До курсового проектування за курсом "Моделювання І прогнозування стану навколишнього середовища" для студентів 4 курсу хіміко-технологічного факультету / Уклад

Вид материала

Документы

Содержание 1. Структура курсової роботи 2. Виконання розрахунків на пеом Характеристика теплоносія у трубному просторі Характеристика теплоносія у міжтрубному просторі Характеристики теплообмінника

Подобный материал:

• Єльнікової Тетяни Олександрівни з курсу "Моделювання та прогнозування стану довкілля", 33.26kb.
• Робоча навчальна програма з раціонального використання та відтворення водних ресурсів, 401.96kb.
• Укладач О. О. Кузьменко, 590.11kb.
• Л. М. Чуніхіна Рецензент М. М. Латишева, 719.95kb.
• Комп’ютерне моделювання фізичних процесів Для студентів ІV курсу спеціальності 070100, 219.13kb.
• Юрія Федьковича «затверджую», 632.92kb.
• Програма та плани семінарських занять для студентів Філософського факультету львів, 361.9kb.
• Кабінет міністрів україни постанова від 2012 р. № Київ Про затвердження Порядку проведення, 11.23kb.
• Програма стабілізації екологічного стану навколишнього середовища та підвищення рівня, 68.98kb.
• Ї праці студентів й виконання курсової роботи з дисципліни „Загальна екологія й основи, 517.37kb.

1. СТРУКТУРА КУРСОВОЇ РОБОТИ

При виконанні курсової роботи студенту необхідно:

• розглянути можливі варіанти здійснення процесу каталітичного очищення газових викидів заданого складу; підібрати математичні моделі, що описують процеси в апаратах; ознайомиться з необхідними прикладними програмами;
  
• по початковим даним, виданим у завданні, розрахувати приведені концентрації і вибрати компонент, який окислюється з найменшою швидкістю;
  
• провести математичне моделювання установки очистки газових викидів з реактором газоочищення, що працює в стаціонарному режимі; розглянути і порівняти варіанти неавтотермічного здійснення процесу з додатковим підігрівом і автотермічного режиму з додаванням у вхідну суміш різних компонентів, що окислюються. Для кожного з варіантів оцінюються основні характеристики установки, додаткові витрати палива та інших показників для обґрунтування вибору найкращого варіанта. Розрахунки проводяться для двох із трьох температурних режимів (за вказівкою викладача). Для всіх варіантів здійснення процесу газоочищення в стаціонарних умовах необхідно визначити основні показники реактора при ступені перетворення 0,995 ± 0,001. Як підживлення використовуються задані види палива;
  
• провести математичне моделювання установки очистки газових викидів з реактором газоочищення, що працює в нестаціонарному режимі, досліджувати вплив основних характеристик реверс-процесу (лінійна швидкість суміші, час переключення, висота шарів каталізатора й інертного засипання) на умови його здійснення і вибрати найкращий варіант;
  

• виконати оцінку еколого-економічної ефективності різних систем газоочищення;
  
• порівняти два способи каталітичного очищення газових викидів з використанням каталітичних реакторів, що працюють у стаціонарних умовах і в нестаціонарному режимі по основним характеристикам установок.
  

Курсова робота оформляється у вигляді пояснювальної записки відповідно до вимог, прийнятими в ОНПУ.

Пояснювальна записка повинна містити в собі: титульний лист; завдання на проектування; зміст; вступ; короткий опис основних методів очистки газових викидів і принципових схем каталітичних методів очистки [1–5]; математичні моделі апаратів [6–10], характеристику розрахункових методів, алгоритмів і використаних прикладних програм; результати математичного моделювання всіх схем з докладним аналізом отриманих результатів і обґрунтуванням запропонованих рішень; визначення основних характеристик реактора і теплообмінника-рекуператора для різних варіантів; оцінку еколого-економічної ефективності різних систем газоочищення; висновок; список використаних джерел; додатка (по необхідності). У тексті пояснювальної записки, що розбивається на розділи і підрозділи, докладно описуються результати моделювання роботи установки для кожного з розглянутих варіантів реалізації процесу, їх аналіз, порівняння та аргументація обираних рішень на всіх етапах, приводяться принципові схеми установок, графіки зміни температури і ступеня перетворення від часу контакту для обраних варіантів. У графічній частині необхідно привести технологічні схеми реалізації процесу каталітичного очищення газових викидів у стаціонарних і нестаціонарних умовах; графіки зміни температур і ступенів перетворення від часу контакту для стаціонарно працюючих схем газоочищення; профілі температур і ступенів перетворення для різних моментів часу в реакторі реверс-процесу. При описі результатів моделювання не потрібно приводити рекомендації з методичних указівок, а конкретно показати в тексті пояснювальної записки, як і з якою метою змінювалися керуючі параметри. Основні результати розрахунків на ЕОМ приводяться в таблицях. Однак приведення одних таблиць недостатньо. У тексті пояснювальної записки обов'язково повинні бути пояснені отримані результати і прийняті рішення в результаті аналізу.

Наприкінці кожного розділу приводяться висновки, що підкреслюють найбільш важливі технологічні параметри і розміри каталітичного шару, установлювані на кожнім етапі розрахунків.

Об'єм пояснювальної записки — 35–50 аркушів рукописного чи 20–30 аркушів машинописного тексту

2. ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКІВ НА ПЕОМ

Для виконання розрахунків на ПЕОМ використовуються програмні комплекси “GAZO.EXE”, “EKTEPL.EXE” і “REVERS.EXE”.

GAZO.EXE — програмний комплекс, призначений для розрахунку адіабатичного реактора процесу очищення газових викидів на окисному мідно-хромовому каталізаторі ИКТ-12-8 для 18 токсичних компонентів. Вихідні дані вводяться з головної панелі. Спочатку вибирається компонент, що окисляється. Для цього курсор встановлюють у поле «РЕЧОВИНА», після чого натискають «ENTER». У головному меню з'являється додаткова панель зі списком компонентів. Вибравши потрібну речовину й установивши на нього курсор, знову натискають «ENTER». У головній панелі в поле «РЕЧОВИНА» фіксується обраний компонент. Після цього вводяться у відповідні поля наступні вихідні дані:

• температура на вході, С;
  
• концентрація на вході, % об'ємні;
  
• час контакту, с.
  

У файлі результатів на екран видаються профілі температур, концентрацій і ступенів перетворення по реактору в залежності від часу контакту.


EKTEPL.EXE — програмний комплекс, призначений для розрахунку теплообмінників типу ТН, ТК, ХН, КН, КК, а також типу "труба в трубі". У даній курсовій роботі використовується програма CALFT1. Ця програма дозволяє розрахувати теплообмінник у тих випадках, коли агрегатний стан теплоносіїв не змінюється. Використовувані в розрахунку позначення величин наступні:

Характеристика теплоносія у трубному просторі

G1	Масова витрата	Кг/с
Т1Н	Початкова температура	К	Т1К	Кінцева температура	К
RO1	Густина	Кг/м3	DM1	В'язкість	Пас
AL1	Теплопровідність		C1	Питома теплоємність	Дж / (кгК)

Характеристика теплоносія у міжтрубному просторі

G2	Масова витрата	Кг/с
Т2Н	Початкова температура	К	Т2К	Кінцева температура	К
RO2	Густина	Кг/м3	DM2	В'язкість	Пас
AL2	Теплопровідність		C2	Питома теплоємність	Дж / (кгК)

Характеристики теплообмінника

F	Площа поверхні	м2	NT	Число трубок	шт
DH	Зовнішній діаметр трубок	м	DEL	Товщина стінок трубок	м
TL	Довжина трубок	м	DK	Внутрішній діаметр	м
ST	Шаг між трубками	м	NP	Число перегородок	шт
NX	Число ходів	шт
SUMR	Сумарний термічний опір забруднень	м2К/Вт
KT	Коефіцієнт, що визначає напрямок руху теплоносіїв

При відсутності перегородок у міжтрубному просторі вводиться NP=0, при відомому значенні числа перегородок вводиться їхнє число. Якщо задано NP=1, число перегородок розраховується, виходячи з відстані між ними рівному 0,4–1,0 м.

Для визначення обраного напрямку руху теплоносіїв використовується коефіцієнт KT. Для прямотока KT=0, для противотока KT=1.


REVERS.EXE — програмний комплекс, призначений для розрахунку процесу каталітичного газоочищення в нестаціонарному режимі. Вихідні дані для розрахунків записуються в окремому файлі WWOD.DAT. Для спрощення уведення вихідної інформації можна використовувати такий спосіб. З диска Z директорії LABS\KR_GAZO на свій робочий диск Т копіюється файл WWOD.DAT. У нього вносяться свої вихідні дані.

Для обраного компонента з табл. 3 додатка в перший рядок вносяться значення: константа швидкості ДО10Ц = ДО20Ц — 1/с; енергія активації Е1Ц=Е2Ц — ккал/моль. У передостанньому рядку вводиться значення температури початкового розігріву шару ТНАЧ – C.

В останньому рядку вводяться наступні значення:

• час переключення (напівциклу) ТПЕР – хв;
  
• адіабатичний розігрів DTAD1 = DTAD2= ΔТад / 2 – град;
  
• лінійна швидкість суміші UЛИН – м/с;
  
• температура входу ТВХ – C;
  
• висота шару каталізатора НКАТ – м;
  
• загальна висота шару інертного засипання НІ – м.
  

Інші значення не змінюються.

Після підготовки вихідних даних необхідно запустити програму на виконання. Для цього в командному рядку варто набрати

revers.exe wwod.dat (ім'я файлу з результатами)

На початку файлу результатів друкуються уведені вихідні дані. Потім розміщається таблиця, у якій для кожного напівциклу друкуються:

• температура на виході з реактора (ТВЫХ) – C,
  
• максимальна температура (ТМАХ) – C,
  
• середня за напівцикл ступінь перетворення (Х1ВИЫХ) – частки,
  
• гідравлічний опір реактора (ММ.Н2ПРО) – мм. вод. ст., а також інша інформація.
  

Через визначену кількість переключень, що задається у вихідних даних змінної PRINT, на друк видаються профілі температур і ступенів перетворення по реактору. У таблицю результатів варто вносити значення цих параметрів для режиму, що встановився.

Програмні комплекси “GAZO.EXE”, “EKTEPL.EXE” і “REVERS.EXE” знаходяться на Z диску в директорії LABS. Для їхнього використання необхідно скопіювати на свій робочий диск (T).

У пояснювальній записці повинно бути приведено докладний опис програм, що використовуються в роботі – математична модель, використаний розрахунковий метод, алгоритм рішення чи блок-схема.