Решение задачи о поддержании температуры мазута в резервуаре при циркуляционном совмещенном подогреве Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.182.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ПОДДЕРЖАНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ МАЗУТА В

РЕЗЕРВУАРЕ ПРИ ЦИРКУЛЯЦИОННОМ СОВМЕЩЕННОМ

ПОДОГРЕВЕ

В.А. ДЫГАНОВ

Казанский государственный энергетический университет

Данная статья посвящена актуальной задаче поддержания температуры мазута в резервуарах. Реальные расходы мазута в системе выражены через доли максимально допустимого расхода через подогреватель.

Рассмотрим тепловую схему совмещенного циркуляционного подогрева мазута в резервуаре с помощью стационарного подогревателя мазута (рис. 1).

Рис. 1. Тепловая схема циркуляционного совмещенного подогрева мазута в резервуаре:

Р - резервуар; П - подогреватель; 0, 1 - узлы смешения и разделения поток

Так как температура мазута в резервуаре с течением времени не меняется, то и в уравнении баланса теплоты следует положить dt/dT = 0 и t = tx. Тогда при условии, что k = const, cp = const, Свх = const, основное уравнение, описывающее рассматриваемый процесс поддержания температуры мазута в резервуаре, примет вид:

(cp Свх + k F)tx - Cp Gвх tвх - k F 4.с. = 0. (1)

В качестве подогревателей будем рассматривать аппараты ПМ, режим

работы которых характеризуется выражением:

At = ^ых п - ^х п = a(Gn)(tn - ^х п), (2)

где k - коэффициент теплопередачи; cp - удельная теплоемкость мазута; GM, tra,

G„, 4ых п - расход и температура на входе в резервуар и на выходе из

подогревателя; tx, М0 - температура хранения и масса мазута в резервуаре.

После преобразований, с учетом уравнения баланса масс в узле “0”, можно получить:

© В.А. Дыганов

Проблемы энергетики, 2003, № 9-10

* _ * [| - а((’и )],0 + а(с П ,п*п (3)

1вх - выхп - „ /„ \„ „ /„ ^

Со + а(Сп р б Со + а(Сп Л*Б

Подставим *вх из (3) в уравнение (1), которое после преобразований примет

вид:

Свха(,пХ'п _ ^(*х — *о.с.) (4)

G0 + a(Gn У*Б tn ~ tx

Выразим реальный расход потока мазута через подогреватель Gn в долях от максимально допустимого потока:

Gn (y) = У Gn max , (5)

G

где у =-п— (0 < у < 1) - расход потока мазута через подогреватель,

Gп max

выраженный в долях от максимально допустимого потока.

Часто на практике бывает заданным как расход мазута через подогреватель Gn(Y), так и расход потока мазута GM, отводимого к другим видам оборудования, который также можно выразить в долях от Gn:

Gw (Y,v) =v Gn (y) = V У Gn max , (6)

где (0 < v < 1) - расход потока мазута отводимого к другим видам оборудования, выраженный в долях от Gn.

Из уравнения баланса масс для узла “1” можно выразить расход (G + Овх) через Y, v и Gп max:

(Ge + Gвх) = (1 - V)Y Gп max . (7)

Примем долю расхода в общем расходе Ge + G^ равной а (0 < а < 1):

Ge (a,Y, v) = a(GE + Gвх) = а(1 - v)y Gn max , (8)

тогда доля расхода Gra определяется как

Gвх (a,Y, v) = (1 - a)(1 - v)Y Gn max . (9)

Из уравнения баланса масс в узле “0” определим G0:

G0 (a,Y, v) = Gn (y) - Ge (a,Y, v) = Y Gn max - a(1 - v)Y Gn max , (10)

где a = 1____________kF(tx ~to CX___________. (11)

(tП ~ tx >YGnmaxa(YGn max X1 ~v).

Таким образом, при заданном значении GM и Gn сначала определяется y и v из (5) и (6), затем определяется a из (11) и далее расходы G0, Ge, Gra из (8) - (10).

© Проблемы энергетики, 2003, № 9-10

При заданных значениях GM, Gn и 4ых п, необходимо определить Y, которое в этом случае удобно представить в виде

a(YGn max )Gn max = Y ^ V'viX X. (12)

(tп ~tx X ~a)1 ~v)

Величина у определяется итерационным методом. Далее определяются G0, GB, Gbx и Gn из (5), (8) - (10). Если в результате решения y оказалось больше 1, то следует увеличить число подогревателей.

Summary

This article dedicates actual problem upholding temperature of mazut in reservoir. Real expenses of mazut in this system convey from shares maximal admissible expense of mazut through heater.

Поступила 25.09.2003

© Проблемы энергетики, 2003, № 9-10