Схема СЭУ в виде системы «входы-выходы». Алгоритм расчета систем уравнений по методу Зейделя (Расчетно-графические работы № 1-2)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Кафедра«Тепловые энергетические установки»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 1

по дисциплине «Математическое моделирование судовых энергетических установок»

Студент группы 7СУ-1:                                                                    Новоженников А.А.

Преподаватель:                                                                                      Седельников Г.Д.

2009

Содержание:

1. Тепловая схема установки…………………………………………………………3

2. Легенда схемы………………………………………………………………………3

3. Описание работы установки……………………………………………………….4

4. Иерархическая структура установки……………………………………………...4

5. Схема СЭУ в виде системы «входы-выходы»……………………………………5

6. 6 принципов системного подхода…………………………………………………5

7. Граф тепловой схемы СЭУ………………………………………………………...6

8. Матрица графа……………………………………………………………………...7

9. Анализ функциональности связей………………………………………………...8

10. Оценка полного объёма математического моделирования СЭУ……………..15

1. Тепловая схема установки:

 

2. Легенда схемы:

I – пароперегреватель утилизационного котла (П);

II – испарительный пучок (ИП);

III – экономайзер циркуляционной воды (Э);

IV – электрогенератор (ЭГ);

V – конденсатор пара (КП);

VI – подогреватель топлива главного двигателя (ПТГД);

VII и VIII – подогреватели сепараторов топлива и масла (ПСТ и ПСМ);

IX – прочие потребители насыщенного пара (ПП);

Х – конденсатный насос (КН);

XI – теплый ящик (ТЯ);

XII – питательный насос утилизационного котла (ПН);

XIII – циркуляционный насос утилизационного котла (ЦНК);

XIV – сепаратор пара (СП);

XV – концевой охладитель (КО);

XVI – подогреватель системы отопления помещений (ПО);

XVII – подогреватель системы обогрева расходных цистерн (ПРЦ);

XVIII – подогреватель системы обогрева топлива в танках (ПТ);

XIX – подогреватель питательной воды утилизационного котла (ПВ);

XX – циркуляционный насос (ЦН);

XXI – высокотемпературная секция воздухоохладителя (ВТС);

XXII – низкотемпературная секция воздухоохладителя (НТС);

XXIII – насос забортной воды (НЗВ);

XXIV – паровая турбина (ПТ).

3. Описание работы установки:

Пар нагреваясь в пароперегревателе утилизационного котла I,  направляется в испарительный пучок II и экономайзер циркуляционной воды III. Из пароперегревателя  пар подаётся на паровую турбину XXIV, которая вращает электрогенератор IV. Отработав, пар попадет в конденсатор V, который обслуживается насосом забортной воды XXIII. Далее из конденсатора пара, пар с помощью конденсатного насоса X перемещается в тёплый ящик XI. Теперь через питательный насос XXII рабочее тело перекачивается в подогреватель питательной воды утилизационного котла XIX, а затем в подогреватель системы обогрева топлива в танках XVIII, подогреватель системы обогрева расходный цистерн XVII, подогреватель системы отопления помещений XVI и в концевой охладитель  XV. Далее пар с помощью циркуляционного насоса XX переходит к высоко- и низкотемпературным секциям воздухоохладителя XXI и XXII. Теперь через подогреватель питательной воды пар переходит в сепаратор пара XIV. Откуда, в свою очередь, рабочее тело подается в подогреватель топлива главного двигателя VI, подогреватели сепараторов топлива и масла VII и VIII, а так же прочим потребителям насыщенного пара IX. Совершив работу пар, переходит в тёплый ящик.

4. Иерархическая структура установки:

 

5. Схема СЭУ в виде системы «входы – выходы»:

 

6. 6 принципов системного подхода:

1. Принцип единства цели:

Основная задача системы – утилизация теплоты уходящих газов МОД. Для преобразования ее в электрическую и тепловую энергию для судовых потребителей.

2. Принцип единства:

Система установки так устроена, что каждый элемент системы не может, и не будет работать сам по себе. Например, возьмем турбогенератор преобразующий энергию пара в электрическую. Он состоит из паровой турбины, которая преобразует энергию пара в механическую, и электрогенератора, который механическую энергию превращает в электрическую. Но так же часть пара используется на судовые нужды и т.д.

3. Принцип связности:

Система утилизации теплоты уходящих газов МОД построена по принципу связности, т.е. каждый ее отдельный модуль или блок, не может выполнить свою функцию без внешних связей и связей с другими блоками. Например, сепаратор пара. Без поступления в него пара из других модулей он сможет исполнить свою главную функцию, но без самого сепаратора не смогут выполнить свои функции разного рода нагреватели, которые питаются от него.

4. Принцип функциональности:

Система предполагает одновременное рассмотрение функций и структуры с преобразованием функции над структурой. Например, для сепаратора пара ту же самую функцию может выполнить другое оборудование, например коллектор вспомогательного котла установки.

5. Принцип модульного построения:

Принцип модульного построения позволяет разбить систему на модули. Этот способ позволяет разбить общую задачу моделирования по уровням иерархии на отдельные и более простые задачи.

6. Принцип иерархии: