автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Моделирование и оптимизация процессов в термических деаэраторах

На правах рукописи

и*-»

МАГДИЕВ Евгений Валерьевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В ТЕРМИЧЕСКИХ ДЕАЭРАТОРАХ

Специальность: 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

I О м I > .

Иваново 2009

003467150

Работа выполнена на кафедре прикладной математики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

Научный руководитель-

доктор технических наук, профессор Жуков Владимир Павлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Елин Николай Николаевич

кандидат технических наук, доцент Чагин Олег Вячеславович

Ведущая организация - государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ярославский государственный технический университет».

Защита состоится «18» мая 2009 г. в_часов на заседании совета

по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.063.05 при ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» по адресу: 153000, г. Иваново, пр.Ф.Энгельса, д.7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет».

Автореферат разослан « 13 » апреля 2009 г.

Ученый секретарь совета д.ф.-м.н., профессор

Г.А. Зуева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Одним из важных направлений создания ресурсо- и энергосберегающих технологий является совершенствование тепломассообменных процессов в химической, энергетической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности.

С точки зрения экономии ресурсов деаэраторные установки вызывают особый интерес в силу сложности протекающих в них процессов, большой энергоемкости и часто переменной потребности промышленности в очищенной воде.

Сложность процессов деаэрации обуславливается совместным протеканием в многофазной среде (вода, пар, газ) процессов тепло- и массообмена при струйном или пленочном течении теплоносителей с изменяющейся геометрией и скоростью потока теплоносителей, то есть с изменяющимися площадью поверхности раздела фаз и коэффициентами тепло- и массопереноса. Существует достаточно много методов расчета процессов в тепло-массообменных аппаратах. Каждая частная зависимость разрабатывается для определенного типа аппаратов, схемы взаимного движения сред в нем, направленности процесса, диапазона физических и режимных параметров. Объясняется это не только сложностью процессов, отсутствием фиксированной поверхности контакта, но и недостаточной разработанностью теории тепломассообмена применительно к расчету процессов в контактных аппаратах. Кроме того, большинство методов позволяют рассчитать значения параметров только дяя стационарных режимов работы.

Большая потребность промышленности в очищенной воде приводит к необходимости создания для деаэрации воды энергоемких установок большой производительности. С учетом неравномерной суточной, недельной и годовой потребности в очищенной воде, деаэраторным установкам приходится часто изменять нагрузку и работать в переменных режимах. Такая работа часто приводит к перерасходу материальных и тепловых ресурсов и к выходу технологических параметров из допустимого диапазона значений. Оптимальное ведение переменных режимов, обеспечивающее минимальные потери пара и энергии при обеспечении заданного качества деаэрированной воды, наиболее эффективно может быть реализовано на основе адекватных методов расчета деаэраторных установок.

Таким образом, разработка математических моделей деаэрационных установок, позволяющих описывать и оптимизировать их работу в стационарных и нестационарных режимах, является актуальным направлением исследований.

Актуальность темы работы подтверждается также ее выполнением в рамках ФЦП «Интеграция» (2.1-А118 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий) и международных договоров о научно-техническом сотрудничестве с Ченстоховским политехническим университетом (Польша) и Торгам институтом г. Алби (Франция).

Основные цели и задачи исследования. Целью исследования является повышение эффективности работы деаэраторного оборудования на основе моделирования и оптимизации протекающих в нем процессов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• разработать математические модели процессов для поверхностных и смешивающих подогревателей и термических деаэраторов струйного и барботажного типа;

• провести экспериментальные исследования процесса деаэрации в аппаратах струйно-барботажного типа, необходимые для идентификации полученных моделей;

• разработать метод расчета технологических процессов и аппаратов и систему его компьютерной поддержки;

• апробировать результаты работы на практике.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются поверхностные и смешивающие теплообменные аппараты и деаэраторы химической, энергетической и смежных отраслей промышленности. Предметом исследования являются математические модели процессов в тепломассооб-менных аппаратах, разработанные в рамках ячеечного подхода с использованием математического аппарата теории цепей Маркова.

Научная новизна. Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработаны ячеечные модели стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих тепломассообменных аппаратах и деаэраторах, позволяющие согласовывать уровень декомпозиции системы с уровнем располагаемого эмпирического обеспечения модели.

2. Проведены промышленные экспериментальные исследования переходных режимов при ступенчатом изменении расхода пара в атмосферном деаэраторе струйно-барботажного типа, в ходе которых получены зависимости технологических параметров от времени, выполнена идентификация и верификация предложенной ячеечной модели.

3. Сформулирована и решена задача оптимального управления расходами теплоносителей, обеспечивающего минимальные тепловые потери при сохранении требуемой концентрации газов в деаэрированной воде при ведении переходных режимов.

Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. На основе предложенной математической модели разработан алгоритм и компьютерный метод расчета стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих теплообменных аппаратах и термических деаэраторах.

2. С использованием разработанной модели проведены численные эксперименты по исследованию влияния импульсных и ступенчатых возмущений технологических параметров на характер переходных процессов в тепломассообменных аппаратах для различных профилей каналов теплоносителей.

Кроме того, показано влияние уровня декомпозиции системы на характер изменения расчетных параметров теплоносителей при переходных процессах в струйном отсеке термических деаэраторов.

3. Предложенный метод расчета струйных деаэраторов использовался при разработке систем управления переходными и стационарными процессами, позволяющих обеспечить ведение технологических процессов в допустимых диапазонах изменения параметров при обеспечении минимальных потерь тепловой энергии и пара.

4. Внедрение результатов работы на линии химводоочистки теплосилового цеха ОАО «Северсталь» позволило обеспечить уменьшение тепловых потерь на 13 тыс. Гкал/год и затрат пара на водоприготовление на 1500 т/год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на трех конференциях, в том числе: XIII Международной научно-технической конференции Бенардосовские чтения «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (Иваново, 2006 г.); Международной научной конференции «Теоретические основы создания оптимизации и управления энерго- ресурсосберегающими процессами и оборудованием» (Иваново, 2007 г.); XX международной конференции «Математические методы в технике и технологии ММТТ-20» (Ярославль, 2007 г).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе в 3-х изданиях, предусмотренных перечнем ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка литературы из 124 наименований. Общий объем диссертации составляет 126 страниц машинописного текста, 50 рисунков, 9 таблиц, 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи, указан метод исследования, представлена научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен анализ существующих типов теплообменных аппаратов и методов их расчета. Основное внимание при анализе уделено деаэрационным установкам, наиболее часто используемым в промышленных системах водоподготовки. В деаэрационной установке струйно-барботажного типа, схема потоков в которой приведена на рис.1, одновременно протекают совмещенные процессы переноса тепла и энергии между водой, паром и газом, растворенным в воде и паре.

Проведенный анализ показал, что создание и оптимизация энерго - ресурсосберегающих технологий в тепломассообменных системах обуславливается дальнейшим совершенствованием адекватных методов их расчета.

Исследованию тегшомассообменных процессов в деаэрационных установках посвящены работы С.С. Кутателадзе, В.И. Шарапова, Е.В. Барочкина и др., в которых, однако, основное внимание уделяется стационарным режимам работы установки. При переходных режимах работы, связанных с пуском,

остановом и изменением нагрузки оборудования, нарушение технологических режимов является наиболее вероятным.

Вы пар

вода+газ •<

^ Ъ: ■■■■■■■

-tttl

. Деаэрированная вода

Ы|Д^Ж^М-А, ЖМ !

Вода+конденсат пара

а) б)

Рис. I. Схема потоков в деаэрационной установке струйно-барботажного типа (а) и в ее

струйной ступени (б) Для моделирования переходных процессов измельчения и смешения сыпучих материалов В.Е. Мизоновым и Анри Бертье была успешно применена ячеечная модель с использованием математического аппарата теории цепей Маркова.

Проведенный анализ показывает, что разработка универсальной расчетной методики, которая изначально ориентируется на анализ стационарных и нестационарных режимов при возможном варьировании уровня декомпозиции деаэрационной установки для обеспечения наибольшего соответствия размера ячейки характерному размеру аппарата, для которого получено эмпирическое обеспечение, является перспективным направлением научных исследований. Использование ячеечных моделей при этом обладает рядом преимуществ:

■ Ячеечные модели предлагают пространственную дискретизацию рабочего объема на ячейки, на уровне которых потоки материала могут быть описаны известными моделями, главным образом, идеальным смешением или идеальным вытеснением. Комбинации этих ячеек могут моделировать потоки всей структуры, включая застойные и циркуляционные зоны.

■ В рамках ячеечных моделей могут использоваться существующие эмпирические критериальные зависимости для коэффициентов тепломассопе-реноса. Ячеечная модель позволяет автоматизировать процесс расчета сложных систем, что, в свою очередь, делает возможным решение задач их структурно-режимной оптимизации.

■ Использование для описания ячеечной модели матричного аппарата и соответствующего готового программного обеспечения существенным образом упрощает технологию программирования и технологию инженерных расчетов.

■ Ячеечный подход наряду с построением модели стационарных процессов позволяет рассчитывать переходные режимы работы оборудования.

На основании проведенного анализа сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе рассматриваются математические модели процессов те-пломассопереноса в поверхностных и смешивающих подогревателях и деаэраторах, позволяющие рассчитывать параметры теплоносителей в переходных режимах работы.

При разработке ячеечной модели расчетная область тепломассообмена разбивается на некоторое число элементов (ячеек). Для описания состояния системы вводится вектор состояния, составленный из энергий и масс горячего и холодного теплоносителей в ячейках и массы газа в них:

Сд =[<7ц

<?„(/;+/„-с,)

в22 <712(Г,+Г„-с2) С722-С2

си-Сцп

в»-С.

>21

С„-С.

(О

г 22

где в - масса теплоносителя, СЕ - концентрация газа в теплоносителе, г - удельная теплота парообразования, с — удельная теплоемкость, I - температура. Первый индекс соот-

' Рн'-П

"ю-»' ^им)' Я«.-,,

о;;

Пар

г

<1 с Г

.—.

■а и" 1 1 у

к и.

°Ч-Ри

ОТ О"

Вода

с„-

ветствует теплоносителю (1 -горячий, 2 - холодный), а второй - номеру ячейки, индекс «го> показывает состояние насыщения. Модель строится на основе балансов энергии и массы для каждой ячейки. Расчетная схема потоков массы и энергии для горячего и холодного теплоносителей приведена на рис. 2.

Вероятность перехода теплоносителя из одной ячейки в другую для горячего (р^ и для холодного (р2) теплоносителей определяется характером их движения в аппарате.

Из шести балансовых соотношений: баланса массы для пара, баланса массы для воды, баланса тепловой энергии для пара, баланса тепловой энергии для воды, баланса массы газа в паровой фазе, баланса массы газа в воде, записанных для одной ячейки, получается система из шести уравнений в виде:

-.с.г-:'л''Ръ

Рис. 2. Расчетная схема потоков массы и энергии теплоносителей для ¡-той ячейки

Аг-Р-Л -Дг и,-Ьт-к-Р в*

(О,; • X, • г,Г1 = ^ -л, ■ г, • (1 -р„.) + Ц,.« • х, • • р1(М) -к-Р-^п • Дг +

; г- / » С7/, -с2 к-Р-^-Ат , +к-Р-1'1ГАт--^---1=--+

к-Р-({,-Ат

•С, •с

-2 *1л

(2)

-к-Р -Ц, - Дг

к-Р-11-Аг к-Р-1[гАт , +

ггх,

•с, -г,

-V • Й(Н)-(1-л .кг-с^

• Г=• С/2(М) • Л(Ы)+. С,{ • (1 -Рг-

кт-р„ к«-к-Р.

О'

Верхний индекс показывает номер шага по времени, величина которого обозначена через А т. Данные уравнения, записанные для всех ячеек, представляются в матричном виде:

С^Р^+РхС^+С. <3)

Вектор питания РСо показывает все внешние потоки масс и энергий, которые поступают в рассматриваемую систему. Блочная переходная матрица Р для ячеек составляется из матриц- блоков в виде

(4)

ч о о о

о о

р = о о о

о о В„

Рч 0 0 0 0 0 " "0 0 0 0 0 0"

0 Рп 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 Рч 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Г 1/ ; (5) о =

0 0 0 Рп 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 Ри 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 Рг,. 0 0 0 0 0 0

ы 0 0 л/а, 0

0 1 -А, 0 -А/аъ 0

0 0 1 -Л В/о» 0

0 0 0 1 -ръ -вюъ 0

0 0 0 0 1 -А-

0 0 0 0 К ■Рю,

ц

, к-Р-Ат п к-Р-Ат к-Р-1-Ат где А =-; В--н----

/* * Х| * Сч Сч * дг»

о о о о

К-К'ГКъ Ь-Ря-К-К-рк*»

,(7)

Вектор свободных членов записывается следующим образом

с=[-*1(

где

О О

-К К

^2» ^2»

О 0]', (8)

Дг,

(9)

, г- Л

сг - А г

(10)

Матрица Ре1, представляется в виде (5) в том случае, если направления движения теплоносителей из ячейки в ячейку совпадают. В противном случае вероятность перехода горячего теплоносителя представляется матрицей Рг, а холодного Рь.

(12)

Изменение входных параметров (возмущение) может быть как кратковременным (импульсным), так и длительным (ступенчатым). Созданная модель позволяет рассчитывать параметры теплоносителей с учетом любого из данных возмущений. Результаты расчета переходных процессов, полученные согласно модели (2)-(12), приведены на рис.3, 4.

Ри 0 0 0 0 0" "о 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 Ри 0 0 0 0

0 0 Рм 0 0 0 0 0 0 0 0 0

г 1; ; (П) Р„ =

0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ри 0 0

0 0 0 0 Ри 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ръ

Рис. 3. Распределение по ячейкам в разные моменты времени при ступенчатом увеличении расхода холодного теплоносителя с 10 кг/с до 50 кг/с массы горячего (в)), холодного (йз) теплоносителей и содержание газа в воде (С„2)

Рис. 4. Изменение выходных параметров теплоносителей во времени при импульсном увеличении расхода воды на входе в деаэратор с 10 кг/с до 40 кг/с

Приведенная модель деаэратора может использоваться также и для расчета смешивающих теплообменных аппаратов. При этом удаление газа из воды (дегазация) не учитывается, а из модели (2) исключаются последние два уравнения, описывающие процесс деаэрации. Система уравнений для одной ячейки приобретает следующий вид:

г-1 /1 ч к-Р-^-Ат ,/2,-Ат-к-Р „

С/, = ^ • (1 - ру,)--!=-+--+ 0/(М) • рКЫ) + С„.

1 ^

I м

к-Р-(,„-Ат К-Ьт-к-Р а,

1-1) " Рщ-\

л с;,

(<Я-X-Г] У+| = в,1, - х1 ■ г, ■ (1 - ри) + 0/(М, -хггг /?„,_„ ~к-Р-11п-Ат + С',, ■ с.

+к-Р-Ц-Ат-

к-Р-^„-Аг

к-Р-(!. -Дг

(13)

С>гс2

С 2 01

• с2 • '2/ )>+' = ■ сг ■ ' (1 - Д,) + " с2 ■ • рКМ) + к-Р-г(п-Ат-

--—

». . V /

, _ , . к-Р-и-Ат , -к-Р-А,-Ат--Щ—+-^--с, -г/,

При этом в выражениях (4)-(8), (11)-(12) элементы пятой и шестой строк матриц будут отсутствовать. Матрица В„ описывающая переход массы и тепловой энергии, принимает вид:

ц =

1-я, о о

О 1-й, о О о 1 -л ООО

А/О» -л/аи вюу

1 -А-В/Сь]

(14)

Вектор свободных членов находится го выражения

С-К

где коэффициенты к определяются согласно (9), (10).

Результаты расчета смешивающего теплообменного аппарата представлены на рис. 5 в виде зависимости выходных параметров от времени при ступенчатом уменьшении расхода воды на входе в установку.

щ

таг

н

ТРТПГ|

Ш14

"ТПТ

114 1:

;

Рис. 5. Изменение параметров теплоносителей при ступенчатом уменьшении расхода воды на входе в теплообменный аппарат с 40 кг/с до 20 кг/с

Рис. 6. Изменение температуры холодного теплоносителя на выходе из теплообменного аппарата при ступенчатом увеличении температуры холодного теплоносителя на входе с 20 'С до 40 'С При дальнейшем упрощении из системы (2) может быть получена модель поверхностного теплообменного аппарата путем исключения как уравнений, описывающих деаэрацию, так и уравнений, описывающих массообмен. Полученная при этом система уравнений, отражающая переход тепловой энергии от горячего теплоносителя к холодному путем теплопередачи, записывается в виде:

(С,ч ■ =С%■х1-г1-(\~Р,)+Ст)-х1 ■г, ■ -к^-Ат+к-Р-^.Аг-^+ОГ

Ъ'Ъ ,(15)

(Сь ^ЛГ! =с£-а-йН^м,-С,- /¿и,- Дм +к-Р-4 -Лт-к-Р4 -Дг-

Матрица В; после преобразований записывается как:

си

Ъ'Сг

ц =

б)

-¿FAт/qq №Ьх Юх<\

Результаты расчета переходных процессов для поверхностного теплооб-менного аппарата приводятся на рис. 6 в виде зависимости температуры воды на выходе при ступенчатом увеличении температуры воды на входе в установку с 20 до 40 °С.

Для исследования влия-|! ПРО ния уровня декомпозиции

системы на характер переходных процессов в термическом деаэраторе проведен специальный численный эксперимент. Исследованные схемы декомпозиции струйной ступени деаэрации (рис. 1) приведены на рис. 7. На рис. 8 представлены зависимости концентрации газов в холодном теплоносителе на выходе из деаэратора от времени, полученные при данных расчетных схемах. Параметры теплоносителей, соответствующие установившемуся режиму работы деаэратора, сведены в табл. 1.

1 = {= 9 6 3

! 11 }! ||

2 = . С= 8 5 2

: Р !1 ||

3 7 4 1

в)

я

И

Рис. 7. Варианты декомпозиции расчетной области тепломассообмена: направление движения горячего теплоносителя показаны сплошной, а холодного -пунктирной линией

Таблица I

Результаты расчета основных параметров теплоносителей при различных вариантах декомпозиции системы для установившегося режима

Вариант декомпозиции (по рис.7) Выходной параметр

Се, кг/с 0*2, кг/с С%2, мкг/кг

а) 0,620 10,380 14,333

б) 0,620 10,380 14,113

в) 0,572 10,42В 13,871

г) 0,572 10,428 13,586

Рис. 8. Изменение концентрации газов в воде на выходе из деаэратора от времени переходного процесса для различных вариантов декомпозиции системы (см. рис. 7)

При постоянных параметрах теплоносителей на входе, а также одинаковых значениях общей площади тепломассообмена характеристики теплоноси-

телей на выходе из деаэратора незначительно отличаются при разных вариантах декомпозиции. Для качественной оценки процессов тепломассообмена достаточно использовать схему с одной или тремя ячейками. Отличительной особенностью расчета по данным схемам является его простота. Переходная матрица в этом случае имеет размер соответственно 6x6 или 18x18 элементов. Однако для более точного расчета процесса деаэрации необходимо использовать схему, представленную на рис. 7, г. Переходная матрица при этом имеет размер 54x54 элемента. При существенно отличной гидродинамической и тепловой обстановке в разных ячейках модель позволяет рассчитывать процесс в каждой ячейке при соответствующих значениях коэффициентов теп-ломассопереноса.

В третьей главе описана методика экспериментальных исследований, проведенных на струйно-барботажном деаэраторе атмосферного давления ДСА-300. Данный деаэратор входит в состав центральной водоподготови-тельной установки ОАО «Северсталь».

Деаэратор оборудован устройствами для отбора проб воды и пара. В состав параметров, замеры которых были проведены, входили расходы и температуры теплоносителей на входе и выходе деаэрационной установки, а также концентрация растворенного в воде кислорода. Расход выпара измерялся с использованием ультразвукового расходомера насыщенного пара. В процессе эксперимента использовались современные высокоточные приборы теплотехнического контроля, поверенные перед началом исследований. Исследования проведены методом активного эксперимента.

В рамках предложенного подхода (2) составлена расчетная схема и разработана математическая модель деаэратора ДСА-300. На рис. 9 приведены эскиз и расчетная схема деаэратора, в которой

• область деаэрационной колонки под струеобразующей тарелкой представлена девятью ячейками (рис.7, г);

• область деаэраторного бака над поверхностью воды, позволяющей моделировать подачу дополнительного пара, представлена одной ячейкой (рис.7, а);

• область деаэраторного бака, в которой осуществляется барботаж, представлена также одной ячейкой (рис. 7, а).

Ячейки по ходу движения горячего теплоносителя по площади поверхности тепломассообмена отличаются между собой. Это обусловлено выбранным характером распределения по радиусу отверстий в струеобразующей тарелке, цилиндрической формой деаэраторной колонки и одинаковой шириной ячеек.

Рис. 9. Эскиз (а) и расчетная схема (б) деаэратора струйно-барботажного типа

Рис. 10. Сопоставление расчетной (сплошная линия) и экспериментальной (точки) зависимостей изменения концентрации газов в воде на выходе из деаэратора от времени при ступенчатом изменении расхода пара на барботаж

На рис.10 представлена зависимость концентрации газов в воде на выходе из деаэратора от времени при ступенчатом изменении расхода пара на барботаж. Временной шаг, найденный в ходе идентификации, составляет 9 с. Со-

поставление расчетных и экспериментальных зависимостей свидетельствует об адекватном описании моделью реального процесса.

В четвертой главе представлены результаты практической апробации работы. Приводится алгоритм компьютерного метода расчета и порядок подготовки исходной информации необходимой для расчета поверхностных и смешивающих подогревателей и деаэраторов.

Показаны результаты исследования влияния конструктивных параметров на характер переходных процессов в деаэраторе струйно-барботажного типа. Получены зависимости изменения параметров переходного процесса при различном профилировании каналов для теплоносителей. Варианты профилирования каналов теплоносителей представлены на рис. 11. Зависимости выходных параметров от времени процесса приведены на рис. 12,13,14.

Анализ полученных зависимостей показывает, что на длительность переходного процесса и его амплитуду существенное влияние оказывает профиль канала холодного теплоносителя.

Профилирование канала движения горячего теплоносителя может обеспечиваться установкой дополнительных профилей и направляющих в расчетной области тепломассообмена вдоль направления движения холодного теплоносителя. В этом случае установка вставок не повлияет на параметры движения холодного теплоносителя, а изменение плотности их установки позволит формировать профиль канала для горячего теплоносителя. Профилирование канала холодного теплоносителя достигается изменением либо диаметра отверстий, либо их количества в тарелках деаэраторной колонки.

вероятностей переходов для носителе на выходе из деаэратора при скачкообразном пара (р,) и воды (р2) увеличении концентрации газа в холодном теплоносителе

на входе в деаэратор с 1800 мкг/кг до 2700 мкг/кг. Цифровые обозначения соответствуют профилям рис. 11

Рис. 13. Зависимость изменения расхода Рис. 14. Зависимость изменения расхода холодного теплоносителя и концентрации холодного теплоносителя и концентрации газов в нем на выходе из деаэратора при газов в нем на выходе из деаэратора при импульсном увеличении расхода холодно- импульсном уменьшении расхода холод-го теплоносителя при: 1- Р1=0,5 и р2=0,2; ного теплоносителя при: 1-р1=0,5 и р2=0,2; 2- р1=0,5 и р2=0,1; 3- р,=0,5 и р2=0,05 2- р,=0,5 и р2=0,1; 3- Р1=0,5 и р2=0,05 На основе разработанной математической модели предложен подход к оптимальному управлению переходными процессами. На практике часто возникает необходимость перехода на новую нагрузку или производительность деаэрационной установки. Изменение производительности должно проводиться без технологических нарушений режимов. В качестве контролируемого параметра принимается концентрация кислорода в деаэрированной воде. Для поддержания концентрации в допустимом диапазоне при увеличении расхода в деаэратор холодного теплоносителя необходимо согласованно увеличить и расход подаваемого пара. Зависимости регулируемых расходов воды и пара от времени являются искомыми оптимизируемыми управлениями. В качестве целевой функции оптимального ведения режима рассматривается потеря пара с выпаром в]. Математическая формулировка задачи представляется в виде

где и(С„2) - показывает ограничение по концентрации газа в деаэрированной воде, О|0(0,О20(0 - искомые управления подачей пара и воды, которые необходимо обеспечить при изменении нагрузки установки.

Решение задачи представлено на рис. 15 в виде найденных зависимостей управления расходом пара при изменении нагрузки установки и соответствующих им откликов по выходным параметрам. Изменение расхода воды при этом представлено одной зависимостью, которая в ходе анализа не варьировалась. Экономия расхода пара при различных управлениях показана на рисунке закрашенными областями между соответствующими управлениями. Минимальные потери пара наблюдаются при управлении 4, однако этот вариант приводит к нарушению ограничения по концентрации газа в деаэрированной воде (Сё2*<20 мкг/кг). Таим образом, оптимальным ведением пере-

ходного процесса, которое не приводит к нарушению требований по концентрации газа, является управление 3.

о 5

^

О 3

о ( 30

О 20

• • !

1

......Г.......................!

ЛСЩ.

1500

ют

1500

1500

Рис. 15. Анализ влияния регулирующего воздействия на характер переходного процесса. Цифрами обозначены варианты управления расходом пара при изменении нагрузки установки и соответствующие им отклики по выходным параметрам. Площадь закрашенных областей между линиями показывает экономию

пара при переходе с одного управления на другое Внедрение системы оптимального управления выполнено на линии хим-водоочистки теплосилового цеха ОАО «Северсталь», что позволило обеспечить уменьшение тепловых потерь на 13 тыс. Гкал/год и затрат пара на водо-приготовление на 1500 т/год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Наиболее существенные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработаны ячеечные модели стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих тепломассообменных аппаратах и деаэраторах, позволяющие согласовывать уровень декомпозиции системы с уровнем располагаемого эмпирического обеспечения модели.

2. Проведены экспериментальные исследования процессов термической деаэрации воды в струйно-барботажном деаэраторе атмосферного давления типа ДСА-300. Получены экспериментальные зависимости технологических параметров от времени при ступенчатом изменении входных параметров, на основании которых проведена идентификация и верификация предложенной модели.

3. С использованием разработанной модели выполнены численные эксперименты по исследованию влияния импульсных и ступенчатых возмущений технологических параметров на характер переходных процессов в тепломассообменных аппаратах для различных профилей каналов теплоносителей. Установлено, что на длительность переходного процесса и его амплитуду существенное влияние оказывает профиль канала холодного теплоносителя.

4. На основе предложенной математической модели разработан алгоритм и метод компьютерного расчета стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих теплообменных аппаратах и термических деаэраторах.

5. Предложенный метод расчета струйных деаэраторов использовался при разработке систем управления стационарными и нестационарными процессами, позволяющих обеспечить ведение технологических процессов в допустимых диапазонах изменения параметров при обеспечении минимальных потерь тепловой энергии и пара.

6. Внедрение результатов работы на линии химводоочистки теплосилового цеха ОАО «Северсталь» позволило обеспечить уменьшение тепловых потерь на 13 тыс. Гкал/год и затрат пара на водоприготовление на 1500 т/год.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Магдиев, Е.В. Исследование переходных процессов в струйных деаэраторах с использованием теории цепей Маркова [Текст] / Е.В. Магдиев, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин, В.Е Мизонов // Изв. ВУЗов, «Химия и химическая технология». - 2008. - Т. 51.-Х» 7.-С. 83-86.

2. Магдиев, Е.В. Структурно-параметрический синтез модели и системный анализ многоступенчатых деаэраторов [Текст] / Е.В. Барочкин, В.П. Жуков, В.Е. Мизонов, Е.В. Магдиев П «Химическая промышленность сегодня». - 2005. - Вып. 3. - С. 28-32.

3. Магдиев, Е.В. Применение теории цепей Маркова к моделированию тепломассообмена в струйных деаэраторах [Текст] / Е.В. Барочкин, В.П. Жуков, Е.В. Магдиев, В.Е Мизонов // Изв. ВУЗов, «Химия и химическая технология».- 2007. - Т. 50. - № 10. -С. 99-101.

4. Магдиев, Е.В. Применение теории цепей Маркова к моделированию процессов в теплообменных аппаратах [Текст] / Е.В. Магдиев, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин // Материалы XIII Межд. науч. техн. конф. Бенардосовские чтения «Состояние и перспективы развития электротехнологии». - Иваново. - 2006. - С. 53 - 55.

5. Магдиев, Е.В. Моделирование переходных процессов в теплообменных аппаратах смешивающего типа на основе цепей теории Маркова [Текст] / Е.В. Магдиев, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин // Труды Междунар. науч. конф. «Теоретические основы создания оптимизации и управления энерго- ресурсосберегающие процессами и оборудованием». - Иваново. - 2007. - Т. 2. - С. 80-82.

6. Магдиев, Е.В. Моделирование переходных процессов в теплообменных аппаратах с учетом фазового перехода [Текст] / Е.В. Магдиев, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин. // Сборник трудов XX межд. конф. «Математические методы в технике и технологии ММТТ-20». - Ярославль. - 2007. - Т. 5. - С. 115-116.

7. Zastosowanie lancuchöw Markowa w modelowaniu wspôiprqdowego wymiennika ciepla / T. Wylecial, V.P. Zukov, E.V. Magdiev, H. Otwinowski. // Nowe technologie i osiqgniçcia w metalurgii i inzynierii materiatowej. - Czçstochowa 2008. - P. 543 - 546.

Список условных обозначений: G - масса теплоносителя, кг; G* - расход теплоносителя, кг/с; Cg - концентрация газов в холодном теплоносителе, мкг/кг; t - температура теплоносителя, 'С; с - удельная теплоемкость, кДж/(кг-К); г, - удельная теплота парообразования, кДж/кг; F - площадь поверхности тепломассообмена, м"; к - коэффициент теплопередачи. Вт/(м2К); kg - коэффициент Генри; кга - коэффициент массопере-носа, кг/с м , Дт - шаг по времени, с. Индексы: 0 - характеризует входной параметр; 1-горячий, 2 - холодный теплоноситель.

МАГДИЕВ Евгений Валерьевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В ТЕРМИЧЕСКИХ ДЕАЭРАТОРАХ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Подписано в печать 08.04.2009. Формат 50X84 1/16 Печать плоская. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 169.

Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ.

Введение.

1 • ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

ДЕАЭРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК И МЕТОДЫ ИХ

РАСЧЕТНОГО АНАЛИЗА.

1.1. Классификация тепломассообменных аппаратов и их конструкции.

1.1.1. Рекуперативные теплообменники.

1.1.2. Смешивающие подогреватели.

1.1.3. Деаэраторы.

1.2. Методы расчетного анализа тепломассообменных аппаратов

1.2.1. Дифференциальный подход к расчету тепломассообменных аппаратов.

1.2.2. Интегральный подход к расчету тепломассообменных аппаратов.

1.2.3. Ячеечный подход к расчету тепломассообменных аппаратов

1.2.4. Использование теории цепей Маркова в химической инженерии.

1.3. Подходы к оптимизации тепломассообменных процессов.

1.4. Постановка задач исследования.

2. ЯЧЕЕЧНЫЕ МОДЕЛИ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В

АППАРАТАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ.

2.1. Моделирование теплообмена в поверхностных теплообменных аппаратах.

2.2. Ячеечные модели процессов тепломассообмена в аппаратах смешивающего типа.

2.3. Разработка математической модели тепломассообмена в термических деаэраторах.

2.4. Обобщенная модель процессов в тепломассообменных аппаратах.

2.5. Исследование влияния уровня декомпозиции системы на результаты расчетного анализа.

2.6. Выводы по главе.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СТРУЙНО-БАРБОТАЖНЫХ ДЕАЭРАТОРАХ.

3.1. Цель экспериментальных исследований.

3.2. Характеристика объекта экспериментальных исследований

3.3. Используемые методы и средства измерений.

3.4. Методика проведения экспериментальных исследований и условия опытов.

3.5. Результаты измерений контролируемых параметров.

3.6. Идентификация и верификация модели термического деаэратора.

3.7. Выводы по главе.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

4.1. Методы расчета поверхностных и смешивающих подогревателей и деаэраторов.

4.2. Исследование влияния профиля каналов теплоносителей на характер переходных процессов.

4.3. Оптимальное ведение переходных процессов в термических деаэраторах.

4.4. Выводы по главе.

Актуальность темы диссертации. Одним из важных направлений создания ресурсо- и энергосберегающих технологий является совершенствование тепломассообменных процессов в химической, энергетической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности.

С точки зрения экономии ресурсов деаэраторные установки вызывают особый интерес в силу сложности протекающих в них процессов, большой энергоемкости и часто переменной потребности промышленности в очищенной воде.

Сложность процессов деаэрации обуславливается совместным протеканием в многофазной среде (вода, пар, газ) процессов тепло- и массообмена при струйном или пленочном течении теплоносителей с изменяющейся геометрией и скоростью потока теплоносителей, то есть с изменяющимися площадью поверхности раздела фаз и коэффициентами тепло- и массопереноса. Существует достаточно много методов расчета процессов в тепломассообменных аппаратах. Каждая частная зависимость разрабатывается для определенного типа аппаратов, схемы взаимного движения сред в нем, направленности процесса, диапазона физических и режимных параметров. Объясняется это не только сложностью процессов, отсутствием фиксированной поверхности контакта, но и недостаточной разработанностью теории тепломассообмена применительно к расчету процессов в контактных аппаратах. Кроме того, большинство методов позволяют рассчитать значения параметров только для стационарных режимов работы.

Большая потребность промышленности в очищенной воде приводит к необходимости создания для деаэрации воды энергоемких установок большой производительности. С учетом неравномерной суточной, недельной и годовой потребности в очищенной воде, деаэраторным установкам приходится часто изменять нагрузку и работать в переменных режимах. Такая работа часто приводит к перерасходу материальных и тепловых ресурсов и к выходу технологических параметров из допустимого диапазона значений.

Оптимальное ведение переменных режимов, обеспечивающее минимальные потери пара и энергии при обеспечении заданного качества деаэрированной воды, наиболее эффективно может быть реализовано на основе адекватных методов расчета деаэраторных установок.

Таким образом, разработка математических моделей деаэрационных установок, позволяющих описывать и оптимизировать их работу в стационарных и нестационарных режимах, является актуальным направлением исследований.

Актуальность темы работы подтверждается также ее выполнением в рамках ФЦП «Интеграция» (2.1-А118 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий) и международных договоров о научно-техническом сотрудничестве с Ченстоховским политехническим университетом (Польша) и Горным институтом г. Алби (Франция).

Основные цели и задачи исследования. Целью исследования является повышение эффективности работы деаэраторного оборудования на основе моделирования и оптимизации протекающих в нем процессов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• разработать математические модели процессов для поверхностных и смешивающих подогревателей и термических деаэраторов струйного и барботажного типа;

• провести экспериментальные исследования процесса деаэрации в аппаратах струйно-барботажного типа, необходимые для идентификации полученных моделей;

• разработать метод расчета технологических процессов и аппаратов и систему его компьютерной поддержки;

• апробировать результаты работы на практике.

Научная новизна. Научная новизна работы состоит в следующем: 1. Разработаны ячеечные модели стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих тепломассообменных аппаратах и деаэраторах, позволяющие согласовывать уровень декомпозиции системы с уровнем располагаемого эмпирического обеспечения модели.

2. Проведены промышленные экспериментальные исследования переходных режимов при ступенчатом изменении расхода пара в атмосферном деаэраторе струйно-барботажного типа, в ходе которых получены зависимости технологических параметров от времени, выполнена идентификация и верификация предложенной ячеечной модели.

3. Сформулирована и решена задача оптимального управления расходами теплоносителей, обеспечивающего минимальные тепловые потери при сохранении требуемой концентрации газов в деаэрированной воде при ведении переходных режимов.

Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. На основе предложенной математической модели разработан алгоритм и компьютерный метод расчета стационарных и нестационарных процессов в поверхностных и смешивающих теплообменных аппаратах и термических деаэраторах.

2. С использованием разработанной модели проведены численные эксперименты по исследованию влияния импульсных и ступенчатых возмущений технологических параметров на характер переходных процессов в тепломас-сообменных аппаратах для различных профилей каналов теплоносителей. Кроме того, показано влияние уровня декомпозиции системы на характер изменения расчетных параметров теплоносителей при переходных процессах в струйном отсеке термических деаэраторов.

3. Предложенный метод расчета струйных деаэраторов использовался при разработке систем управления переходными и стационарными процессами, позволяющих обеспечить ведение технологических процессов в допустимых диапазонах изменения параметров при обеспечении минимальных потерь тепловой энергии и пара.

4. Внедрение результатов работы на линии химводоочистки теплосилового цеха ОАО «Северсталь» позволило обеспечить уменьшение тепловых потерь на 13 тыс. Гкал/год и затрат пара на водоприготовление на 1500 т/год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на трех конференциях, в том числе: XIII Международной научно-технической конференции Бенардосовские чтения «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (Иваново, 2006 г.); Международной научной конференции «Теоретические основы создания, оптимизации и управления энерго- ресурсосберегающими процессами и оборудованием» (Иваново, 2007 г.); XX международной конференции «Математические методы в технике и технологии ММТТ-20» (Ярославль, 2007 г).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе в 3-х изданиях, предусмотренных перечнем ВАК.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., профессору В.П. Жукову, а также д.т.н., профессору В.Е. Мизонову, к.т.н. Г.В. Ледуховскому за критический анализ рукописи диссертации, ценные советы по представлению материала, помощь в организации и проведении экспериментальных исследований, а также коллективу кафедры «Прикладная математика» ИГЭУ за помощь в подготовке диссертации.

1.Шепломассоо6л1енные аппараты деаэрационнъо^установок^ и методы их расчетного анализа

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ ДЕАЭРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТНОГО АНАЛИЗА

В настоящее время большое количество работ посвящено процессам тепломассообмена в аппаратах различных типов. Физические основы процессов тепломассообмена рассматриваются в работах [1-11]. Сведения о конструкции тепломассообменных аппаратов и деаэраторов, схемах их соединения приводятся в работах [12-26]. Вопросы расчета и проектирования теплооб-менных аппаратов рассматриваются в литературе [31-48]. Тема термической деаэрации воды отражена в работах [49-56]. Рассмотрению вопросов системного анализа и оптимизации сложных систем посвящены работы [57-61]. Методике проведения экспериментальных исследований, а также обработке опытных результатов уделяется внимание в литературе [64-78]. Основные положения теории случайных процессов и теории Марковских цепей рассматриваются в литературе [79-81]. Анализу переходных процессов измельчения и смешения сыпучих материалов, процессам в тепломассообменных аппаратах, вопросам разработки многофункциональных компьютерных тренажеров посвящены работы [82-124].

На основе проведенного анализа современного состояния конструкций тепломассообменных аппаратов деаэрационных установок, схемных решений их объединения, а также методов расчета определяются цели и основные задачи исследования.

Основные выводы и результаты работы

6. Внедрение результатов работы на линии химводоочистки теплосилового цеха ОАО «Северсталь» позволило обеспечить уменьшение тепловых потерь на 13 тыс. Гкал/год и затрат пара на водоприготовление на 1500 т/год.

1. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

2. Исаченко, В. П. и др. Теплопередача: Учебник для вузов/ В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энер-гоатомиздат, 1981. — 416 с.

3. Кутателадзе, С. С. Тепопередача и гидродинамическое сопротивление / С.С. Кутателадзе ; Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат. 1990. -368 с.

4. Лыков, А. В. Тепломассообмен / А. В. Лыков ; Справочник. М., «Энергия», 1972.-560 с.

5. Лыков, А. В. Теория тепло- и массопереноса / А. В. Лыков, Ю. А. Михайлов ; М. -Л., Госэнергоиздат, 1963. 536 с.

6. Кутателадзе, С. С. Теплопередача при конденсации и кипении / С. С. Кутателадзе М. ; Л., Маш-гиз, 1952. - 232 с.

7. Кутателадзе, С. С. Основы теории теплообмена / С. С. Кутателадзе, Новосибирск, изд-во «Наука» (СО), 1970. — 660 с.

8. Исаченко, В.П. Теплообмен при конденсации / В.П. Исаченко; М., «Энергия», 1977. 240 с.

9. Цой, П.В. Системные методы расчета краевых задач тепломассопере-носа/ П. В. Цой ; М: Издательство МЭИ, 2005.-568 с.

10. Михалевич, А.А. Математическое моделирование массо- и теплопере-носа при конденсации Текст. / А.А. Михалевич. М.: Изд-во «Наука и техника», 1982. - 216 с. - 1300 экз.

11. Бродянский, В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский ; М.: Энергия, 1973. 217 с.

12. Оликер, И. И. Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях Текст. / И. И. Оликер, В. А. Пермяков; Л.: Изд-во «Энергия», 1971.- 185 с. : -Библиогр.: с. 181-184.

13. Назмеев, Ю. Г., Лазарев В. М., Теплообменные аппараты ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1998.-288с.

14. Список используемой литературы

15. Шляхтов, В.Г. Теплообменные аппараты химических производств. Расчеты и конструирование. Учебное пособие., ИГХТУ. Иваново, 2002.-116 с.

16. Аронсон, К.Э. Теплообменники энергетических установок Текст.: учебник для вузов / К.Э. Аронсон, С.Н. Блинков, В.И. Брезгин и др. ; под ред. проф., докт. техн. наукЮ.М. Бродова. Екатеринбург : Изд-во «Сократ», 2002. - 968 с. - 500 экз.

17. Теплообменники энергетических установок: Учебник для вузов. / под общей ред. Ю. М. Бродова. Екатеринбург: Сократ, 2003. 968 с.

18. Шарапов, В. И. Термические деаэраторы Текст. / В. И. Шарапов, Д. В. Цюра ; Ульян, гос. техн. ун-т., 2003. - 560 с. : Библиогр.: с. 533556. - 200 экз. - ISBN 5-89146-448-9.

19. Гришук, И.К. Исследование работы барботажных тарелок Текст. / И.К. Гришук, Б.М. Столяров // Теплоэнергетика, 1960. № 4.

20. Деаэраторы термические. Отраслевой каталог. 77-94 М., ЦНИИТЭИ маш, 1995.- 126 с.

21. ОСТ 16860-88. Деаэраторы термические. Типы, основные параметры, приемка, методы контроля (взамен ГОСТ 16860-77). Введен в действие с 01.01.90. Переиздание 1999. 56 с.

22. Рихтер, JI. А. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций / Л. А. Рихтер, Д. П. Елизаров, В. М. Лавыгин М.: Энергоиздат, 1987.-216 с.

23. Барановский, Н. В., Коваленко, Л. М., Ястребенецкий, А. Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. М.: Машиностроение, 1973. -288 с.

24. Бажан, П.И. Справочник по теплообменным аппаратам / П. И. Бажан, Г. М. Каневец, В. М. Селиверстов ; М.: Машиностроение, 1989. 366 с.

25. Справочник по теплообменникам: в 2-х т. Т. 1 / С 74 Пер. с англ. под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987. 560 с.

26. Список используемой литературы

27. Справочник по теплообменникам: в 2-х т. Т. 2 / С 74 Пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко и др. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 352 с.

28. Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов паротурбинных установок / Под ред. Ю.М. Бродова. Екатеринбург, 2004. - 464 с.

29. Машиностроение. Энциклопедия./ Ред. совет: К.В. Фролов (пред.) и др.

30. М.: Машиностроение. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Т. IV-12/ М.Б. Генералов, В.П. Александров, В.В. Алексеев и др.; Под общей ред. М.Б. Генералова, 2004.

31. Ильченко, О. Т. Тепло- и массообменные аппараты ТЭС и АЭС: Учеб. пособие. К. : Вища шк., 1992. - 207 с.

32. Тепловые и атомные электростанции: Справочник / под общ. ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2003.-245 с.

33. Акользин, П. А. Предупреждение коррозии металла паровых котлов / П. А. Акользин ;-М.,"Энергия", 1975. 272 с.

34. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 2-е. В 2-х кн.: Часть 1. теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. М.: Химия, 1995. 400 с.

35. Процессы и аппараты химической технологии. Т. 1. Основы теории процессов химической технологию. / под ред. А.М.Кутепова М: Логос. 2000.-480 с.

36. Процессы и аппараты химической технологии. Т. 2. Механические и гидромеханические процессы / под ред. А.М.Кутепова М: Логос. 2001.- 600 с.

37. Список используемой литературы

38. Романков, П. Г. Теплообменные процессы химической технологии / П. Г. Романков, В. Ф. Фролов Д.: Химия, 1982. 328 с.

39. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Госхимиздат, 1961. — 832с.

40. Плановский, А. Н. Процессы и аппараты химической и нефтегазовой технологии: / А. Н. Плановский, П. И. Николаев М.: Химия, 1987. -496с.

41. Гельперин, Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. М.: Химия, 1981. — 812 с. ил. (Серия «Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии»).

42. Бойко, Е.А. Тепловые электрические станции (расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС); Учебное пособие / Е.А. Бойко, Красноярск ИПЦ КГТУ, 2006. 925с.

43. Тепловые и атомные электростанции / JI. С. Стерман и др. / под ред. JL С. Стермана- М.: Энергоиздат, 1982. 342 с.

44. Тепловые и атомные электростанции: Справочник / под общ. ред. А. В. Клименко, В. М. Зорина 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2003.-245 с.

45. Иоффе, И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. Д.: Химия, 1991. — 352 с.

46. Конструирование и расчет машин химических производств / Ю. И. Гусев, И. Н. Карасев, Э.Э. Кольман-Иванов, Ю. И. Макаров, М.П. Макев-нин, Н.И. Рассказов.; М.: Машиностроение, 1985. - 408 с.

47. Бакластов, А. М. Проектирование, монтаж и эксплуатация теплоис-пользующих установок. Учеб. пособие для студентов специальности

48. Список используемой литературы «Промышленная теплоэнергетика» высших учебных заведений. М., «Энергия», 1970. 568 с.

49. Бакластов, А. М., Горбенко, В. А., Удыма, П. Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок: Учеб. пособие для вузов / А. М. Бакластов, В. А. Горбенко, П. Г. Удыма; Под ред. А. М. Бакластов. М.: Энергоиздат, 1981. - 336 с.

50. Берман, С.С. Расчет теплообменных аппаратов турбоустановок / С.С. Берман, И. М. Михеева; Л.: Госэнергоиздат, 1962. 240 с. М.: Энергия, 1973.-320 с.

51. Бродов, Ю. М. Расчет теплообменных аппаратов паротурбинных установок: учеб. пособие / Ю.М. Бродов, М.А. Ниренштейн ; УГТУ. Екатеринбург, 2001. - 373 с.

52. Кафаров, В.В. Формализация задачи синтеза теплообменных систем как задачи о назначениях с использованием двудольных графов /В.В. Кафаров, В. П. Мешалкин ; //Доклады АН СССР. 1979. Т. 246. № 6. С. 1435-1439.

53. Шарапов, В.И. О регулировании термических деаэраторов Текст. /

54. B.И. Шарапов, Д.В. Цюра // Электрические станции. 2000. - № 7.

55. Шарапов, В.И. Влияние переменных режимов на эффективность деаэрации воды / В.И. Шарапов, Е.В. Макарова, Ю.Г. Макарова, И.П. Рахманова // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - № 4 (32).1. C. 9-11.

56. Сутоцкий, Г.П. Обескислороживание воды на промышленных теплоэнергетических установках Текст. / Г.П. Сутоцкий // Водоподготовка,

57. Список используемой литературы водный режим и химконтроль на паросиловых установках. М.: Энергия, 1969 - Вып. 3.-216 с. С. 157-162.

58. Шарапов, В.И. Энергосберегающие технологии термической деаэрации воды в теплоэнергетических установках Текст. / В.И. Шарапов, Д.В. Цюра// Энергосбережение. 1999. - № 3. - С. 39-41.

59. Перегудов, Ф.И., Тарасенко, Ф.П. Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1989. - 367с.

60. Кафаров, В.В., Дорохов И.Н., Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. — М.: Наука, 1976. 500с.

61. Моисеев, Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. - 488с.

62. Жуков, В. П. Системный анализ многоступенчатых деаэраторов струйного типа / В. П. Жуков, В. Е. Мизонов, Е. В. Барочкин ; Вестник Международной академии системных исследований. Москва, 2006. -т. 9, часть 1. С. 45-50.

63. Список используемой литературы

64. Барочкин, Е. В. Системный анализ многоступенчатых теплообменных установок / Е. В. Барочкин ; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2005.-т. 48, вып. 11. С. 123-126.

65. Иванова, Г.М. Теплотехнические измерения и приборы Текст.: учебник для вузов / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, B.C. Чистяков М.: Изд-во МЭИ, 2005. - 458 с. - 5000 экз.

66. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений: офиц. текст.: введ. 15.03.1976. М.: Гос. комитет стандартов Совета Министров СССР; М.: Изд-во стандартов, 1976. - 11 с. - 16000 экз.

67. Список используемой литературы

68. Измерения косвенные. Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей Текст.: МИ 2083-90: Ввод, в действие с 01.01.1992. -М.: Изд-во стандартов, 1991.-11 с. -6200 экз.

69. Список используемой литературы

70. Список используемой литературы

71. А.Т. Баруча-Рид, Элементы теории Марковских процессов и их приложения. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1969.-511с.

72. Эти замечательные цепи. Андреев В. Н., Иоффе А. Я. ; М.; Знание, 1987.- 188 с.

73. Кемени Джон Дж., Снелл Дж. Лори, Кнепп Антоне У. Счетные цепи Маркова: Пер. с англ. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1987. - 416 с.

74. Осипова, В. А. Экспериментальное исследование методов теплообмена / В. А. Осипова— 3-е изд. М.: Энергия, 1979. 327 с.

75. Чагин, О.В. Исследование процесса термической десорбции кислорода из воды Текст. / О.В. Чагин, В.Н. Блиничев, Я. Кравчик // Сборник докл. 3 Межд. конф. «Теоретические и экспериментальные основы создания нового оборудования». Плес. 1997. - С.127.

76. Елин, Н.Н. Математическое моделирование процессов гидродинамики и теплообмена в кипящем слое./ Н.Н. Елин, В.Е. Мизонов, В.Б. Медведев // Сб. ст. XV Междунар. конф. «Информационная среда вуза». -Иваново. ИГАСУ. 2008. - С.345-347.

77. Список используемой литературы

78. Чагин, О.В. Тепло- и массообмен при термической десорбции кислорода из воды в насадочном аппарате Текст. / О.В. Чагин, В.Н. Блини-чев, Я. Кравчик // Тез. докл. науч.-практ. конф. препод, и сотр. ИГХТА. -Иваново. 1995.-С.123.

79. Барочкин, Е.В. О Моделировании газообмена в пароводяном тракте ТЭС Текст. / Е.В. Барочкин, В.П. Жуков, Г.В. Ледуховский и др. // Вестн. Ивановского гос. энергетич. ун-та — 2006. вып. 2. - С. 28-31.

80. Елин, Н.Н. Ячеечная модель поперечно-поточного теплообмена между сыпучим материалом и газом Текст. / Н.Н. Елин, В.Е. Мизонов, В.Б. Медведев, В.И. Субботин // Изв. вузов «Химия и хим. технология». — 2008. т.53. -№5. С.135-137.

81. Елин, Н.Н. Моделирование теплообмена между потоками газа и сыпучего материала при распределенной подаче газа Текст. / Н.Н. Елин, В.Е. Мизонов, В.Б. Медведев, В.И. Субботин // Вестник ИГЭУ».2008. №3.-С.32-33.

82. Баранцева, Е. А. Моделирование процессов смешения методами теории марковских цепей. / Е. А. Баранцева, В. Е. Мизонов, К. Marikh, Н. Berthiaux; // Тезисы докладов международной научно

83. Список используемой литературы технической конференции «X Бенардосовские чтения». 6-8 июня, Иваново, 2001.-С. 204.

84. Berthiaux, Н. Analysis of Grinding Processes by Markov Chains / H. Berthiaux ; Chemical Engineering Science, 55 (2000), pp. 4117-4127.

85. Mizonov, V. Application of Multi-Dimensional Markov Chains to Model kinetics of Grinding with Internal Classification / V. E. Mizonov, et al Proc. of the 10-th symposium on Comminution Heidelberg, 2002, 14 p. (on CD).

86. Mizonov, V. On Possible Instability of Throughputs in Complex Milling Circuits / V. Mizonov, et al Proc. of the 4 International Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids, v.l. Budapest, Hungary, May 2003, pp. 8.23-8.26.

87. Огурцов, А. В. Моделирование истирания частиц в кипящем слое на основе теории цепей Маркова / А. В. Огурцов, В. П. Жуков, В. Е. Мизонов, JL Н. Овчинников ; Изв. Вузов «Химия и хим. технология», 2003, том.46, вып. 7, С. 64-66.

88. Барочкин, Е. В. Алгоритм структурно-параметрического синтеза систем тепломассобменных аппаратов со сложной конфигурацией потоков / Е. В. Барочкин; Вестник ИГЭУ, 2006, вып.4. С. 66-68.

89. Барочкин, Е. В. Математическое моделирование многоступенчатых теплообменников сложной конфигурации / Е. В. Барочкин, В. П. Жу

90. Список используемой литературыков, Г. В. Ледуховский ; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2004, т. 47, вып. 2. С. 45-47.

91. Барочкин, Е. В. Метод расчета многоступенчатых теплообменных аппаратов с учетом фазового перехода / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский, X. Отвиновский ; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2004, т. 47, вып. 2. С. 170-173.

92. Барочкин, Е. В. Обобщенная модель каскадных теплообменных аппаратов с учетом фазовых переходов / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский ; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2004, т. 47, вып. 3. С. 67-69.

93. Барочкин, Е. В. Моделирование тепломассообмена в смешивающих подогревателях со сложной конфигурацией потоков / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский ; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2004, т. 47, вып. 4. С. 164-166.

94. Барочкин, Е. В. Моделирование тепломассообмена в струйных деаэраторах со сложной конфигурацией потоков / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский, А. А. Борисов; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2004, т. 47, вып. 9. С. 76-79.

95. Барочкин, Е. В. Обобщенный метод расчета многоступенчатых деаэраторов / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский, А. А. Борисов; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2004, т. 47, вып. 9. С. 100-103.

96. Барочкин, Е. В. , Жуков В.П., Ледуховский Г.В. Расчет многоступенчатых подогревателей с произвольной структурой связей между ступенями / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский ; Труды XVII

97. Список используемой литературы Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-17», т. 9. Кострома, 2004. С. 120-121.

98. Ледуховский, Г. В. Метод расчета многоступенчатых теплообменников сложной конфигурации с учетом фазового перехода теплоносителей / Г. В. Ледуховский, В. П. Жуков, Е. В. Барочкин ; Вестник ИГЭУ, 2004, вып. 3. С. 138-139.

99. Жуков В. П. Применение теории цепей Маркова к динамическому моделированию теплообменных аппаратов / В. П. Жуков, Е. В. Барочкин, В. Е. Мизонов, Г. В. Ледуховский; Изв.ВУЗов, "Химия и химическая технология", 2005, т. 48, вып. 4. С. 87-89.

100. Ледуховский, Г.В. Оптимизация режимов работы ТЭС / Г. В. Ледуховский, А. А. Борисов, А. А. Поспелов, Е. В. Барочкин, В. П. Жуков ; Вестник ИГЭУ, 2005, вып. 4. с. 170.

101. Жуков, В. П. Метод расчета пластинчатых теплообменных аппаратов / В. П. Жуков, Е. В. Барочкин, Д. Г. Денисов, И. В. Степин ; Сборник

102. Список используемой литературы трудов XX межд. конф. «Математические методы в технике и технологии ММТТ-20», 2007, Ярославль, т. 5, с. 114-115.

103. Барочкин, Е. В. Матричная модель пластинчатых теплообменников / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, И. В. Степин, А. А. Борисов; Изв. вуз. Химия и хим. технология. 2007. - т. 36, N 4. С. 99-101.

104. Жуков, В. П. Системный анализ многоступенчатых деаэраторов струйного типа. Вестник МАСИ. Информатика, Экология, Экономика. Том 9 Часть I. МАСИ, М., 2006, 143 е., с. 45 - 49. Жуков В. П. Мизо-нов В. Е. Барочкин Е. В.

105. Барочкин, Е.В., Структурно-параметрический синтез модели и системный анализ многоступенчатых деаэраторов Текст. / Е. В. Барочкин, В. П. Жуков, В. Е. Мизонов, Е.В. Магдиев // «Химическая промышленность сегодня». 2005. - Вып. 3. - С. 28-32.

106. Список используемой литературы