Моделирование и расчет теплового состояния секционированных объектов с индивидуальными тепловыми источниками

• Автор: Фоломеев, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ СЕКЦИОНИРОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ
1.1. Анализ существующей практики проектирования, строительства и эксплуатации систем теплоснабжения секционированных объектов
1.2. Методы расчета теплового состояния секционированных объектов с внутренними источниками тепла
1.3. Применение ячеечных моделей и теории цепей Маркова к описанию процессов переноса.

1.4. Постановка задач исследования.

2. ФОРМИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В СЕКЦИОНИРОВАННОМ ОБЪЕМЕ СО СТЕНКАМИ С НИЗКОЙ ТЕПЛО АККУМУЛИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ

2.1. Моделирование передачи теплоты между секциями.

2.2. Учет источников теплоты в секциях и внешнего теплообмена

2.3. Численные эксперименты по формированию температурного режима в секциях

2.3.1. Нерегулируемые источники теплоты

2.3.2. Регулируемые источники теплоты
2.4. Выводы по главе 2.
3. ОБОБЩЕНИЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА. УЧЕТ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ФАКТОРОВ.
3.1. Обобщение модели на двухмерную последовательность секций
3.1.1. Алгоритм построения переходной матрицы
3.1.2. Моделирование двухмерной последовательности секций
3.1.3. Расчетное исследование тепловых процессов в двухмерной последовательности секций
3.2. Влияние теплоашумуллрующей способности стенок на протекающие в секции тепловые процессы
3.2.1. Процессы в одиночной секции без регулирования источпика теплоты по температуре
3.2.2. Процессы в одиночной секции с регулированием источника теплоты по температуре
3.3. Выводы по главе 3.
4. ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В ИНДИВИДУАЛЬНО ОБОГРЕВАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЯ
4.1. Описание объекта моделирования и расчета
4.2. Расчет требуемой суммарной мощности источников теплоты объекта нормативным методом
4.3. Описание методики расчета температурного режима в помещениях производственного здания предлагаемым методом
4.4. Результаты расчетов температурного режима в помещениях производственного здания предлагаемым методом стационарные распределения.
4.5. Результаты расчетов температурного режима в помещениях производственного здания предлагаемым методом нестационарные распределения.ИЗ
4.6. Сведения о практическом использовании результатов работы
4.6.1. Трехмерные объекты и метод их расчета
4.6.2. Сведения о практическом использовании результатов работы .
4.7. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


По разработанным моделям выполнены численные эксперименты, позволившие выявить влияние теплоизоляционных свойств стенок, параметров и программ работы источника тепловой энергии а также температуры окружающей среды на температурный режим в секциях объекта как в установившемся состоянии, так и при переходных процессах. Выявлены оптимальные рациональные распределения мощностей тепловых источников по секциям, а также программы управления мощностью источников по различным целевым функциям. Предложена методика построения математических моделей для нестационарного температурного режима в секциях секционированного объекта с индивидуальными источниками тепловой энергия в сеющих. Разработан компьютерный инженерный метод расчета температурного режима в индивидуально обогреваемых помещениях здания, а также расчета рациональных программ изменения мощностей источников и их распределения по секциям. Разработанные математические модели, инженерные методы расчета и оптимизации, а также средства компьютерной поддержки моделирования и расчета нашли практическое применение в практике исследовательских и проектных работ в ОАО Яргортеплоэнерго и ООО Энергосервис. Результаты численных экспериментов по исследованию влияния различных условии процесса на экономичность теплоснабжения. Рациональные оптимальные программы регулирования источников по различным целевым функциям и ограничениям. Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на следующих конференциях ая Международная НТК Состояние и перспективы развития элекгротехнологию ые Бен ар досовские чтения. Иваново, с. Международной НТК Радиоэлектроника, радиотехника и кибернетика, Москва, МЭИ, а также на научных семинарах кафедры прикладной математики ИГЭУ и кафедры гидравлики, водоснабжения и водоотведения ИГАСУ гг. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 печатных работах. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4х глав, основных выводов, списка использованных источников и приложения. ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ СЕКЦИОНИРОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ. Объектом исследования настоящей работы являются системы теплоснабжения секционированных объектов, часть секций которых имеет автономные источники теплоснабжения или оборудована индивидуальными устройствами для регулирования теплопотребления. Процесс теплоиотребления рассматривается с учетом теплообмена между секциями, который может быть обусловлен различными требованиями потребителейсекции к внутренней температуре, периодическими отключениями некоторых секций от теплоснабжения, наличием технологических источников тепла и другими причинами. Такими объектами могут быть отдельные технологические установки или производственные линии, представляющие собой системы взаимосвязанных технолопгческпх установок, потребляющих тепловую энергию. Например, в химической и нефтехимической промышленности используются крупные многосекционные реакторы, в различных секциях которых протекают процессы, связанные с поглощением или выделением тепла, причем количество этого тепла изменяется во времени в течение технологического цикла , , . Наиболее исследованными системами теплоснабжения секционированных объектов являются системы теплоснабжения жилых и прошводственных зданий, каждое помещение которых квартира, цех, офис, вспомогательное помещение можно рассматривать в качестве секции, отделенной от других секций или от окружающей среды ограждающим конструкциями, представляющими собой термические сопротивления. Каждая из этих секций может иметь внутренние источники тепла, мощность которых изменяется во времени путем индивидуального, группового или централизованного регулирования квартиры, офисы или вследствие протекания технологических процессов но заданном графику производственные помещения. Расход тепла на отопление жилых зданий составляет более всех расходуемых в народном хозяйстве энергетических ресурсов. Втчм в год односсмсйныс дома от 0 до 0 кВтчм2 в год. В Германии расходуется 0 кВтчм2 в год, в Швеции и Финляндии по 5 кВтчм2 в год , .