гии. В случае, если элемент ХТС находится в стационарном режиме (АЕЭ= |
0) |
и в нем не производится ни механическая, ни электрическая работа (,4Э= |
0), |
то термодинамический к. и. д. может быть записан следующим образом: |
|
|
Egx + Egx- Е д |
|
1 |
Е®х+ Е ?х |
|
Потери эксерпш принципиально всегда можно уменьшить (т. е. увеличить к. п. д.), однако при этом необходимо сопоставить технические и экономические затраты с достигаемым эффектом. Именно здесь и проявляются все преимущества эксергетической концепции. Важной особенностью эксергетического анализа является непосредственная связь с технико-экономическими характеристиками. Если потоки эксергии выразить через стоимость, то можно экономически оценить все превращения эксергии и происходящие при этом потери. С учетом вышеска занного термоэкономический критерий оптимальности функционирования ХТС (R ) запишется следующим образом:
|
І[< Ѵ Е і + * 4] |
|
Я = т іп С = т іп |
— — ^ -------- — |
(VII,1) |
|
к |
|
где С — стоимость единицы эксергии |
продукции; Ек — суммарное |
количество |
продукции в единицах эксергии; Сг- |
— стоимость единицы эксергии сырья; |
Ег- — расход сырья в единицах эксергии; 5,- — стоимость капитальных и эксплу
атационных затрат для і-го элемента; N — число элементов |
ХТС. |
Из выражения (VII, 1) может быть получено конкретное |
выражение крите |
рия оптимальности в зависимости от назначения рассматриваемой ХТС и спе цифических особенностей ее работы:
1. |
Рассматривается ХТС, вырабатывающая один продукт; тогда |
|
|
|[<уч+*.] |
|
|
Ri —min ——^ |
s ----------- |
(VII,2) |
2. |
Для ХТС производства одного продукта заданного качества |
|
|
Д2 = шіп — ------г ----------- |
(VI 1,3) |
3. |
Для ХТС производства одного продукта заданного качества с фиксиро |
ванной производительностью |
|
|
|
7?з = min |
|
(VII,4) |
где Се. — стоимость единицы эксергии |
сырья; ЕС(. — эксергия сырья; |
Ga — |
производительность ХТС по выпуску продукта; Si — капитальные и эксплуата
ционные затраты; і = 1, N — число элементов ХТС.
В зависимости от поставленной задачи и конкретных условий работы ХТС при их оптимизации могут быть использованы все четыре типа термоэкономиче ских критериев оптимальности. Если решается задача оптимального проекти
рования ХТС, то в зависимости от |
числа производимых |
продуктов можно |
использовать критерий (VI 1,1) или |
(VI 1,2). Оптимизация |
технологических |
режимов работы системы может осуществляться по критериям (VII,3) и (VII,4). Применение критерия типа (VII,3) возможно в случае, если нагрузка на си стему меняется произвольно, например в задаче оптимального распределения нагрузки на параллельно работающие агрегаты.
Для правильного выбора того или иного термоэкономического критерия оптимизации необходимо установить полезный эффект, обеспечиваемый ХТС, с точки зрения эксергетического анализа. Так, для систем очистки газов полез ным эффектом является компримирование очищаемого газа за счет повышения его парциального давления по мере удаления вредной примеси. Изменение тем пературы газа в результате технологического процесса^может быть как полез ным, так и отрицательным эффектом и зависит от конкретной ХТС, в которую входит данная подсистема очистки.
По этой же причине необходимо правильно определить полезный эффект ХТС с точки зрения эксергетического анализа и при оценке ее эффективности по термодинамическому к. п.*д.
|
|
|
|
|
|
|
|
Л И T j E P A T У Р А |
1. |
Б е н е д е к |
IL, |
Л а с л о А. Научные основы |
химической |
технологии. |
2. |
Л., «Химия», 1970. 376 с. |
|
Издатинлит, 1962. |
319 с. |
Б е р ж |
К. Теория графов и ее применения. М., |
3. |
Б о я р и н о в |
А. И., |
К а ф а р о в |
В. В. Методы оптимизации в хими |
Л. |
ческой технологии. М., «Химия», 1969. 495 с. |
|
|
|
|
|
Б у с л е н к о |
Н. П. Моделирование сложных систем. М., «Наука», 1968. |
5. |
355 с. |
|
|
Н. П. Математическое |
моделирование |
производственных |
Б у с л е н к о |
|
6. |
процессов. М., |
«Наука», 1964. 320 с. |
|
|
|
|
|
|
Г а н т м а х е р |
Ф. Р. Теория матриц. М., «Наука», 1967, 425 с. |
|
7. |
Г у д Г. X., |
М а к о л |
Р. Э. Системотехника. Введение |
в |
проектирова |
8. |
ние больших систем. М., «Советское радио», 1962. 629 с. |
с. |
152. |
|
Ж а в о р о н к о в |
Н. М. и др. ТОХТ. 1970, т. 4, № 2, |
|
9. |
З ы к о в |
А. А. Теория конечных графов. М., «Наука», |
1969. 542 с. |
систем |
10. |
И в а и о в В. |
|
А. Математическое моделирование промышленных |
|
очистки газов. Автореферат канд. дисс. МХТИ им. Д. И. Менделеева. 1971. |
11.К а ф а р о в В. В. Методы кибернетики в химии и химической техноло гии. Изд. 2-е. М., «Химия», 1971. 496 с.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. |
К а ф а р о в |
В. В., |
П е р о в |
В. Л., |
Me ш а л к и н |
В. П. ДАН СССР, |
|
1970 т. 192 |
№ 3 с. |
598. |
В. Л., |
М е ш а л к и и |
В. П. ТОХТ, |
13. К а ф а р о в |
В. В., |
П е р о в |
|
1970, т. 4, № 5, с. 746. |
В. Л., |
М е ш а л к и н |
В. П. |
ТОХТ, |
14. К а ф а р о в |
В. В., |
П е р о в |
15. |
1970, т. 4, № 6, с. 898. |
В. Л., М е ш а л к и н |
В. П. |
Хпм. |
К а ф а р о в |
В. В., |
П е р о в |
16. |
пром., 1971, № 8, с. 602. |
В. Л., |
М е ш а л к и н |
В. П. Автоматика |
К а ф а р о в |
В. В., |
П е р о в |
17. |
и телемеханика. 1971, № И , с. 129. |
1971, т. 195, № 4, |
с. 887. |
|
К а ф а р о в |
В. В. и др. ДАН |
СССР, |
|
18.К е м и б е л л Д. П. Динамика процессов химической технологии. М., Госхимиздат, 1962. с. 351.
19.М е ш а л к и н В. П. Некоторые принципы анализа химико-технологиче ских систем. Автореферат канд. дисс. МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1971.
20. М э з о н С., Ц и м м е р |
м а н Г. Электронные цепи, сигналы и системы. |
М., Издатинлит, 1963, с. |
619. |
21.Н а г и е в М. Ф. Теория рециркуляции и повышение оптимальности хими ческих процессов. М., «Наука», 1970. 375 с.
22.О р е О. Теория графов. М., «Наука», 1968. 352 с.
23. |
О с т р о в с к и й Г. М., В о л и н |
ІО. М. Методы оптимизации сложных |
24. |
химико-технологических схем. М.‘, «Химия», 1970. 328 с. |
для пнжене- |
Р о з е н б р о к |
X., |
С т о р и |
С. Вычислительные методы |
25. |
ров-химиков. М., «Мир», 1968. 443 с. |
Ю. В. и др. |
С е м е н о в а |
Т. А., |
Л е й т е |
с |
И. Л., А к с е л ь р о д |
|
Очистка технологических газов. М., «Химия», 1969. 383 с. |
|
26. С ѳ ш у |
С., Б а л а б а н я н Н. Анализ линейных цепей. М., «Энергия», |
1963. 480 |
с. |
27.Т р а к с е л Д. Синтез систем автоматического регулирования. М., Машгиз,
1959. 759 с.
28.Ф и X т е н г о л ь ц Г. М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. М., «Наука», 1966. 659 с.
29.Ч е с т н а т Г. Техника больших систем. М., «Энергия», 1969, 785 с.
29а. К р о у К. и др. Математическое моделирование химических производств. М., «Мир», 1973. 391 с.
30.П е р о в В. Л. Новые принципы расчета и моделирования химико-техно логических систем. Автореферат докт. дисс. МХТИ им. Д. И. Менделеева
1973. |
|
р. 829. |
30а. M a s o n S. J., Proc. IRE, 1957, ѵ. 45, |
31. Н і m m е 1 b’l а и |
D. М., B i s c h o f f |
К. В. Process Analysis and Simu |
lation (Deterministic |
Systems). New York, |
1968. 389 p. |
32.H i m m e l b l a u D. M. Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering. 2nd Ed. New York, 1967. 425 p.
33.S a r g e n t R. W. H., Chem. Eng. Progr., 1967, v. 63, № 9, p. 989.
34. |
S h a njn o n |
P. T. |
e. a., Chem. Eng. Progr., |
1966, v. 62, |
№ 6, p. 381. |
35. |
K o m a t s u |
Sh., Ind. Eng. Chem., 1968, v. 60, № 2, p. 46. |
36. |
H e n 1 e у |
E. J., |
R o s e n |
E. M. Material and |
Energy |
Balance Computa |
37. |
tions. New York, 1969. 485 p. |
of |
Process |
Engineering. New |
R u d d D. F., |
W a t s o n |
С. C. Strategy |
|
Yopk, 1968. |
545 |
p. |
|
|
|
|
|
38.T r e n t H. M., J. Acoustical Soc. Am., 1955, v. 27, № 3, p. 522.
39.M a s о n S. J., Proc. IRE, 1953, v. 41, N 9, p. 319.
40.V a c l a v e k V., Coll. Czeck. Chem. Comm., 1969, v. 34, № 2—3, p. 3036.
41.S a r g e n t R. W. H., Trans. Inst. Chem. Eng., 1968, v. 46, № 10, p. CE424*
