Диагностика отложений на поверхности теплообменника

Размещено на http://www.allbest.ru/

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭНЕРЕГТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ИК

Дисциплина:

“Математическое моделирование”

Лабораторная работа № 4

“Диагностика отложений на поверхности теплообменника”

Выполнила: студентка гр. ПМ-1-16

Розенфельд В.Н.

Казань, 2019

1. Постановка задачи: По мере эксплуатации теплообменника его рабочая поверхность покрывается отложениями, в результате чего эффективность теплопередачи снижается. В работе решается задача диагностики толщины отложений на поверхности теплообменника. Для этой цели проведены статические эксперименты и получены экспериментальные зависимости температуры горячего потока от одного из входных параметров: расхода хладагента, расхода горячего потока, входной температуры горячего потока и входной температуры холодного потока. Заданы также входные параметры теплообменника.

2. Исходные данные: Принимается, что эксплуатируется теплообменник, спроектированный в лабораторной работе № 3, поэтому основные исходные данные необходимо взять из этой лабораторной работы. В качестве примера экспериментальных данных ниже приводится таблица значений выходных температур горячего потока в зависимости от расхода хладагента.

температура поток хладагент теплообменник

3. Методика решения задачи. Рассматривается задача определения толщины отложений на внутренней поверхности теплообменника. Отложения отражаются на величине коэффициента теплопередачи K_т, который рассчитывается по формуле:

.

Если отложения образуются на чистой поверхности, то толщину отложений можно оценить по следующей упрощенной формуле:

.

Величина коэффициента теплопередачи идентифицируется по модели теплообменника с использованием экспериментальных данных. Уравнение для расчета температуры горячего потока, полученное из уравнений модели, будет следующим:

;

.

.

В результате работы программы получим:

= 248.58

Листинг программы

using System;

using static System.Math;

class Program

{

static double SS(double Tr, double[,] T_e, int i, double s = 0)

{

for (int j = 0; j < T_e.GetLength(1); j++)

{

s += Pow(Tr - T_e[i, j], 2);

}

return s;

}

static void Print(double[,] mas)

{

for (int i = 0; i < mas.GetLength(0); i++)

{

Console.Write($"При Vx = {13.85 + i * 10}: ");

for (int j = 0; j < mas.GetLength(1); j++)

Console.Write(mas[i, j] + " ");

Console.WriteLine();

}

Console.WriteLine();

}

static void Main()

{

double V = 10; //м3/ч

double Cp = 1.2; //ккал/кг*С

double p = 1000; //кг/м3

int T0 = 90; //С

double Cpx = 1.5; //ккал/кг*С

double px = 1100; //кг/м3

int Tx0 = 21; //С

double Kt0 = 300; //ккал/м2*ч*С

double F = 200;

double Vx = 13.85;

double Lambda2 = 1;

double delta2 = 0.003;

double Kt = 1 / ((delta2 / Lambda2) + (1 / Kt0));

Console.WriteLine($"Kt = {Kt}");

//Kt = (V * Cp * p * (T0 - Tr)) / (F * (Tr + Tr * A - Tx0 - A * T0));

double A = (V * Cp * p) / (Vx * Cpx * px);

var T_r = new double[4];

T_r[0] = (V * Cp * p * T0 + Kt * F * Tx0 + Kt * F * A * T0) / (V * Cp * p + Kt *

F + Kt * F * A);

Console.WriteLine("T расчетные:");

Console.WriteLine(T_r[0]);

for (int i = 1; i < T_r.Length; i++)

{

Vx += 10;

A = (V * Cp * p) / (Vx * Cpx * px);

T_r[i] = (V * Cp * p * T0 + Kt * F * Tx0 + Kt * F * A * T0) / (V * Cp * p +

Kt * F + Kt * F * A);

Console.WriteLine(T_r[i]);

}

var T_e = new double[,]

{ {41,46,50,57}, {46,51,56,60 }, {52,60,66,72 },{60,65,73,78 } };

Console.WriteLine("\nT экспериментальные:");

Print(T_e);

var S = new double[4];

Console.WriteLine("\nКоэффициенты рассогласования:");

for (int i = 0; i < S.Length; i++)

{

S[i] = SS(T_r[i], T_e, i);

Console.WriteLine($"При Vx = {Vx + i * 10}: {S[i]}");

}

Console.ReadKey(true);

}

}

Результат работы программы:

Размещено на Allbest.ru