Повышение эффективности кожухотрубчатого теплообменного оборудования газоперерабатывающих заводов

• Автор: Сухоруков, Валентин Иванович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 264 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Развитие методов исследования эффективности теплообменников

1.1. Безразмерный критерий относительной эффективности теплообменников

1.2. Метод обобщенного анализа эффективности теплообменников МАЭТ

1.3. Постановка задачи проверки адекватности метода обобщенного анализа эффективности кожухотрубчатых теплообменников
1.4. Постановка задачи исследования путей повышения эффективности кожухотрубных теплообменников

1.5. Задачи работы

ГЛАВА 2. Характеристика методов и алгоритмов

расчета теплообменников

2.1. Обзор методов расчета теплообменных аппаратов

2.2. Разработка алгоритма на основе структурномодульного подхода
2.3. Способы повышения точности расчета кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
2.4. Выбор надежных методов теплового гидродинамического
и экономического расчетов
2.5. Формирование требований к разрабатываемому алгоритму
ГЛАВА 3. Обобщенный алгоритм оптимизации кожухотрубчатых теплообменных аппаратов ОКГА
3.1. Характеристика алгоритма .
3.2. Целевая функция
3
3.3. Развитие методов и элементов расчета кожухотрубчатых аппаратов
ГЛАВА 4. Результаты проверки адекватности предложенных математических моделей. Сбор информации и определение области и условий проведения вычислительного эксперимента
4.1. Проверка адекватности алгоритма оптимизации кожухотрубчатых аппаратов ОКТА
4.2. Результаты проверки адекватности метода обобщенного анализа эффективности теплообменников МАЭТ
4.3. Определение области и условий проведения расчетнотеоретического анализа
ГЛАВА 5. Расчетнотеоретический анализ тенденции развития типоразмеров кожухотрубчатых аппаратов
5.1. Исследование тенденций развития типоразмеров кожухотрубчатых тедлообменных аппаратов
5.2. Исследование эффективности соединений аппаратов в комплексах
5.3. Прогнозная экономическая оценка разработанных рекомендаций
ГЛАВА 6. Некоторые результаты промышленного использования методов, алгоритмов, программ и результатов расчетного анализа
6.1. Результаты внедрения алгоритма и программы ОКТА
в практику проектирования и реконструкции действующих заводов
6.2. Результаты внедрения метода обобщенного анализа
эффективности кожухотрубчатых теплообменников МЭТ
6.3. Внедрение результатов расчетнотеоретического
анализа
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВ0ЛЫ
ЛИТЕРАТУРА


Объединение случаев три и четыре. Тогда Сч. Сг. К - » (1. Соответственно, оптимум теплообменника соответствует наибольшему значению Фэ , т. Случай 6. Стоимость сред пренебрежительно мала, т. Зб-о. Збв. КЛРо'К3о Сг + Кдрв-Кзв-Сз ). Здесь следует отметить, что с позиций обобщенного анализа эффективности теплообменников предпочтительнее уравнение (1. Сравнение с приведенными затратами. Результаты оптимизации по и 3 совпадают при 0 = Оэт . В противном случае критерий 2К - более общий. Здро. ЗдРв. Здр. Л-7. Л-7. Т^с’ +к»й+? Результаты оптимизации по 2* и Е* совпадают, если краме упрощающих допущений (1. С^=0, С^~ 0 (стоимость теплопередающей поверхности и сред пренебрежимо мала). Сравнение с критерием Глазера 2г=~т- . Оптимизация по этому критерию при условиях (1. Сц-0 аналогичная оптимизации по критерию Кирпичева. Суть метода заключается в следующем. Анализ проводится путем сравнения эффективности теплообменников, имеющих любое число аппаратов и всевозможные варианты их соединения в ряды и комплексы, с "эталонным" теплообменником. Эталонным" может быть любой теплообменник. При сравнительном анализе определяется по выражению (1. ССА. Причем, аппараты в этих схемах могут различаться не только числом и видом соединения, но и конструктивным исполнением, типом аппаратов, материальным исполнением. Все это вызывает значительные трудности при определении коэффициентов перехода от "эталонного" теплообменника к исследуемому и требует значительного усложнения алгоритмов для конкретизации 2* при проведении обобщенного безразмерного анализа. В общем случае переходные коэффициенты будут выражаться следующими формулами. Рв. Ро. Км = . ЫдРв. Эти коэффициенты зависят от конструкции и материального исполнения аппаратов. Их конкретизация применительно к кожухотрубчатым аппаратам будет описана в следующем параграфе. Расчет величин Фэ. Ф5 зависит лишь от схемы соединения аппаратов и схемы тока сред в аппарате. Естественно, реальным ограничением является возможность расчета фэ для исследуемых схем. Эти схемы приведены и подробно описаны в [] . Р,„ ? ГОИ] = 4 (М) . Л _ &Р. ЭТ Со. ЭТ '^ПО. ЭТ _ 'Ьвк. Ьвн. П9. Т “ “”р р У) ~ 4. Ь’в. Ьв. Тон. Ъок. ЭТ = -. Т0. ЭТ* Ьо. Т ‘ 6П0. На^А5Ч)]е*р&? Рз= [О,)] =4(М) , (1. СТо 'Ьо ? Л? “Аэ. Как/ , (1. Иэ. Кк . Со’ Ч? Св. Уй 'Uo. Vy, &О. ЭТ'Со. Т-'2по. Т О'в Св'^Пб IV Ов. В уравнение (1. Ко^ои Юв “ коэффициенты перехода, учитывающие изменение коэффициента теплоотдачи потока, по среде отдающей и воспринимающей теплоту, соответственно. Существующие методы определения коэффициентов теплоотдачи для этих случаев не являются точными и не могут заменить экспериментальные данные. Однако, учитывая, что соотношения вязкости во многих случаях близки к единице, физические свойства потоков для любых промысловых условий хорошо известны, а также принятые выше допущения, можно считать Л функцией только скорости потоков. Скорости очень велики, что обеспечивает турбулентность потока. Для жидкости в трубах она лежит в пределах от 1. К выбирается по критериальным уравнениям в зависимости от режима течения потока и формы обтекаемой поверхности. Несмотря на принятые допущения, переходные коэффициенты очень удобны при проведении сравнительных и оценочных расчетов. Коэффициент перехода Ка учитывает изменение стоимости теплопередающей поверхности (цены аппарата) при изменении типоразмеров аппаратов и их количества в исследуемом теплообменнике по отношению к "эталонному". Кантарджяном С. Л. [2э] , которые получены апрон-симацией ценников и выражены в форме уравнений множественной регресии. За - Оо С* Га8. Ко = й л . Оо'Ьа. Вес аппарата определяется в зависимости от его типа, по известным формулам, приведенным в [зо] . СаЭТ={[(Дкэт ~ ДЛт) Ро. Сп. Т = 0. Гс/н. Иэ1 , (1. Деп0,8 ^ = 0,Дв. Рум(0,Дв. В.эт“ 0. Р™ (№ Д В. ЭТ ~ м). Дан-Кк, +ОЮп-Л]0,5 + } Рк 4 ? ССА определяются в зависимости от того, какой поток (отдающий или воспринимающий теплоту) находится в трубном или межтрубном пространстве аппаратов. При этом выдерживается условие ИЛР4 + ИйРг ~ { .