Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Круглов Алексей Александрович

Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем
<
Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Круглов Алексей Александрович. Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем : Дис. ... канд. техн. наук : 05.04.03 : Санкт-Петербург, 2003 127 c. РГБ ОД, 61:04-5/805

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи 11

1.1 Особенности холодильных установок с промежуточным хладоносителем 11

1.2 Методы расчета потокораспределения в трубопроводных системах 13

1.3 Оптимальное проектирование трубопроводов 18

1.4 Комплексное решение при проектировании трубопроводных систем 25

1.5 Оптимизация в процессе проектирования трубопроводных систем 27

1.6 Проектирование трубопроводов холодильных установок 30

1.7 Выводы 31

Глава 2. Теоретический анализ и экспериментальное исследование теплофизических свойств хладоносителей 33

2.1 Результаты исследования свойств хладопосителя "Бишол1' 34

2.2 Комплексы свойств, характеризующие эффективность применения хладоносителя 39

Глава 3. Формирование методов координирования отдельных этапов многоуровневой оптимизации в процессе автоматизированного проектирования 44

3.1 Формализация представления холодильной установки 45

3.2 Многоуровневая оптимизация холодильной установки 48

3.2.1 Экономическая оценка стоимости холодильной установки 48

3.2.2 Оптимизация системы холодоспабжения 51

3.2.3 Координирование отдельных этапов оптимизации холодильной установки 54

3.3 Оптимизация подсистем холодильной установки 55

3.3.1 Оптимизация подсистемы "потребители холода - испаритель" 55

3.3.2 Оптимизация подсистемы разветвленных трубопроводов 59

3.3.2 Определение функциональных зависимостей для затрат подсистемы "емкостное оборудование - насосы" 60

3,4 Обобщенный алгоритм автоматизированного проектирования контуров систем охлаждения с промежуточным хладоносителем 60

Глава 4. Разработка методов структурно-параметрической оптимизации разветвленных трубопроводов 62

4.1 Формирование оптимальной схемы трассировки трубопроводов 64

4.2 Параметрическая оптимизация разветвленных трубопроводов 69

4.3 Оптимизация неразветвленных трубопроводов 71

Глава 5. Анализ результатов исследований трубопроводных систем 74

5.1 Результаты исследования неразветвленных трубопроводов 74

5.2 Результаты исследования циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем 79

Выводы 90

Список литературы 92

Приложения 100

А. Результаты исследований неразветвленного участка изолированного трубопровода 101

Введение к работе

Современные холодильные установки представляют собой сложные комплексы, объединяющие в себе охлаждающие устройства (испарители, теплообменники без фазовых превращений), насосное отделение в схемах с промежуточным хладоносителем, компрессорное оборудование, конденсаторы, вспомогательное оборудование и аппараты, а также систему трубопроводов с регулирующей и запорной арматурой, соединяющую отдельные элементы системы. Это достаточно сложные системы с несколькими температурами кипения, различного схемного исполнения (непосредственного охлаждения и с промежуточным хладоносителем) и т. д.

Количество и мощность потребителей холода могут меняться в широких пределах в зависимости от вида предприятия, причем расположение потребителей холода относительно компрессорного отделения часто требует разработки схем трассировки трубопроводов с учетом основных направлений трасс технологических трубопроводов и расположения производственных помещений.

Актуальность темы. В настоящее время при проектировании и строительстве пищевых предприятий все большее распространение получают схемы с промежуточным хладоносителем. Современные технические средства проектирования и управления позволяют существенно повысить их эффективность, однако уровень проектирования указанных систем в нашей стране до сих пор существенно отстает от зарубежного.

Получили широкое распространение упрощенные методы расчета холодильных установок. При этом место размещения компрессорного цеха и насосного отделения выбирается на основе инженерной интуиции и опыта проектировщика, а диаметры труб и толщина изоляционных конструкций определяются

по нормативным значениям потерь давлений и плотности теплового потока через изоляцию трубопроводов.

Оптимизационные предпроектные исследования в практике проектных организаций весьма ограничены.

Применение ЭВМ позволило значительно сократить время расчетных работ при проектировании трубопроводов- Однако, в большинстве случаев, использование ЭВМ осуществляется не в полной мере, обычно ограничиваются оптимизацией отдельных участков трубопроводов между цехами, камерами или теплообменниками, исходя из регламентируемых перепадов давления между рассматриваемыми точками. Существующими методами невозможно решение общей задачи автоматизированного проеісгирования холодильных установок, ввиду большого расхождения в значениях гидравлических сопротивлений и тепловых нагрузок, наличия локальных подсистем управления отдельных потребителей холода.

Эти проблемы требуют координированных методов автоматизированного проектирования данных систем; проведения исследований с целью изучения характеристик разветвленных трубопроводных систем; разработки программного обеспечения для реализации задач оптимизации как в ходе проектирования, так и при эксплуатации систем охлаждения с промежуточным хладоносителем.

Существенное влияние на работу данных систем оказывают свойства хла-доносителей, что требует оценки влияния хладоносителей на работу холодильной установки.

Целью работы является разработка методического и программного обеспечения для автоматического проектирования систем холодоснабжения с промежуточным хладоносителем, обеспечивающих снижение уровня энергопо-

требления и размеров капиталовложений с учетом особенностей эксплуатацрти и управления.

Основными задачами исследования являются:

- разработка математической модели участка неразветвленного трубопро
вода и исследование при использовании различных видов материалов;

- анализ теплофизических свойств хладоноситслей без изменения
агрегатного состояния и их влияния на работу холодильной установки;

разработка методологии струюурно-параметрической оптимизации разветвленных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносите-лем;

разработка комплексного подхода к проектированию холодильной установки в целом и отдельных подсистем, выражающегося в создании подсистемы автоматизированного проектирования с единым скоординированным алгоритмом и тесным взаимодействием специалистов-проектировщиков и ЭВМ;

численное исследование с целью теоретического и опытного изучения характеристик разветвленных трубопроводных систем.

Научная новизна работы.

Впервые разработан обобщенный алгоритм автоматизированного проектирования на базе скоординированных отдельных этапов с использованием методологии структурно-параметрической оптимизации разветвленных трубопроводов, теплообменного, компрессорного оборудования и холодильных установок в целом.

Разработано программное обеспечение и проведено численное исследование неразветвленных и разветвленных трубопроводов, теплообменного оборудования.

Выполнено исследование свойств нового хладоносителя и сравнительный анализ характеристик перспективных хладоносителей.

На основе выполненного объема исследований сформированы направления совершенствования методов автоматизированного проектирования систем с промежуточным хладоносителем.

Практическая значимость работы. Разработанное методическое и программное обеспечение позволяет осуществлять оптимальное проектирование холодильных установок с использованием промежуточного хладоносителя. Применение разработанных методов автоматизированного проектирования позволяет сократить время выполнения проектных работ, увеличить эффективность проектирования систем холодоснабжения.

Содержание работы. Работа состоит из пяти глав,

В первой главе проводится обзор описанных в литературе методов проектирования и оптимизации, способов расчета неразветвленных и разветвленных трубопроводных систем и производится постановка задачи данной работы.

Во второй главе сравниваются свойства наиболее распространенных хла-доносителей, определяющие их применимость в схемах холодильных установок. Приводятся результаты исследований свойств нового хладоносителя. Проводится анализ влияния теплофизических свойств хладоносителей на тепловые, гидравлические и экономические показатели трубопроводных систем.

В третьей главе представлена методика многоуровневой оптимизации, способы координирования отдельных этапов оптимизации с учетом заложенных принципов декомпозиции и формализации представления холодильной установки. Описаны основные положения оптимизации отдельных подсистем. Приводится обобщенный алгоритм автоматизированного проектирования контуров систем охлаждения с промежуточным хладоносителем.

В главе 4 описывается методика структурно-параметрической оптимизации разветвленных трубопроводов. Представлена методика расчета и оптимизации

неразветвленного участка трубы.

В пятой главе проводится анализ результатов оптимизационных исследований неразветвленных трубопроводов, анализ численных исследований контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем. Показано влияние свойств хладоносителя, тарифов на энергоносители и стоимости материалов изолированных трубопроводов на стоимость трубопроводной системы.

Методы расчета потокораспределения в трубопроводных системах

Попытки автоматизации процесса проектирования трубопроводных систем различного назначения делаются достаточно давно. При этом авторы основываются на известных подходах.

Для расчета систем водоснабжения, воздухообмена в зданиях, газовых сетей и систем теплоснабжения применяются графические и графоаналитические методы. Применение графических методов ограниченно, особенно для получения численных результатов. В настоящее время такие методы используются только в иллюстративных целях для демонстрации качественного характера изменения режимов в простейших гидравлических системах [22,48].

Широко известны и до настоящего времени применяются относительно простые методы последовательных приближений для расчета потокораспреде-ления в кольцевых многоконтурпых трубопроводных сетях. Эти методы органически учитывают сетевой характер задачи гидравлического расчета и сводятся к последовательной увязке перепадов давлений на ветвях контуров или расходов в узлах сети, исходя из законов Кирхгофа.

Особенно широкое применение эти методы получили при расчетах систем тепло-, водо- и газоснабжения [1,29? 14].

До работ Хасилева В. Я. вопросы теории и методы расчета гидравлических систем различного типа развивались независимо друг от друга и базировались на представлениях и возможностях ручного счета, В. Я. Хасилевым были заложены основы использования векторных и матричных обозначений и теории графов для описания схем движения жидкости и методов их расчета [57? 31], раскрыты математическое содержание известного увязочного метода Лобачева-Кросса и его ограниченная сходимость. Он разработал геометрические интерпретации гидравлических режимов и метод линеаризации квадратичных форм, установил связь нелинейного программирования с теорией гидравлических цепей и др. [31]

Потокораспределение в гидравлической цепи описывается системой уравнений, состоящей из уравнений законов Кирхгофа и замыкающих соотношений: A-x = Q h + H=JHx) где JCS /г, Я- векторы расходов, напоров и действующих напоров на ветвях; А - пу.п матрица соединений узлов и ветвей; В - матрица базисной системы контуров; О - вектор расходов в линейно независимых узлах. Методы решения системы: - метод контурных расходов. Это обобщение метода контурных токов для электрических цепей в сочетании с методом Ньютона для решения системы нелинейных уравнений. Сводится к многократному решению системы линейных уравнений с симметрической и неотрицательной определенной матрицей. Применяется для расчета гидравлических сетей с регулируемыми параметрами, изотермического и неизотермического потокораспределсния в газовых сетях и др. - метод узловых давлений. Это обобщение метода узловых напряжений Метод поконтурной увязки перепадов давлений впервые предложен М. М. Андрияшевым [2] и независимо X. Кроссом [67]. Лобачев В. Г. предложил идею совместной многоконтурной увязки перепадов давлений путем построения и решения системы линейных уравнений относительно увязочных расходов [25]. X. Кросс в общем виде сформулировал основные принципы как поконтурной, так и поузловой увязки переменных, описывающих потокораспределение. Поконтурная увязка перепадов давлений состоит из следующих этапов: 1) по данным о нагрузках у потребителей выбираются начальные приближения для расходов на всех ветвях расчетной многоконтурной схемы, такие, чтобы в узлах соблюдался первый закон Кирхгофа; 2) для полученных расходов с учетом данных о коэффициентах гидравлического сопротивления вычисляются потери давления в ветвях и их суммарные "невязки11 во всех независимых контурах. В соответствии со вторым законом Кирхгофа невязки должны быть сведены к нулевым значениям; 3) по выявленным "невязкам" тем или иным способом определяются величины контурных "увязочных расходов"; 4) каждый "увязочный расход" суммируется с расходами всех ветвей своего контура, принятыми по начальному приближению. Расходы, полученные на последнем этапе, используются в качестве очередного приближения для начала следующей итерации и т.д. вплоть до приближенного (в пределах заданной погрешности) совпадения последовательных значений искомых величин.

Метод поузловой увязки расходов: 1) задаются наряду с заранее фиксированными давлениями давления во всех узлах; 2) исходя из них, определяются потери давления и отвечающие им расходы на всех ветвях; 3) для каждого узла подсчитывается алгебраическая сумма расходов на примыкающих к нему ветвях, включая нагрузку или приток в данном узле (если имеется), и в результате выявляются небалансы ("невязки") расходов во есех узлах; 4) каждый из этих небалансов делится в каком-то отношении (например, обратно пропорционально гидравлическим сопротивлениям) между ветвями, сходящимися в данном узле, и прибавляется (с соответствующим знаком) к их расходам.

При этом происходит перераспределение расходов в смежных узлах, что требует нового последовательного обхода всех узлов схемы и выполнения для них пунктов 3 и 4 до тех пор, пока узловые небалансы расходов не станут меньше заданной погрешности. На этапе 4 должно корректироваться давление в каждом из узлов, а далее повторяются пункты 2-4.

Комплексы свойств, характеризующие эффективность применения хладоносителя

Сравнение эффективности применения хладоносителей можно провести, использовав комплексы свойств веществ, характеризующих влияние на тепловые, гидравлические и др. показатели работы холодильной установки.

Анализ значений комплексов теплофизических свойств (см. рис. 4, 5) для основных веществ, применяемых в качестве хладоносителей, позволяет выделить наиболее перспективные рабочие вещества формировать направление синтеза новых химических соединений и веществ, которые могут быть использованы в качестве хладоносителей холодильных установок.

Низкими значениями ПС и, соответственно, мощности затрачиваемой на перекачку хладоносителя, характеризуются Экосол, "Бишол", растворы глико-лей (рис, 4)- Самые высокие значения комплекса у раствора CaCh. Увеличение конценірации раствора приводит к повышению значения ГК на 1,0 -f 1э8 % при понижении температуры замерзания хладоносителя на 1С. При понижении температуры хладоносителя значение ГК увеличивается. В области положительных температур хладоносителя влияние температуры на ГК незначительно.

Для растворов хладоносителей с высокой температурой замерзания ( зам = "15 -ь -20 С) самые высокие значения ТК у Фриизиума, раствора СаСІ2, и "Бишола" (см. рис. 5). У хладоносителей на основе гликолей этот показатель ниже. Снижение температуры замерзания па 10 С приводит к уменьшению значения ТК на 10 20%, При увеличении температуры хладоносителя ТК повышается.

Проведенный анализ влияния свойств хладоносителей без изменения агрегатного состояния на гидравлические и тепловые характеристики трубопроводов показывает целесообразность расширения области применения хладоносителей природного происхождения ("Бишол" и др.). Глава 3.

Формирование методов координирования отдельных этапов многоуровневой оптимизации в процессе автоматизированного проектировании Существенное повышение качества и сокращение сроков проектирования систем холодоснабжения возможно за счет интенсификации и координирования научно-исследовательских работ, направленных на создание перспективных и надежных систем холодоснабжения и рациональных способов регулирования, ускорение разработки их математического описания с целью последующего использования в процессе проектирования. При этом возникает необходимость решения научно-технической проблемы холодильной техники, связанной с разработкой современных методов автоматизированного проектирования с помощью ЭВМ, обеспечивающих возможность проведения оптимизационных проектных исследований систем холодоснабжения и координирование результатов этих исследований с результатами исследований других подсистем технологического производства с целью достижения оптимальности общего решения.

Развитие вычислительной техники создает условия для перехода к новому этапу автоматизации процесса проектирования, а именно к созданию систем автоматизированного проектирования холодильных установок путем сопряжения локальных вычислительных комплексов, обеспечивающих проектирование отдельных и элементов. При этом необходима разработка таких методов структурно-параметрической оптимизации холодильной установки и отдельных ее подсистем, которые обеспечили бы возможность построения единого алгоритма всего процесса проектирования при реализации произвольной задачи (проектирование новых и реконструкция действующих систем, оценка эффективности применения новых схемных решений, конструкций, процессов и т. д.),

Для реализации всестороннего исследования систем холодоснабжения предлагается; - введение универсальности иерархического принципа декомпозиции с использованием обобщенных функциональных особенностей выделенных подсистем; - осуществление декомпозиции системы на подсистемы, которые имеют максимальную автономность (минимальное количество связей) как с позиции проведения предварительных экспериментальных и теоретических исследований, так и проведения синтеза и оптимизации непосредственно в процессе проектирования. Учитывая функциональные особенности холодильных установок различного схемного исполнения, система холодоснабжения может быть представлена в виде следующей иерархической структуры (рис, 6), Задачей основного энергетического комплекса является реализация основных процессов холодильных машин и подготовка хладоносителя перед его транспортировкой к потребителям холода. Задачей вспомогательного охлаждающего комплекса является реализация способностей хладоносителя того или иного потенциала (по давлению и температуре) по отводу теплоты от охлаждаемых объектов.

Многоуровневая оптимизация холодильной установки

Для оценки экономических параметров применяется методика вычисления чистого дисконтированного дохода (ЧДД), приведенная в "Методических рекомендациях по оценке эффективности инвестиционных проектов" [32]. За горизонт расчета Тпринимается требуемый срок окупаемости. Норма дохода Е t принимается равной величине банковского процента по кредитам.

Функция цели (ЧДД или 3) задачи многоуровневой оптимизации холодильной установки выражается системой нелинейных и трансцендентных уравнений с большим числом ограничений и логических связей, поэтому данная задача составляет предмет нелинейного программирования. При решении задач параметрической оптимизации неплохо зарекомендовал себя метод скользящего допуска, который и использовался в данном случае.

Для решения общей многоуровневой задачи структурно-параметрической оптимизации использовались методы нелинейного, динамического и комбинаторного программирования. Методология структурно-параметрической термоэкономической оптимизации базируется на совмещении принципов декомпозиции и композиции.

В основу моделей отдельных комплексов могут сходить результаты оптимизационных исследований подсистем и узлов в виде регрессионных соотношений между входными и выходными параметрами. Соотношений в общем случае может быть несколько, так как они могут отражать разнообразные взаимосвязи как физических параметров, так и технико-экономических.

Структурно-параметрическая оптимизация систем холодоснабжения с промежуточным хладоносителем сводится к последовательному синтезу структур и оптимизации параметров отдельных комплексов (подсистем) с привлечением методов сопряжения с другими комплексами (подсистемами) на базе использования регрессионных и имитационных моделей. Регрессионные и имитационные модели подсистем и элементов представляют собой информационные отражения в детерминированном или индетерминированном виде связи между обобщенными входными параметрами и оптимальным откликом, которые характерны только для конкретной подсистемы с конкретными стоимостными характеристиками материалов, оборудования и энергии.

Сформулированная задача структурно-параметрической оптимизации является весьма сложной нелинейной задачей, а так как возникает необходимость оптимизировать состав оборудования, то указанная задача приобретает и комбинаторно-дискретный характер. Достаточно корректное решение может быть получено только при использовании методов многоуровневой оптимизации.

В процессе структурно-параметрической оптимизации подсистема вспомогательного охлаждающего комплекса сводится к псевдовершине основного энергетического комплекса, имеющей регрессионное или имитационное математическое описание, сформулированное при проведении оптимизационного исследования, которое используется при оптимизационном исследовании всей системы.

Результаты оптимизационных исследований отдельных подсистем вспомогательного охлаждающего комплекса обобщаются либо в виде регрессионных соотношений, либо в виде табличной информации, которые позволяют отразить зависимость затрат на каждую из подсистем от параметров закрепления верхнего уровня інд и Afjrin, то есть получаем соотношения затраты на подсистему "потребители холода - испаритель"; затраты на подсистему разветвленных трубопроводов; затраты на подсистему "емкостное оборудование - насосы".

Координирование отдельных этапов оптимизации холодильной установки основано на методе композиции. При определении тепловой нагрузки на теплообменное оборудование тепловые потери учитываются по нормативным показателям для неразветвленных трубопроводов или обобщенным результатам предварительных исследований При оптимизации вспомогательного контура определяется расчетный расход хладоноситсля для каждого потребителя холода.

Параметрическая оптимизация разветвленных трубопроводов

Параметрическая оптимизация разветвленных трубопроводов на всех участках с учетом гидравлического согласования в узлах смешения потоков сводится к обеспечению условия min 3mp(W,q). (53) Массовые расходы хладоноситсля определяются на первом этапе оптимизации подсистемы теплообменного оборудования (см, З.ЗЛ). Вся система трубопроводов условно делится на две сборно-тупиковые подсистемы, что даст возможность упростить реализацию методов оптимального проектирования. Сеть разветвленных трубопроводов формируется в виде главной магистрали (главной цепи) и отдельных подсетей, в каждой из которых выделяются главные цепи соответствующих уровней и которые являются совокупностью последовательно соединенных неразветвленных участков трубопровода с максимальным значением JGSJ -і} 5 соединяющих один из потребителей холода с насосным отделением или с узлом смешения потоков на главной цепи более высокого уровня, которой соподчинена данная главная цепь. Задача определения оптимальных размеров изолированного трубопровода базируется на многоуровневой схеме поиска условия оптимальности с учетом ограничений: 1) плотность теплового потока через изоляцию должна обеспечивать усло вия невыпадения конденсата на поверхности изоляции: Ц " КОІЇД? Т. Є. і нов J росы э 2) отдельные части сети трубопроводов должны быть согласованы по дав лению в узлах смешения. Тепловой и гидравлический расчет разветвленного трубопровода ведется последовательно ло участкам главных цепей каждого уровня, включая потоки го подсетей более низкого уровня в узлах смешения с соблюдением условия гидродинамического согласования. Расчет подсетей различного уровня, подлежащих гидродинамическому согласованию по давлению в узлах смешения на главной цепи высшего уровня (магистрали) также начинается с первых участков (дуг) главных цепей указанных подсетей при последующем подключении в узлах смешения потоков из подсетей более низкого уровня с соответствующим гидродинамичерким согласованием.

При проведении оптимизационных исследований неразветвленных изолированных трубопроводов экономические параметры оцениваются по дисконтированным затратам (10),

Оптимизация неразветвленного трубопровода на базе термоэкономического подхода позволяет учитывать воздействие участка трубопровода на работу основных элементов холодильной установки (компрессора, конденсатора, испарителя и т.д.).

При оптимизационном исследовании неразветвлениых участков трубопроводов проверялось влияние длины участка, температуры хладопосителя, стоимости элеюроэнергии и материалов, скорости двшкения среды в трубопроводе, принятого срока окупаемости и др. факторов на стоимость трубопровода.

Пример серии расчетов участка трубопровода для множества значений произведения Gxcp при температуре хладоносителя (раствора этиле пгликоля) fs--10C, с теплоизоляционной копструїсцией на основе минеральной ваты приведен в приложении А. В представленном примере указаны значения стоимостных параметров, принимаемых в расчетах.

Анализ проведенных численных исследований неразветвленных изолированных трубопроводов показывает: - при изменении температуры хладоносителя от минус 25С до минус 10СС значение оптимальной скорости движения хладоносителя увеличивается на 10 %; при изменении от минус 10С до плюс 5С - на 4 %; - в области высоких расходов (Gxcp 100) при понижении температуры хладоносителя от плюс 5 С до минус 25 С оптимальное значение диаметра трубопровода (rf„) увеличивается на один типоразмер; применение в качестве теплоизоляции более эффективных но и более дорогих материалов (например, па основе вспененного каучука) снижает значение оптимального диаметра трубопровода на 1-=-2 типоразмера по сравнению с традиционными материалами (минеральная вата) (см. рис. 12), Сравнение с данными рекомендаций по проектированию трубопроводов ВНИКТИхолодпром [49] и данными Гипрохолода показывает, что при существующем соотношении цен оптимальное значение диаметра трубопровода больше на 1-г2 типоразмера. Особенно заметно различие при высоких расходах и в области низких температур хладоносителя.

Алгоритм автоматизированного проектирования контуров систем холода-снабжения с промежуточным хладоносителем, описанный в разделе 3.2? был численно реализован на конкретных объектах. Ниже приводятся результаты расчета и анализ полученных результатов.

Для проведения численных исследований были использованы объекты пищевой и нефтехимической промышленности. Исходные данные по одному из объектов (молочный завод) приведены в табл, 3.

Оптимизационное исследование теплообменного оборудования, входящего в состав вспомогательного комплекса, дает возможность получить регрессионную модель в виде зависимости затрат от параметров закрепления верхнего уровня ГйД и AfVj, оказываюших основное воздействие на эффективность работы исследуемого комплекса.

Как показывают результаты исследований, воздействие параметра ttld на затраты в циркуляционных контурах с промежуточным хладоноситслсм незначительно из-за малых дроссельных потерь в аммиачных холодильных установках (в пределах 2 -г 4 %), Исследование на хладонах в данной работе не проводилось. Основное воздействие на результаты оптимизации вспомогательного контура оказывает значение перепада температур Atmirt (в пределах 20 -Е- 30 %).

Каждому значению Atmin соответствует оптимальное значение (по результатам внутренней оптимизации данного уровня) перепадов At", ДСш AtfJ9 W идр. Полученные в результате оптимизации теплообменного оборудования вспомогательного комплекса значения Ats дают возможность определить исходные значения расходов хладоносителя через каждый потребитель холода (условные истоки) Gs - и испаритель холодильной машины (условный сток)

Похожие диссертации на Структурно-параметрическая оптимизация разветвленных циркуляционных контуров холодильных установок с промежуточным хладоносителем