Программирование термодинамических процессов в среде ТURBO-PASCAL

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт/

Факультет – ___Энергетический институт___________________

Направление – ___Теплоэнергетика и теплотехника_____________

Кафедра – Атомные и тепловые электростанции________

____________________________________________________

Моделирование тепловых схем ПТУ с применением теории графов

^{Наименование лабораторной работы}

Отчет по лабораторной работе № 1

по курсу « Математическое моделирование и методы оптимизации »

^{Наименование учебной дисциплины}

Выполнил студент гр. 5Б21:

Туголуков В.В.

Проверил руководитель:

Ромашева О.Ю.

Томск – 2014

Постановка задачи:

тепловая схема, исходные данные, цель расчета.

Цель работы:

Составить математическую модель простейшей тепловой схемы ПТУ, работающей по идеальному циклу Ренкина, с целью решения системы уравнений тепловых балансов методом последовательных приближений с использованием теории графов.

Исходная тепловая схема влажно-паровой ПТУ изображена на рис.1.

Рис.1.

Элементы тепловой схемы:

· ПГ– парогенератор;

· ЧВД, ЧНД– части высокого и низкого давления турбины;

· П1, П2, П3– регенеративные подогреватели (вода греется за счет конденсации пара из отборов турбины);

· С– сепаратор (из влажного пара отделяется вода, которая отводится в тепловую схему, а осушенный пар направляется для дальнейшей работы в турбине);

· ППпаровой пароперегреватель (отработавший в ЧВД турбины пар низкого потенциала перегревается паром более высокого давления счет конденсации последнего;

· К– конденсатор.

Исходные данные:

· P0= 5,1МПа;

· t0 =10C;

· tпп1 =20С;

· tпп2 =25С;

· Pк = 0,0041МПа;

· Хс1= 0,997;

· P1 = 3.06МПа;

· P2 = 0.765МПа;

· P3= 0.115 МПа;

Определение пара в работе

Определение параметров ДРЕНАЖА (вода в состоянии насыщения)

№	Из какого элемента (рис.2.)	Давление пара в элементе	Параметры дренажа
	ПП1	P₁®	t_s1=234.96°C, h₁= 1013.57кДж/кг
	ПП2	P₀®	t_s₀=265.18°C, h₀=1160.73кДж/кг
	П1	P₁®	t_s₁=234.96°C, h₁=1013.57 кДж/кг
	П2	P₂®	t_s₂=168.57°C, h_s₂= 712.93кДж/кг
	П3	P₃®	t_s₃=103.56°C, h₃=434.13 кДж/кг
	С	P₃®	t_s₃=103.56°C, h₃=434.13 кДж/кг
	К	P_K®	t_sk=29.39°C, h_k= 123.19кДж/кг

Определение параметров ВОДЫ (недогретой до кипения) за паро-водяными подогревателями

№	Элемент тепловой схемы	Тип подогревателя	Греющий пар	Вода за подогревателем
	П1	поверхностный	P₁(t_s1)	t_B1=t_s1- =227.96°C	P_B=1.2·P₀ =0.918МПа	P_B, t_B₁® h_B₁=980.65кДж/кг
	П2	смешивающий	P₂(t_s2)	t_B2=t_s2 =168.57°С	P_B=1.2·P₂ =5,88МПа	h_B2=h_s2 =712.95кДж/кг
	П3	смешивающий	P₃(t_s3)	t_B3=t_s3 =96.56°С	P_B=P₃ =0.115МПа	h_B3=h₃ =400.38кДж/кг

Определение параметров пара в характерных точках

№	Обозначения	Известные параметры	Определенные параметры пара
		P₀=5.1МПа, t₀=265.18°C®	h₀=2846.41 кДж/кг, S₀=6.0622 кДж/кг
		S₀=6.0622кДж/кг, P₁=3.06МПа ®	h₁=2744.43 кДж/кг
	C	P₃=0.115МПа, X_c=0.997®	h_c=2674.41 кДж/кг
		S₀=6.0622кДж/кг, P₂=0.765МПа ®	h₂=2494.99 кДж/кг
		S₀=6.0622кДж/кг, P₃=0.115МПа ®	h₃=2571.95 кДж/кг
	ПП2	P₂=0.765МПа, t_ПП₂=240.18°C ®	h_ПП2=2930.65 кДж/кг
	ПП1	P₁=3.06МПа, t_ПП1=214.96°C ®	h_ПП1=920,72 кДж/кг

Уравнения тепловых и материальных балансов элементов тепловой схемы

Неизвестные: _ПП1 , ₁ , _СВ , _Х1 , _В1, ₃, ₂, _В3, _С , _ПП2 , _СП , _{ОК .}

№ уравнения	Уравнение	Обозн
	_ПП₁=(_СП·(h_ПП₁-h_C))/(h₁-h₁)	ПП1
	₁=(_B1·(h_B1-h_B2) - _ПП₂·(h₀-h₁))/(h₁-h₁)	П1
	_CB=(_C·(h₃-h_c))/(h₃-h_C)	С
	_СП=(_C·(h₃-h₃))/(h₃-h_C)	С
	_ПП₂=(_СП·(h_ПП₂-h_ПП₁))/(h₀-h₀)	ПП2
	_X1=₁+_ПП1	-
	_B1=₀+_ПП2	-
	_С=₀-₃-₂-_ПП₁	-
	₂=(_X1·(h_B2-h₁)+_ПП₁·(h_b2-h₁)+_B3·(h_B2-h_B3))/(h₂-h_B2)	П2
	_B3=(_B1-_ПП₁-_X1-(_X1·(h_B2-h₁))/(h₂-h_B2)+(_ПП₁*(h_B2-h₁))/(h₂-h_B2))/(1+(h_B2-h_B3)/(h₂-h_B2))	П2
	₃=(_ОК*(h_K-h₃))/(h₃-h₃)	П3
	_ОК=_В₃/(1+(h₃-h_K)/(h₃-h₃))	П3

Граф системы уравнений

_пп

_сп

_св

₃

_сп

_с

_св

₀₁

₁

в₂

_в1

_в

_в3

₂

_пп

_в2

_в3

_в1

₀₁

_пп1

_с

₀₁

_сп

₁

_сп

₀₁

_в1

_св

₃

₂

_с

₁

_в3

_в

в₂

_пп

₂

Матрица

Исходная матрица для уравнений

Конечная вершина

Искомая вершина

_пп

₀₁

_св

₁

_в1

₃

₂

_в3

_с

_в2

_сп

_в

_пп

₀₁

_св

₁

_в1

₃

₂

_в3

_с

_в2

_сп

_в

Пример вычеркивания из исходной матрицы _св:

Конечная вершина

Искомая вершина

_пп

₀1

_св

₁

_в1

₃

₂

_в3

_с

_в2

_сп

_в

_пп

₀₁

_св

₁

_в1

₃

₂

_в3

_с

_в2

_сп

_в

Блок-схема

Ввод: _с=1, =0,02

_с=0,7

Да

_сп= ... из 1

Нет

Вывод всех параметров

_св= ... из 1

_пп= ... из 2

₀₁= … из 3

_в1= ... из 7

₁= ... из 6

_в2= ... из 6

_в3= ... из 5

₂= ... из 5

_с= ... из 9

₃= ...

_с=_с

_в=…

Программирование термодинамических процессов в среде ТURBO-PASCAL

Program TURBINA;

Var hk,KPD,B,AAc,E,h2i,h2,hc,hpp1,h1,h1i,hpp2,h0,h0i,A0,hB1,hB2,hB3,hki,h3,Acp,AcB,App,A01,AB1,AB2,A1,AB3,A2,AB,A3,Ac:real;

Begin

h2i:=798.50; h2:=2494.99; hc:=2766.46;

hpp1:=2875.41; h1:=2744.43; h1i:=1013.57;

hpp2:=2930.65; h0:=2846.41; h0i:=1160.73;

A0:=1; hB1:=980.65; hB2:=712.93;

hB3:=400.38; hki:=123.19; h3:=2571.95;

hk:=2118.02;

E:=0.01; Ac:=0.7;

Repeat

Acp:=Ac*((h2-h2i)/(hc-h2i)) ;

AcB:=(Ac*h2-Acp*hc)/h2i;

App:=Acp*((hpp1-hc)/(h1-h1i));

A01:=Acp*((hpp2-hpp1)/(h0-h0i));

AB1:=A01+A0;

AB2:=(AB1*hB1-A01*h0i+A01*h1-AB1*h1)/(hB2-h1);

A1:=AB1-AB2-A01;

AB3:=(AB2*hB2-App*h1i+App*h2-AB2*h2)/(hB3-h2);

A2:=AB2-AB3-App;

AAc:=Ac;

Ac:=A0-App-A2-A1;

B:=(AAc-Ac)/Ac;

Until ABS(B)<=E;

AB:=(AB3*hB3+AcB*h3-AB3*h3-AcB*h2i)/(hki-h3);

A3:=AB3-AB-AcB;

KPD:=((A0*(h0-h1)+(A0-App-A1)*(h1-h2)+Acp*(hpp2-h3)+(Acp-A3)*(h3-hk))/(AB1*(h0-hB1)))*100;

Writeln('Acp=',Acp:7:4);

Writeln('AcB=',AcB:7:4);

Writeln('App=',App:7:4);

Writeln('A01=',A01:7:4);

Writeln('AB1=',AB1:7:4);

Writeln('AB2=',AB2:7:4);

Writeln('A1=',A1:7:4);

Writeln('AB3=',AB3:7:4);

Writeln('A2=',A2:7:4);

Writeln('AB=',AB:7:4);

Writeln('A3=',A3:7:4);

Writeln('Ac=',Ac:7:4);

Writeln('KPD=',KPD:2:0);

Readln;

End.

Результат: