Диссертация (1026227), страница 36

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 36)

Кроме того, методика учитывает изменение свойств сорбента впроцессе его эксплуатации, а также необходимость проведения операций,связанных с контролем определяющих параметров работы установок иформированием необходимых аварийных и информационных сигналов, ее223блок-схема представлена на Рисунке 4.2, детализация которой приведена вПриложении 3.Разработанные методики позволяют произвести расчет и проектированиеконденсационно-адсорбционных установок подготовки воздуха для кабельныхлиний связи на расчетных режимах работы. Однако для поиска оптимальныхрешенийпоэффективности,надежностииресурсуиспользуемогооборудования в различных условиях его применения необходимо учитыватьособенности эксплуатации подобных установок, в том числе и на нерасчетныхрежимах их работы.

Указанные особенности подразумевают определениеосновных параметров нерасчетных режимов работы установок.Для нахождения параметров, определяющих работу конденсационноадсорбционных установок подготовки воздуха для кабельных линий связи нанерасчетных режимах, было создано прикладное программное обеспечениепрактической реализации разработанной вероятностно-статистической модели.В данном программном обеспечении на ряду с реализацией описанных вышеметодик, было осуществлено моделирование протекающих процессов наоснове вычислительного эксперимента, в котором было возможно не толькоиспользовать данные расчетных режимов установки, но и осуществлять учетнеблагоприятного воздействия внешних факторов в диапазоне, существеннопревышающем эксплуатационные возможности разрабатываемых установок.2241. Исходные данные для расчета основных характеристик КГустановок:QП, Tн.у., Тmin, Тmax, ρн.у., Рн.у., Pmin, Pmax, ПВ, NК, τКП, П, а, ρN, dч2.

Вычисление минимально допустимой величины длительностицикла работы компрессора: τцк = (τРК+τПК) =3600/ NК3. Вычисление времени работы компрессора: τРК =ПВ · τцк4. Вычисление времени простоя компрессора: τПК=(1- ПВ) · τцк5. Вычисление максимального объема воздуха (при нормальныхусловиях), подаваемого в кабели связи за цикл работы компрессора:VПmax = QП · τцк6. Вычисление максимального объема воздуха, необходимого длярегенерации адсорбента в каждом цикле: VPmax= Pн.у ·VПmax/(Pср -Pн.у)Pср=(Pmax+ Pmin)/2 – среднее давление в цикле.7. Определение времени регенерации адсорбента и проверкавыполнения условий для ее эффективной реализации: τРА = τПК – τКПнет8. τРА ≥120да9.

Вычисление максимального расхода воздуха (при нормальныхусловиях), подаваемого на регенерацию адсорбента: QР=VPmax /τРА10. Вычисление максимального расхода воздуха в цикле: Qmax=QП +QР11. Вычисление минимального объема ресивера КГ (по воде):VКГ =Pн.у(Qmax · τРА + QП·τКП )/(Pmax-Pmin)12. Вычисление минимальной производительности компрессора:QК = VКГ· (Pmax-Pmin)/ (Pн.у· τРК )13. Получение результатов для расчета теплообменного аппарата КГи выбора серийных комплектующих14.

Исходные данные дляустановкамирасчетахарактеристикуправленияРисунок 4.1. Блок-схема методики расчета основных технологическиххарактеристик оборудования КГ2251. Исходные данные для расчета основных характеристик БОА установок:VЦmax, QП, Tн.у., Тmin, Тmax, ρн.у., Рн.у.,Pmin, Pmax, ПВ, NК, τКП, П, а, ρN, dч2. Вычисление параметров адсорбера: Smin=Qmax·Pн.у/(Pср ·П· Wmax), DA  4S min 3.

Оценка максимального объема воздуха в каждом цикле: VЦmax =VПmax+VPmax4. Оценка максимальной массы влаги в каждом цикле: MЦmax= VЦmax·аВ5. Вычисление минимально допустимой массы силикагеля: MС = MЦmax/ а6. Вычисление минимального объема силикагеля в адсорбере: VАmin= MС/ ρN7. Вычисление минимально допустимой высоты слоя силикагеля: HCmin= VАmin/Smin8. Вычисление минимальной расчетной высоты слоя силикагеля: HРmin = HCmin+ S0,S 0  Re d  10 4  0,0637  0,04049. HРmin ≥ Lmin ~ 0,6нетда10. DАР ≥ DАданет211.

Вычисление фактического объема адсорбера: Vф  DAPH P min 412. Вычисление фактической массы засыпки силикагеля: МСф=Vф*ρN13. Вычисление максимального объема воздуха в цикле: VЦФmax = VЦmax+Vф*(Pmax/Pн.у.)да14. Корректировканет15. Вычисление предельного уровня насыщения силикагеля маслом: ММ = 2*МСф* аМ16. Вычисление предельного объема воздуха: VПmax = ММ/( αМ СМ)17. Определение минимального времени работы адсорберов БОА: τ зд = VПmax / Qmax18. τзд > 1годанетда19. Получение результатов для подбора серийных комплектующих БОАустановок20. Исходные данные для расчета характеристик управления установокРисунок 4.2.

Блок-схема методики расчета основных технологических26характеристик оборудования БОА226При формировании исходных данных для проведения вычислительногоэксперимента рекомендуется использовать:фактические-характеристикипотермодинамическимпараметрампротекающих процессов и рабочих помещений установок;- фактические расходные характеристики установок;- фактические характеристики изотерм адсорбции паров воды на силикагеле;- фактические характеристики применяемого мелкопористого силикагеля;- фактические характеристики компрессора;- фактические технологические параметры применяемого оборудованияустановок.Моделирование протекающих процессов необходимо осуществлять наоснове функций плотности распределения двух независимых множествадсорбтива, соответствующих выпуклым участкам изотермы адсорбции паровводынасиликагелесиспользованиемвыражений(2.33)и(2.35).Количественные значения величин определяющих параметров в сорбционныхпроцессах следует вычислять на основе оценок, представленных в разделах3.3.1…3.3.3 с учетом полученных эмпирических выражений (3.5)…(3.7)(Рисунок 4.3).0,140,140,12fI(S,t)0,10f(s,t); 1/мf(s,t); 1/м0,120,080,06fII(S,t)0,040,020,080,06fII(S,t)0,040,020,00а)fI(S,t)0,100,0000,10,20,3S,0,4мб)00,10,20,3S,0,4мРисунок 4.3.

Пример расчета эволюции функции плотности распределениядвух независимых множеств адсорбтива по слою адсорбента при температуре25оС: а) в адсорбционном процессе, б) в десорбционном процессе227Далее, с использованием функций плотности распределения fI(S,t), fII(S,t) иfDI(S,t), fDII(S,t) на основе выражений (2.43) и (2.44) следует осуществить расчетэволюции адсорбционных и десорбционных фронтов в пространстве и временипри различных эксплуатационных параметрах (Рисунок 4.4).11с(S,tc)/cw; t=800сс(S,tc)/cw; t=800с0,60,40,60,40,20,20-0,1а)сD(S,tc)/cw; t=400с0,8сD(S,tc)/cw; t=400сс(S,tc)/cwс(S,tc)/cw0,8000,10,20,30,40,5м0,6 S,0,7-0,1б)00,10,20,30,40,50,6 S,0,7мРисунок 4.4.

Пример расчета эволюции сорбционных фронтов по слоюсиликагеля: а) при температуре 20оС, б) при температуре 25оСОписание в рамках вычислительного эксперимента эволюции динамикисорбционных фронтов при широком диапазоне изменений параметров внешнейсреды открывает возможность моделирования деформации сорбционныхфронтов, а также расчетного определения величин:- динамической активности слоя силикагеля в процессах КБА (на основеметодики, изложенной в разделе 3.1.4);- эффективности использования слоя силикагеля (на основе выражений (2.39) и(2.40));- ресурсных характеристик силикагеля (на основе выражений (3.8) и (3.9));- эффективности использования объема воздуха, подаваемого на регенерацию;- времени наступления проскока адсорбтива;- времени экспозиции отказов.При этом все вышеуказанные процессы моделирования осуществляются сучетом влияния случайных составляющих в адсорбционных и десорбционныхпроцессах и производятся на основе зависимостей (3.6) и (3.7) соответственно.228Проведенные исследования показали, что применение представленнойинженерной методики расчета конденсационно-адсорбционных установокподготовкивоздуханаосновепроцессовКБА,включаяметодикумоделирования протекающих процессов, способно повысить точность оценкиосновных параметров технологических процессов подготовки воздуха не менеечем на 15%, по сравнению с существующими методиками расчета.Рассмотренные особенности первых двух этапов расчета установокнеобходимо использовать для определения исходных данных для разработкипроцессов управления, регулирования и контроля.В процессе разработки этих данных необходимо учитывать два режимаработы ресивера КГ, соответствующие режиму «сухого» и «мокрого» ресиверас учетом термодинамических характеристик протекающих процессов.

Приэтом в качестве исходных данных используются средние интегральныерасходные характеристики, полученные в режиме реального времени, спомощью контроля точной дозировки малых объемов воздуха в каждомсорбционном цикле. В методику управления также следует заложитьалгоритмыпереключениямеждуразличнымивариантамиреализациитехнологического цикла.Блок-схема методики определения исходных данных для разработкипроцессов управления, регулирования и контроля представлена на Рисунке 4.5.229Определяющие параметры расчета:φр , Tо/с, Tн.у., Тmin, Тmax, ρн.у., Рн.у., Pmin, Pmax, P’max , Р’min , Qк , Qкmax, Qкmin , QП,QПmax, QПmin, Qр, Qрmax, Qрmin, ПВ, NК, Vрс, Vа, kздаφр≥30%нетP=Рmin запуск секундомеров t1 и t2P=Рmin запуск секундомеров t1 и t2Р=Рmax выключение секундомера t2, замер ΔτКР=Рmax выключение секундомера t2, замер ΔτКР=Ркнт запуск секундомера t3Р=Ркнт запуск секундомера t3Р=Рп выключение секундомера t3, замер ΔτпР=Рп выключение секундомера t3, замер ΔτпВычисление: QП V pc  Va   П max п   н.

уm  m  1,0009  0,0003QпV pc  Va   П maxQП  п   н. у  РП min1    РП max   Р П min 1   Р   П max1m  m  1,0318  0,0002  Q рV рc  Va   minQК  К   н. у  Р max  Р  minVU  V рс  V a  mim н. уVП  QП   КVП  QП   КVP  V П  VU Вычисление: QП   Р max   Р  min1 m 12 Рн .

Характеристики

Список файлов диссертации