Вдосконалення методу проектування теплових мереж: пслідовне з’єднання потоків

Анотація

В роботі представлено підхід до проектування технічних систем, елементи яких взаємопов’язані і здійснюють внутрішній обмін енергією. Проведений аналіз показав, що для теплообмінної апаратури при об’єднанні апаратів в системи у теперішній час використаються виключно ітераційні методи, представником яких являється Pinch-аналіз. Обмеженням ітераційного підходу є неможливість одержання точного рішення таких задач, що може бути досягнуто тільки аналітичними методами, які дозволяють виявити деякі ефекти в системах, що практично недосяжно при чисельному рішенні. Це вказує на відсутність строгого доказу наявності існування рішення і проблеми при побудові приблизних рішень внаслідок необхідності залучення доповнюючих гіпотез. Топологічне представлення модулів системи дозволяє розглядати архітектуру у вигляді мережі, що сприяє аналізу зв’язків між складовими елементами і виявленню їх взаємовпливу. Виділені типові з’єднання елементів мережі такі як послідовне, паралельне, контурне, що дозволяє уніфікувати принципи побудови зв’язків в системі. У якості критерію оптимальності обрано параметр NTU, який включає поверхню теплообміну і звичайно використається при пошуку рішення для теплообмінних апаратів рухомих об’єктів. Одержано аналітичне рішення задачі про розподіл потоків і ефективність теплообміну в системі з двох послідовно з’єднаних апаратів. Його аналіз показав, що постановка задачі проектування на основі визначення елементів матриці по відношенню детермінантів, дозволяє не тільки задовільнити вимоги до системи, але і визначити параметри конструкції її елементів, які задовільнять їх екстремальним характеристикам