Программа расчета оптимизации выпарного аппарата

Текст программы:

Programviparok;

 

Const

//Заданные параметры

p2=0.02;//давление вторичного пара

t_grp=158.826;//температура греющего пара

t2=60.058;//конечная температура

delta1n=22;//нормальная температурная депрессия

r=2357.513;//удельная теплота парообразования

 

q=78825.1098;//удельная тепловая нагрузка

ro_st=7850; //плотность материала стенки

C_st=2.912; //теплоемкость

ro_k=908.59; //плотность пара

r_r=2290;

h_izb=0.25;

ro_NaNo3=1180;

t_ksv=82.833;

lambda_k=0.68;

mu_k=0.000172;

r_k=2085766;

ro_p=1229;

mu_p=0.00094;

sigma_p=0.11;

lambda_p=0.57;

lambda_st=51.4;

 

Var

G,H,P1,b_0,b_k,delta,Rzgr, deltaE,delta_tp,t_kr,alfa_p,alfa_n,ro_n,b,Tp,Pp,Delta_st,SummR,Fop,k,D_par,Q1,F,Massa,Ctp,Ct,G1,G2,N1,N2,CM,CL,G_v,G_yd,delta_t0,T,delta1,delta_P,delta2,delta3: real;

w,dn,PrivZatr,Mtp,n_tr,EdeltaPtr,EdeltaPm,deltaP,dzeta,Ltr,Lz,dlia_Mtp: array[1..5] ofreal;

i:integer;

Begin

w[1]:=0.6;

w[2]:=1.1;

w[3]:=1.6;

w[4]:=2.1;

w[5]:=2.6;

dn[1]:=12;

dn[2]:=16;

dn[3]:=19;

dn[4]:=23;

dn[5]:=28;

//Ввод данных

Write('CM=');

Readln(CM);

Write('G=');

Readln(G);

Write('H=');

Readln(H);

Write('P1=');

Readln(P1);

Write('b_0=');

Readln(b_0);

Write('b_k=');

Readln(b_k);

Write('delta=');

Readln(delta);

Write('Rzgr=');

Readln(Rzgr);

 

//рассчет выпарного аппарата

G_v:=G*(1-(b_0/b_k));

G_yd:=G_v/G;

delta_t0:=t_grp-t2;

T:=t2+273;

delta1:=0.01622*sqr(T)*delta1n/r;

delta_P:=(h_izb-H/2)*ro_NaNo3*9.8;

delta2:=t_ksv-t2;

delta3:=1;

deltaE:=delta1+delta2+delta3;

delta_tp:=delta_t0-deltaE;

t_kr:=delta_tp+t2;

alfa_n:=1.21*lambda_k*Power((sqr(ro_k)*r_k*9.81/mu_k/H),(1/3));

Tp:=273+t_kr;

Pp:=delta_P+p2;

ro_n:=18*273*Pp/(22.4*Tp*0.1);

b:=0.075*(1+10/(Power(((ro_p/ro_n)+1),0.6666)));

alfa_p:=b*Power((sqr(lambda_p)*ro_p/mu_p/sigma_p/Tp),(1/3));

Delta_st:=delta/1000;

SummR:=Rzgr+Delta_st/lambda_st;

 

Fop:=(1/alfa_n)*Power(q,1.33)+SummR*q+(1/alfa_p)*Power(q,0.33)-delta_tp;

k:=q/delta_tp;

Q1:=G_v*r_r;

D_par:=G_yd*G;

F:=Q1*1000/k/delta_tp;

 

Writeln('Поверхность теплообмена F=',F:4:1);

writeln('Коэффициент теплопередачи k=',k:4:1);

writeln('Расход тепла Q1=',Q1);

 

Fori := 1 to5 do

Begin

Ltr[i]:=F/(3.14*dn[i]);

lz[i]:=Ltr[i]/30;

dzeta[i]:=Ltr[i]/25.3;

EdeltaPm[i]:=dzeta[i]*ro_NaNO3*((sqr(w[i]))/2);

EdeltaPtr[i]:=0.04536*(lz[i]*1000/(dn[i]/1000-delta/1000))*ro_NaNO3*((sqr(w[i]))/2);

deltaP[i]:=EdeltaPm[i]+EdeltaPtr[i];

n_tr[i]:=round(4*Q/(1.5*3.14*sqr(dn[i]/1000)*C_st*ro_st*4)+1);

Mtp[i]:=3.14*dn[i]*delta*Ltr[i]*n_tr[i]*ro_st/1000;

Massa:=2500;

Ctp:=15;

dlia_Mtp[i]:=Mtp[i]/Massa;

Ct:=Massa*Ctp;

G1:=G_v;

G2:=Q/r;

 

//Определение приведенных затрат

PrivZatr[i]:=1000*Ct*1000/Mtp[i]+Sqr((w[i]/1.1)-1.94)/(1+delta_st/dn[i])+sqr(dn[i]+190.24/w[i]);

 

Writeln('Диаметр dн= ',dn[i], ' | ' 'Скорость теплоносителя w= ',w[i], ' | ' 'Приведенные затраты= ',PrivZatr[i]);

 

End;

End.

Результаты расчета

Рис. 2.2 – Результаты расчета однокорпусной выпарной установки

Рис. 2.3 - Зависимость приведенных затрат от диаметра труб

Рис. 2.4. - Зависимость приведенных затрат от скорости теплоносителя

Таким образом, на основании данного расчета можно сделать вывод, что из 5 рассмотренных вариантов выпарной установки оптимальным является вариант №3, для которого: d_н=19 мм, w=1.6 м/с. Приведенные затраты в этом случае составят 65063.08 руб/год.

 

 

Ректификационные колонны. Компьютерный подход