Методические указания Форма ф со 18. 2/05 Министерство образования и науки Республики Казахстан


Скачать 176.9 Kb.
НазваниеМетодические указания Форма ф со 18. 2/05 Министерство образования и науки Республики Казахстан
Дата публикации09.04.2013
Размер176.9 Kb.
ТипМетодические указания
referatdb.ru > Физика > Методические указания

Методические указания



Форма

Ф СО 7.18.2/05




Министерство образования и науки Республики Казахстан



Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра теплоэнергетики





Методические указания



по изучению дисциплины «Компьютерные технологии в теплоэнергетических расчетах»

для специальности 050717 «Теплоэнергетика»




Павлодар





Лист утверждения к

методическим указаниям



Форма

Ф СО 7.18.1/05



УТВЕРЖДАЮ

Декан ЭФ

_____________Кислов А.П.

«____»__________2008 г.
Составитель: к.т.н., доцент________ Глазырин С.А.
^
Кафедра теплоэнергетики


Методические указания
по изучению дисциплины «Компьютерные технологии в теплоэнергетических расчетах»

для специальности 050717 «Теплоэнергетика»


Программа разработана на основании рабочей учебной программы, утвержденной «___»_____2008г.
Рекомендовано на заседании кафедры “ ” _____2008 г.

Протокол №____
Заведующий кафедрой ___________ Баубеков К.Т.
Одобрено методическим советом Энергетического факультета

«___» ________ 2008 г. Протокол №__
Председатель МС ______________ Кабдуалиева М.М.

^ 1 Общие сведения
Дисциплина «Компьютерные технологии в теплоэнергетических расчетах» построена на блочном принципе, когда конечная цель (в данном случае выбор структуры математической модели) формируется по отдельным разделам и темам дисциплины. При организации теплосилового хозяйства промышленного предприятия рассматривается комплекс задач, включающий в себя выбор оптимальных решений: по развитию и размещению энергоснабжающих объектов предприятия, обоснованию их ти­па, технического уровня, режимов эксплуатации оборудования, распределению нагрузок между агрегатами; по степени концен­трации и централизации источников энергоснабжения; по ра­циональным направлениям использования различных видов топ­лива, энергии, в том числе вторичных энергоресурсов; по спосо­бам энергетических связей между объектами предприятия. Эффективность функционирования источников энергоснабже­ния определяется качеством проектирования, обоснованностью планирования, оптимальностью режимов эксплуатации и прове­дения ремонтных работ, обеспеченностью эксплуатационного персонала и управляющих служб полной, достоверной информа­цией о его деятельности и реальной возможностью ее анализа.

Источник энергоснабжения как часть энерготехнологического комплекса промышленного предприятия представляет собой тех­ническую систему кибернетического типа, которая не может непосредственно подвергаться эксперименту. Решение задач исследования и оптимизации для таких систем возможно только на основе математического моделирования и последующего вы­числительного эксперимента,, который дает возможность рас-смотреть и проанализировать в сжатые сроки при ограничен­ных трудовых и материальных затратах большое количество вариантов нагрузок, структур тепловой схемы, ее внутренних и внешних связей, состава оборудования и режимов его загрузки. Для каждого варианта можно получить достоверные разверну­тые технологические и технико-экономические данные в объеме, недоступном при ручном расчете даже для одного варианта

Использование блочного принципа построения дисциплины позволяет наглядно увидеть всю структуру дисциплины, наметить пути ее изучения и проверить свои знания по каждому блоку.


Выписка из рабочего

учебного плана

специальности




Форма

Ф СО ПГУ 7.18.1/10

Выписка из рабочего учебного плана специальности 050717 «Теплоэнергетика».

Наименование дисциплины «Компьютерные технологии в теплоэнергетических расчетах»


Форма обучения

Формы контроля

Объем работы студ. в

часах

Распределение часов по курсам и семестрам (часов)

экз

зач

КП
КР

РГР

КРЗ

Всего

лек

пр

лаб

срс

лек

пр

лаб

срс

общ


ауд

срс

очная на базе ОСО

2005 г.




7













90

54

36

7 семестр

8 семестр


36

18




36














Перереквизиты: Курс базируется на знаниях и умениях приобретенных при изучении курсов Математика, Информатика, Физика, Химия, Материаловедение, Техническая термодинамика, Механика жидкости и газа, Тепломассообмен, Котельные установки и парогенераторы, Теория и конструкция нагнетателей и тепловых двигателей.
При изучении дисциплины «Компьютерные технологии в теплоэнергетических расчетах» рекомендуется следующая литература:


ЛИТЕРАТУРА

Основная

  1. Качан А. Д. Оптимизация режимов и повышение эффективности работы паротурбинных установок ТЭС. Минск: Вышэйшая школа – 1985, 176 с.

  2. Левенталь Г. Б., Попырин Л. С. Оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1970, 352 с.

  3. Зайцев А.И., Митновицкая Е. А., Левин Л. А., Книгин А. Е.. Математическое моделирование источников энергоснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1991, 152 с.

  4. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. - М.:Наука, 1984.- 288с.

  5. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. - М.: Энергоатомиздат, 1984.-152 с.

  6. Каневец Г.Е., Зайцев И.Д., Головач И.И. Введение в автоматизированное проектирование теплообменного оборудования. - Киев: Наук. Думка, 1985.-232 с.

  7. Лисиенко В.Г., Волков В.В., Гончаров А.Л. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах. - Киев: Наук, думка, 1984.-232 с.

  8. Методы оптимизации параметров теплообменных аппаратов АЭС.- Минск, Наука и техника, 1981.-144 с.


Дополнительная

  1. Андерсон Д, Таннехилл Дж. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. -М.: Мир, 1990.4.1,2-728 с.

  2. Андреев В.И. Расчет тепло- и массообмена в контактных аппаратах. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.-192 с.

  3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под. ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1991.- 496 с.

  4. Справочник по теплообменникам. - М.: Энергоатомиздат, 1987.- т.1-561 с., т.2- 352с.

  5. Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. — М.: Машиностроение, 1989. — 365 с.

  6. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. — М.: Энергоатомиздат,1991.- 588с.

  7. Теплотехнические расчеты при автоматизированном проектировании нагревательных и термических печей. - М.: Черметинформация, 1999.- 185 с.

  8. Математическое моделирование и оптимизация систем тепло-, водо-, нефте- и газоснабжения / Под ред. Меренкова А.П..- Н.: Наука, 1992.- 234 с.

  9. Васильков Ю.В. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании. - М.: ВШ, 2001.- 256 с.

  10. Системы автоматизированного проектирования. Учебное пособие для втузов./ в 9 т / Под ред. И. П. Норенкова. - М.: ВШ, 1986.

  11. И.Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. - М.: Высш.шк.,1991.- 400 с.

  12. Клима И. Оптимизация энергетических систем. - М.: ВШ, 1991.- 247 с.

  13. Сазонов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1985.- 214 с.

  14. Борисова Н.Г. Математические основы методов моделирования и оптимизации теплотехнологических процессов. Тестовые задания для текущего и итогового контроля. - Алматы.: АИЭС,1999.-ч.1-25с.,ч.2.-28с.



Тематический план

дисциплины



Форма

Ф СО ПГУ 7.18.2/07



Содержание дисциплины
Форма обучения очная, 2004 год поступления



п/п

^ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

Тема

Количество часов

Лекц.

лаб.

практ

СРС

1

Введение.

1










2

Модели и виды моделирования.

4







2

3

Математическое моделирование процессов тепломассопереноса.

4




6

2

4

Математическое моделирование и оптимизация тепломассообменных аппаратов.

4




6

2

5

Математическое моделирование и методы решения задач оптимизации параметров и профиля оборудования теплоэнергетических установок (ТЭУ).

5.1. Математическое моделирование теплотехнологических установок и систем.

5.2. Математическое моделирование и оптимизация систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий.

5.3. Методы решения задач оптимизации параметров и профиля оборудования ТЭУ.

16


4
6

6




6

12


4
4

4

6

Технико-экономический анализ и комплексная оптимизация ТЭУ.

6







4

7

Методические основы и принципы распределения нагрузок на ТЭС.

4










8

Оценка изменения экономичности парогенераторов и паровых турбин на переменных режимах.

4







4

9

Автоматизированная система оптимизации проектных решений по составу оборудования ТЭУ.

4




16

4

10

Пути повышения эффективности ТЭС.

4







6




Итого

51




34

36


3 Методические указания по изучению дисциплины «Компьютерные технологии в теплоэнергетических расчетах»
^ Тема 1. Введение

Цель, объем и содержание курса «Методы моделирования и оптимизации теплотехнологических установок и систем». Основные задачи курса, роль в подготовке инженера по специальности Промышленная теплоэнергетика. Цели и задачи моделирования и оптимизации теплотехнологических процессов, установок и систем. Теплоэнергетическая установка как объект технико-экономической оптимизации.
^ Тема 2. Модели и виды моделирования

Три вида моделирования. Аналоговое моделирование. Физическое моделирование. Анализ размерностей. Теория подобия. Критерии подобия. Критериальные уравнения для задач стационарной теплопроводности и конвективного теплообмена. Математическое моделирование как основной метод решения задач оптимизации и проектирования теплотехнологических процессов. Основные виды математических моделей. Этапы разработки математической модели. Использование блочного принципа построения математических моделей. Установление адекватности моделей.
^ Тема 3. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса

Современное состояние и краткий обзор развития моделирования процессов тепло - массопереноса.

Расчет теплофизических свойств рабочих тел.

Теплопроводность. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Краевые условия. Классификация методов решения задач теплопроводности. Аналитические методы решения задач теплопроводности. Численные методы решения стационарных неодномерных задач теплопроводности. Численные методы решения нестационарных задач теплопроводности.

Конвективный теплообмен. Моделирование задач конвективного теплообмена. Применение метода конечных разностей к уравнениям конвективного теплообмена. Численные методы решения уравнений пограничного слоя. Численные методы решения уравнений Навье-Стокса.

Радиационный теплообмен. Методы моделирования процесса радиационного теплообмена.

Детерминированные и стохастические модели массопереноса.
^ Тема 4. Математическое моделирование и оптимизация тепломассообменных аппаратов

Математическое описание структуры потока в аппарате. Модели идеального смешения и идеального вытеснения Диффузионная модель. Ячеечная модель. Комбинированные модели.

Моделирование работы рекуперативного теплообменного аппарата. Постановка задачи оптимизации теплообменного аппарата.

Моделирование и оптимизация работы перегонных и ректификационных аппаратов.

Модели и алгоритмы расчета установок выпаривания, абсорбции, сушки.

Моделирование и оптимизация работы холодильных установок.

Автоматизация математического моделирования тепло-массообменных аппаратов.
^ Тема 5. Математическое моделирование и методы решения задач оптимизации параметров и профиля оборудования теплоэнергетических установок (ТЭУ)

Математическое описание структуры потока в аппарате. Модели идеального смешения и идеального вытеснения Диффузионная модель. Ячеечная модель. Комбинированные модели.

Моделирование работы рекуперативного теплообменного аппарата. Постановка задачи оптимизации теплообменного аппарата.

Моделирование и оптимизация работы перегонных и ректификационных аппаратов.

Модели и алгоритмы расчета установок выпаривания, абсорбции, сушки.

Моделирование и оптимизация работы холодильных установок.

Автоматизация математического моделирования тепло-массообменных аппаратов.

Моделирование и оптимизация реакторов высокотемпературных теплотехнологических установок.

Использование математических моделей теплотехнологии для анализа тепловых схем, режимов работы оборудования и технико-экономических показателей.

Пакеты прикладных программ и банки данных теплотехнологии: анализ, использование и разработка.

Методы решения задач оптимизации параметров и профиля оборудования ТЭУ.

Анализ возможных методов решения задач нелинейного математического программирования. Поиск абсолютного оптимума.
^ Тема 6. Технико-экономический анализ и комплексная оптимизация ТЭУ

Имитационные модели систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий (СТЭПП) и их особенности. Применение теории графов для построения математических моделей. Матрицы соединений, видов связей СТЭПП. Использование систем балансовых уравнений. Свойства исходной информации. Точность реализации математических моделей СТЭПП. Автоматизация математического моделирования СТЭПП.

Математические модели паровых, конденсатных и водяных тепловых сетей. Использование математических моделей для исследования гидравлического и теплового режимов сетей. Математические модели котельных и их элементов. Использование математических моделей ТЭЦ для анализа тепловых схем, режимов работы оборудования и экономических показателей.

Общие методы и принципы подхода к решению задач оптимизации сложных энергетических систем и установок. Основные задачи оптимизации СТЭПП. Задачи линейного программирования и методы их решения. Численные методы решения задач нелинейного программирования. Градиентные методы оптимизации. Метод штрафных функций. Методы оптимизации, основанные на последовательном анализе вариантов. Задачи моделирования СТЭПП, сводящиеся к задачам дискретного программирования. Постановка задачи многокритериальной оптимизации и ее особенности.

Выбор оптимальных параметров узлов теплоэнергетической установки. Определение оптимальных параметров блочной конденсационной паротурбинной установки.
^ Тема 7. Методические основы и принципы распределения нагрузок на ТЭЦ

Методические основы распределения нагрузок на ТЭЦ. Рекомендации по распределению тепловых нагрузок на ТЭЦ с поперечными связями.
^ Тема 8. Оценка изменения экономичности парогенераторов и паровых турбин на переменных режимах

Изменение КПД парогенератора на переменных режимах. Режимные параметры, определяющие эффективность работы парогенератора.
^ Тема 9. Автоматизированная система оптимизации проектных решений по составу оборудования источника энергоснабжения

Структура автоматизированной системы.
^ Тема 10. Пути повышения эффективности ТЭС

Снижение потерь теплоты в конденсаторах турбин ТЭС. Использование конденсационных турбин для теплоснабжения. Способы прохождения минимальных нагрузок на блочных ТЭС.

^

4 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ



Тема 3. Методические основы и принципы распределения нагрузок на ТЭЦ.

Аналоговое моделирование при изучении процесса теплопроводности.

Математическое моделирование процессов тепло - массопереноса.
^ Тема 4. Методические основы и принципы распределения нагрузок на ТЭЦ.

Математическое моделирование и оптимизация тепло-массообменного аппарата.

Применение методов оптимизации для расчета распределения нагрузок на ТЭЦ.
^ Тема 5. Методические основы и принципы распределения нагрузок на ТЭЦ.

Использование математических моделей для исследования гидравлического и теплового режимов сетей.

^ Тема 9. Автоматизированная система оптимизации проектных решений по составу оборудования источника энергоснабжения.

Применение автоматизированной системы оптимизации проектных решений для оптимизации состава оборудования проектируемой ТЭС.

^ 5 Содержание самостоятельной работы студента

пп

Наименование тем

Содержание

Форма контроля и время

Кол-во

часов

1

Тема 2. Методы решения задач оптимизации параметров и профиля оборудования ТЭУ.

Погрешность метода решения задачи оптимизации.

экзамен

2

2

^ Тема 3. Технико - экономический анализ и комплексная оптимизация ТЭУ.

Факторы оптимизации теплоэнергетической установки, определяемые энергетической системой. Определение режимных требований к разрабатываемому теплоэнергетическому оборудованию. Условия оптимизации маневренных ТЭУ.

экзамен

2

3

^ Тема 4. Методические основы и принципы распределения нагрузок на ТЭЦ.

Особенности распределения конденсационных нагрузок на ТЭЦ. Особенности распределения нагрузок на ТЭЦ двух давлений. Распределение нагрузок между котлами ТЭЦ с поперечными связями.

экзамен

2

4

^ Тема 5. Оценка изменения экономичности парогенераторов и паровых турбин на переменных режимах.

Изменение КПД отдельной ступени и группы ступеней на переменных режимах. Режимные параметры, определяющие экономичность отсеков теплофикационных турбин. Обобщенные характеристики части низкого давления теплофикационных турбин.

экзамен

12

5

^ Тема 6. Автоматизированная система оптимизации проектных решений по составу оборудования источника энергоснабжения.

Процесс проектирования источника энергоснабжения в автоматизированной системе. Синтез и анализ вариантов состава оборудования. Использование автоматизированной системы для построения технологических карт оптимальных режимов эксплуатации источников энергоснабжения. Автоматизированная система оптимизации эксплуатации источника энергоснабжения.

экзамен

4

6

Тема 8. Анализ информации при оптимизации ТЭУ.

Возможные методы анализа влияния исходной информации на получаемые решения. Выбор варианта развития ТЭС в энергетической системе.

экзамен

4

7

Тема 9. Система оптимизации отраслевого планирования энергетического топливоиспользования.

Принципы отраслевого планирования. Планово-нормативные нагрузки и нормативные характеристики источников энергоснабжения. Планирование и анализ топливоиспользования по отраслям.

экзамен

4

8

Тема 10. Оптимизация режимов АЭС.

Выбор оптимальных параметров оборудования АЭС.

экзамен

4

Похожие рефераты:

Методические указания Форма со пгу 18. 1-07 Министерство образования...
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Кафедра географии...
Методические указания Форма со пгу 18. 1-07 Министерство образования...
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Кафедра географии...
Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им, С. Торайгырова
Методические указания Форма ф со 18. 2/05 Министерство образования и науки Республики Казахстан
Методические указания по изучению дисциплины «Теплотехнические измерения и контроль» для специальности 050717 «Теплоэнергетика»
Методические указания Форма ф со 18. 2/05 Министерство образования и науки Республики Казахстан
...
Методические указания Форма ф со 18. 2/05 Министерство образования и науки Республики Казахстан
...
Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18 / 05 Министерство образования...


Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза