, используются для преобразования входных переменных в выходные. Рабочий процесс многих теплотехнических аппаратов определяется в значительной мере гидродинамикой и теплообменом вращающихся потоков. Движение свободной закрученной струи определяет процессы перемешивания реагентов в некоторых химических аппаратах. Актуальность работы. Несомненный интерес представляет рассмотрение процессов превращения углеводородов в кавитационных активаторах. В диссертационной работе проведен анализ вращательного движения потока жидкости и представлено математическое моделирование установившегося осесимметричного течения с закруткой в вихревой трубе. Разработаны математические модели процессов диффузии и ректификации, происходящих в сопловой ректификационной колонне, на примере мини-нефтеперерабаты-вающей установки. Цель и задачи работы. Целыо работы является исследования процессов движения в сопловой ректификационной колонне мини-нефтеперерабатывающй установки и разработке на ее основе условий эффективного управления процессом разделения многокомпонентных жидких смесей. Устройство обеспечивает возможность вращательного перемещения потока жидкости в центробежном поле и преобразования части кинетической энергии вращательного движения в тепловую энергию. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на XII Международной научной конференции «Машинстроение и техносфера XXI века», Севастополь, - сентября г. Газ. Нефть. Хим. Саратов, - августа г. Девятом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Осенняя * сессия) г. Волгоград - г. Волжский, 5- октября г. Высшая математика» МГГУ и Военно-научного общества при ЦДРА (Министерства обороны Российской Федерации). В первой главе дан литературный обзор но существующим методам математического моделирования физических процессов в устройствах нефтеперерабатывающей промышленности. Рассмотрены пути развития математического аппарата исследования. Анализ используемых методов и процедур позволяет выделить то большое значение, которое имеет сочетание численных и аналитических алгоритмов при решении конкретных задач. Сформулированы задачи для исследования математического моделирования процессов в ректификационной колонне. Во второй главе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов, происходящих в вихревой трубе. Рассмотрены особенности процесса' переноса тепла в вихревом потоке жидкостью или газом. Сформулированы условия противотока в вихрях. Представлены профили скоростей свободных затопленных струй различной степени крутки. Проведен анализ преобразования кинетической энергии вращения в тепловую энергию. Показано, что возможность управления процессами инициирования сброса избыточной внутренней энергии неравновесной системы при ускорении вращения тел технических размеров позволяет значительно расширить возможности вихревой энергетики. Изложены основы вихревого теплового генератора для нагрева жидкости без применения электрических, пламенных и других нагревателей. Далее в работе исследуется математическое моделирование установившегося осесимметричного течения с закруткой на примере вихревой трубы или устройства входа в сопловую ректификационную колонну. Третья глава посвящена математическому моделированию процесса в сопловой ректификационной колонне на примере мини-нефтеперерабатывающей установки (МНПУ), с объёмом переработки сырья до тыс. Подробно рассмотрен принцип действия мини-нефтеперераба-тывающей установки и представлена технологическая схема разделения нефти в температурном поле. Процессы разделения смесей и получение индивидуальных веществ различной чистоты играют ключевую роль в современной нефтепереработке. Причем наблюдается ярко выраженная тенденция получения все более чистых веществ. Среди процессов разделения доминирующую роль играет ректификация и ее количественная доля составляет около %.