Разработка алгоритма расчета эффективности эксплуатации и ремонта пластинчатого теплообменника

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Актуальность темы обусловлена определением эффективности проектирования и эксплуатации теплообменных аппаратов в результате развития цифровых технологий в науке и технике, в том числе после плановых и внеплановых ремонтов аппаратов. В настоящее время разработано много нормативной, учебной и методической документации. Проблемой является недостаточная достоверность определения эффективности теплообменных аппаратов.Материалы и методы. Для решения проблемы разработан алгоритм расчета эффективности эксплуатации и ремонта пластинчатого теплообменника. Авторами созданы алгоритмы и программа в Microsoft Excel для проектного расчета теплообменника, включающего тепловой, конструкторский и гидравлический расчеты теплообменника, а также расчет эксергии проектируемого аппарата по данным программы проектного расчета теплообменника. В качестве реализации расчета эксергетического КПД пластинчатого теплообменника может быть применено веб-приложение ntcseis.ru на основе языка программирования Ukit.Результаты. Выполнен проектный расчет пластинчатого теплообменника с помощью программы Microsoft Excel, включающий тепловой, конструкторский и гидравлический расчеты теплообменника. Осуществлен ручной расчет эксергии проектируемого аппарата в качестве решения прикладной задачи для определения эффективности проектируемого теплообменника. Разработано веб-приложение ntcseis.ru расчета эксергетического КПД пластинчатого теплообменника.Выводы. В процессе выполнения работы поставлены и решены следующие задачи: рассчитаны тепловые, конструкторские и гидравлические параметры теплообменника на базе известной классической методики. Результаты расчета использовались для определения потерь эксергии проектируемого теплообменника с помощью рассчитанных значений среднелогарифмических температур и других параметров греющего и нагреваемого теплоносителей; потерь эксергии от теплообмена с окружающей средой, от конечной разности температур теплоносителей, от гидравлических сопротивлений в трактах теплоносителей; удельных термических эксергий теплоносителей на входе и выходе теплообменного аппарата; потока эксергии на входе и выходе аппарата; эксергетического коэффициента теплообменника. Разработано веб-приложение ntcseis.ru расчета эксергетического КПД пластинчатого теплообменника.

Об авторах

С. М. Чекардовский

Тюменский индустриальный университет (ТИУ)

Email: ldgtd@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9303-5648

К. Н. Илюхин

Тюменский индустриальный университет (ТИУ)

Email: iljuhinkn@tyuiu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9856-6915

А А. Мелехин

Научно-технический центр «Строительство и эксплуатация инженерных систем» (НТЦ «СЭИС»)

Email: melehin2006@yandex.ru

М. Н. Чекардовский

Тюменский индустриальный университет (ТИУ)

Email: chekardovskijmn@tyuiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7166-1936

Список литературы

  1. Mota F.A.S., Carvalho E.P., Ravagnani M.A.S.S. Modeling and design of plate heat exchanger // Heat Transfer Studies and Applications. 2015. doi: 10.5772/60885
  2. Чабаева Ю.А., Булеков А.П., Сажин В.Б., Попов И.А., Беднякова А.А. Критерии эффективности теплообменников // Успехи в химии и химической технологии. 2012. Т. 26. № 5 (134). С. 112–115. EDN RCCGWP.
  3. Столяренко В.И., Жерносек С.В., Ольшанский В.И., Марущак А.С., Мовсесян В.Ю. Исследование эффективности пластинчатого теплообменника // Материалы и технологии. 2020. № 1 (5). С. 33–38. doi: 10.24412/2617-149X-2020-1-33-38. EDN DPUCLA.
  4. Чекардовский М.Н., Илюхин К.Н., Чекардовский С.М., Харламова Н.А. Проектирование и исследование теплообменных аппаратов : учебное пособие. Тюмень, 2015. 124 с. EDN TXLIMB.
  5. Мазо А.Б. Основы теории и методы расчета теплопередачи : учебное пособие. Казань, 2013. 144 с.
  6. Savvin N.Yu., Kushchev L.A., Alifanova A.I. Modern methods of intensification of heat exchange processes in plate apparatuses // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 945. Issue 1. Р. 012001. doi: 10.1088/1757-899x/945/1/012001
  7. Cai H., Su L., Liao Y., Weng Z. Numerical and experimental study on the influence of top bypass flow on the performance of plate fin heat exchanger // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 146. Pp. 356–363. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2018.10.007
  8. Sventitskiy I. The logical-mathematical analysis for substantiation of efficiency of heat pumps and refrigerators // Research in Agricultural Electric Engineering. 2015. No. 4. Pp. 138–142. EDN VLQYXT.
  9. Prathyusha B.G.R. Numerical investigation on shell, tube heat exchanger with segmental and helix baffles // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development. 2018. Vol. 8. Issue 3. Pp. 183–192. doi: 10.24247/ijmperdjun201821
  10. Serth R.W., Lestina T. Process heat transfer. 2nd ed. Principles, Applications and Rules of Thumb. Oxford, UK : Elsevier, 2014.
  11. Загорный С.В., Наумчик И.В., Дзитоев М.С., Михайленко А.В. Эксергетический анализ элементов систем термостатирования // Труды МАИ. 2021. № 121. С. 11. doi: 10.34759/trd-2021-121-11. EDN HNCRDP.
  12. Кирюшатов А.И., Катков Д.С. Оценка термодинамической эффективности теплонасосных установок // Аграрный научный журнал. 2015. № 10. С. 39–41. EDN ULZYIV.
  13. Chehade G., Dincer I. Exergy analysis and assessment of a new integrated industrial based energy system for power, steam and ammonia production // Energy. 2019. P. 116277. DOI: 10.1016/J. ENERGY.2019.116277
  14. Нечитайлов В.В. Теплоэнергетические системы и энергетические балансы промышленных предприятий. Часть 2. Энергетические балансы промышленных предприятий : учебное пособие. СПб. : ВШТЭСПбГУПТД, 2023. 75 с.
  15. Russo J., Akahane K., Tanaka H. Water-like anomalies as a function of tetrahedrality // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018. Vol. 115. Issue 15. doi: 10.1073/pnas.1722339115
  16. Зыков С.В. Эксергетическая оптимизация режимов работы ТЭЦ : дис. ... канд. техн. наук. Новосибирск : НГТУ, 2017. 114 с.
  17. Александров А.А. Эксергия термодинамических систем // Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок. URL: http://twt.mpei.ac.ru/TTHB/2/Aleksandrov/Chapter-6/6-1.pdf
  18. Chekardovskiy M.N., Chekardovskiy S.M., Chekardovskaya I.A. Evaluation development method of production efficiency level // Asia Life Sciences. 2019. № 1. Pp. 527–538. EDN AZSTVO.
  19. Rashidi J., Yoo С. Exergy, exergo-economic, and exergy-pinch analyses (EXPA) of the kalina power-cooling cycle with an ejector // Energy. 2018. Vol. 155. Pp. 504–520. DOI: 10.1016/J. ENERGY.2018.04.178
  20. Мелехин А.А. Разработка технико-экономических алгоритмов расчета для калькуляторов инженерных систем : монография. М. : Издательство МИСИ – МГСУ, 2021.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».