Реферат: Моделирование систем на примере системы стабилизации нефти
Принимаем следующие ограничения и допущения:
1. Внутри змеевика параметры распределённые (температура зависит от координаты, меняется по длине змеевика).
2. Стационарный процесс (за малые промежутки времени параметры не изменяются в широких пределах).
3. В змеевике процесс идеального вытеснения (в любом сечении трубы температура постоянна в каждой точке этого сечения). Принимаем на основании того, что движение потока хладагента в змеевиковых и трубчатых элементах небольшого диаметра удовлетворительно соответствует гидродинамической модели идеального вытеснения.
4. Поперечное перемешивание в змеевике идеальное.
5. Тепловой поток через поверхность теплообмена устанавливается мгновенно и направлен перпендикулярно к ней в каждой точке.
6. Идеальная изоляция от внешней среды (нет потерь тепла в окружающую среду).
7. Среды, участвующие в процессе, несжимаемы.
8. Коэффициент теплопередачи от газа к сырью постоянен по площади поверхности змеевика.
9. Преобладающий процесс теплопередачи в печи – теплопроводность.
10. Внутри печи сосредоточенные параметры.
11. Теплоемкость поверхности теплообмена пренебрежимо мала по сравнению с теплоемкостью веществ, участвующих в процессе теплообмена.
12. Давление постоянно.
2) Перейдем к получению математической модели. Так как в змеевике распределенные параметры, выделим элементарный объем DV длиной Dх.
Рис. 3 Элементарный объем
Uвх – объем сырья на входе.
Uвых – объем сырья на выходе.
Qвх – количество тепла, поступающего с сырьем на вход.
Qвых – количество тепла, выходящего с сырьем.
Твх – температура сырья на входе в элементарный объем.
Tвых – температура сырья на выходе из элементарного объема.
q– количество тепла передаваемое выделенному объему в процессе теплообмена.
С – теплоемкость сырья.
3) 
Запишем уравнение теплового баланса для хладагента, т.е. для нефти в выделенном обьеме змеевика.
В статическом режиме: (1)
В динамическом режиме: (2)
4) 
Выражаем все слагаемые через технологические параметры:
– изменение количества тепла в выделенном объеме
– количество тепла на входе в выделенный объем