В данном примере с помощью программы ХАЙСАЙС смоделированна схема энергетической установки на водоаммиачном рабочем теле, с содежанием воды в данном раствере 10%. Принциальная схема данной установки, а так же основные значения параметров на каждом из участков представленны на рисунках 1 и 2, соответственно.
Рисунок 1 – Принципиальная схема энергетической установки на водоаммиачном рабочем теле с регенерацией
Рисунок 2 - Параметры потоков и операций рассчитываемой схемы
Рисунок 3 – Элементарный состав рабочего тела
Прежде чем приступить к процессу оптимизации данной схемы, необходимо чтобы параметры в каждом из потоков соответствовали условиям работы данной установки. Из параграфа …., берем основные данные, для расчета специфических параметров работы установки.
Нам известно количество тепла, которое подводится к рабочему телу, в теплообменнике, а так же температура конденсации на участке 4.
В программе ХАЙСАЙС операция Подбор изменяет значение одной переменной схемы (независимая переменная) так, чтобы некоторая зависимая (целевая) переменная схемы приняла заданное значение.
Чтобы установить операцию в схему нажимаем кнопку Подбор в кассе объектов.
В меню операции Подбор, нам нужно задать целевую и варьируемую переменные.
• Варьируемая переменная представляет собой независимую переменную, значение которой варьируется до достижения заданного значения целевой переменной.
• Целевая переменная это зависимая переменная, заданное значение которой необходимо
В данном расчете мы использовали два подбора.
Первый подбор использовался для определения нужного расхода рабочего тела, при заданной тепловой мощности нагревателя.
А с помощью второго подбора определяем давление на выхлопе турбины, при заданной температуре конденсации.
Рисунок 4 – Схема установки с подборами
Рисунок 5 – Окно первой операции подбор
Рисунок 5 – Окно второй операции подбор
Задание оптимизатора.
Для вызова оптимизатора в меню Расчет выберите пункт Оптимизатор или нажмите <F5>.
При первом обращении к операции Оптимизатор появляется следующее окно:
На закладке Конфигурация отметьте селективную кнопку По умолчанию.
В специализированном окне оператора перейти на закладку Переменные (Variable). Здесь задаются переменные, которые будут варьироваться Оптимизатором.
1)Нажмите кнопку добавить. Откроется окно Добавление переменных в оптимизатор
2)Выберем температуру на третьем участке, как показано на рисунке. Нижнюю и верхнюю границы изменения переменных задаем сами, изменив значение по умолчанию.
Определение целевой функции
Оптимизатор содержит специальную электронную таблицу для задания целевой функции и ограничений. Откройте электронную таблицу. Ниже показана процедура задания целевой функции.
В данном расчете, целевая функция представляет собой мощность, вырабатываемую турбиной.
С помощью кнопки Электронная таблица войдите в электронную таблицу оптимизатора.
В поля электронной таблицы необходимо импортировать переменные схемы. Это можно сделать, находясь на закладке Соединения, с помощью кнопки Добавить.
Введем формулы, необходимые для расчета данной схемы, в соответствующие ячейки таблицы на странице Электронная таблица. Формулы можно редактировать и на странице Формулы.
Для задания в процессе оптимизации, границ сравнения оптимизируемых величин, в электронную таблицу оптимизатора вводим переменную названную const в ячейке А5. Объявим размерность этой величины градусы Цельсия. Для этого установим курсор в ячейку, а в строке Тип переменной наверху окна из ниспадающего списка выберем тип Температура.
Завершение конфигурации оптимизатора
Вернемся в специализированное окно оптимизатора (<F5>) и перейдите на закладку Функции, на которой уточняются целевая функция и ограничения, определенные в электронной таблице. В данном случае целевая функция – это мощность на валу турбины и она должна быть максимальной.
Ограничения:
Первое и второе ограничения означают, что разница между горячими и холодными «концами» регенератора не должны быть меньше 3С.
А третье ограничение показывает, что при расчете оптимальной величины температуры третьего потока, подобранная температура на 1 участке не должна превышать величину температуры нагревающей воды на входе в котел.
На закладке Параметры оставим значения принятые по умолчанию.
Перейдем на закладку Монитор. В этом окне регистрируется итерационный расчет. Нажимаем кнопку Старт, и оптимизатор начинает расчет. Результат расчета зависит от начальной точки, поэтому оптимизатор запускаем несколько раз из разных начальных точек, чтобы убедится что найден максимум функции, а не локальный экстремум.
В результате проведенного процесса оптимизации, получаем следующие параметры потоков:
Рисунок 6 - Параметры потоков после оптимизации
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
