Расчёт технологической схемы котельной
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?енную матрицу функциональных связей (табл.2.3.8).
Таблица 2.3.8
Упрощённая матрица функциональных связей
№ уравненияНахождение параметра связиx1x2x3x4x5x6x7порядок расчётаОбозначение параметров связиG30G37G106h17h35h36h1071h10711+32G30+11143G1061+54G37+15h35111+166h3611+77h171+2
Проанализируем строки и перепишем систему уравнений, характеризующих данную математическую модель, в следующем виде:
1)
)
)
) (2.3.13)
)
)
)
Данную систему можно решить математическими методами, составив для этого программу для ЭВМ (см. пункт 2.4).
2.4Решение математических моделей и составление программы для ЭВМ
Используя сокращенную матрицу функциональных связей (табл.2.2.8), определяем строки с одной единицей. Из уравнения системы, соответствующего данной строке, выразим неизвестные:
(2.4.1)
(2.4.2)
(2.4.3)
(2.4.4)
(2.4.5)
(2.4.6)
(2.4.7)
(2.4.8)
(2.4.9)
(2.4.10)
(2.4.11)
(2.4.12)
(2.4.13)
(2.4.14)
(2.4.15)
(2.4.16)
(2.4.17)
Таким образом, все неизвестные системы (2.2.24) выражены.
Используя сокращенную матрицу функциональных связей (табл.2.3.8), определяем строки с одной единицей. Из уравнения системы (2.3.13) соответствующего данной строке, выразим неизвестные:
(2.4.18)
(2.4.19)
Без уравнений, из которых неизвестные уже выражены, система (2.3.13) примет следующий вид:
1)
)
) (2.4.20)
)
)
Полученную систему уравнений можно решить с применением метода Зейделя [2], сущность которого такова: результаты расчета каждого предшествующего уравнения используются при расчете последующих уравнений системы непосредственно в текущей итерации, тем самым, ускоряя процесс сходимости.
Для решения системы выразим неизвестные величины:
(2.4.21)
(2.4.22)
(2.4.23)
(2.4.24)
(2.4.25)
Для быстрого и эффективного итерационного расчета данной системы уравнений, необходимо привлечение электронно-вычислительной техники.
Все вышеизложенные сведения были использованы при составлении программы для ЭВМ, текст которой приведен в приложении 1, а алгоритм в приложении 2.
Программа состоит из нескольких основных разделов.
В разделе описания констант содержатся значения температур, номинальных расходов, напоров и КПД, которые в дальнейшем расчете остаются постоянными.
Функция vst возводит число x в степень y, необходима для процедуры entalp_H2O.
Процедура entalp_H2O определяет энтальпию воды по давлению и температуре, которая необходима в дальнейших расчетах. При расчете процедура использует интерполяционные полиномы. Значения коэффициентов интерполяционных полиномов содержится в разделе описания констант процедуры entalp_H2O. Процедура основана на листинге программы "WaterSteamPro" [3].
В головном разделе программы определятся значения энтальпий потоков, температура которых известна. Для этого используем процедуру entalp_H2O.
В следующем блоке головного раздела рассчитываются неизвестные параметры математической модели, которые определяются без каких-либо преобразований. Это следующие параметры: h9, G101, G13, G103, G23, h23, G25, G19, G27, G104, G29, G28, G11, G12, G16, G17, G37, h17.
Далее вводятся фиксированные параметры, которые необходимы для решения системы, а следом за этим рассчитываются остальные неизвестные параметры математической модели.
Результаты расчёта выводятся в файл result.
С помощью программы определены все параметры математической модели при различных режимах работы двигателя и различных значениях фиксируемых параметрах, а результаты расчетов приведены в приложении 3.
3Анализ режимов работы районной котельной
По тепловым сетям подаётся теплота различным тепловым потребителям. Несмотря на значительное разнообразие тепловой нагрузки, ёе можно разбить на две группы по характеру протекания во времен: 1) сезонная нагрузка; 2) круглогодичная нагрузка.
Изменения сезонной нагрузки зависят главным образом от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излечения, влажности воздуха и т.п. Основную роль играет наружная температура. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график нагрузки. К сезонной тепловой нагрузке относятся отопление и вентиляция. Каждый из указанных видов не имеет круглогодичного характера. Отопление и вентиляция являются зимними тепловыми нагрузками.
К круглогодичной относятся технологическая и горячее водоснабжение. Они, в отличие от сезонной нагрузки весьма слабо зависимы от наружной температуры. Нагрузка на горячее водоснабжение имеет переменный суточный график. Годовой график также в определённой мере зависит от времени года.
Рисунок 3.1 - График зависимости энтальпии воды на выходе из котла от температуры наружного воздуха
Из результаты расчётов программы (Приложение 3) видно что температура воды на выходе из котла и расход топлива зависят от температуры наружного воздуха. Эти зависимости представлениы на рисунках 3.1 и 3.2.
Рисунок 3.2 - График зависимости расхода топлива от температуры наружного воздуха
Для поддержания требуемых параметров теплоносителя у потребителей необходимо придерживаться режимной карты, которая представлена на рис. 3.2. Так как человек не способен вовремя отреагировать на изменение