Понятие математической модели и алгоритма

В процессе проектирования, эксплуатации и наладки теплоэнергетической части электрических станций, работающих на органическом топливе возникает необходимость сравнительной оценки эффективности различных тепловых схем котельных установок, ТЭС, газопоршневых и дизель-генераторных станций. С целью нахождения наилучших решений, реального снижения удельных расходов топлива. Оценка тепловой эффективности новых станций или пути модернизации существующих энергеоблоков, получение реальных характеристик эксплуатации тепломеханического оборудования, обработка данных тепловых испытаний, могут быть решены и реализуются в рамках единого подхода – на основе уравнений баланса.

Уравнения балансов – есть ни что иное, как уравнение закона сохранения массы, энергии и импульса. Способом описания энергетического объекта, решению получаемой при этом математической задачи, создание единого комплекса программных средств, проводится в несколько этапов.

I этап – постановка задач;
II этап – построение физической модели объекта;
III этап – построение математической модели объекта.

Постановка задач

Выбор наилучших параметров тепловой схемы для получения малозатратных технологий

Построение физической модели

Единого решения при построении физической модели не существует. Все зависит от целей задачи, об учете тех или иных процессов, элементов оборудования, их взаимосвязи.

Пример:
Применение комбинированного использования газовой турбины, работающей по сбросной схемы в топку водогрейного котла:
Применение газопоршневой установки с использованием котлов-утилизаторов с выбросами уходящих газов с температурой +35 градусов Цельсия;
Применение без деаэраторной установки в системе выработки тепловой энергии.
От физической модели, в конечном счете, зависит общее решение, а в дальнейшем могут привести к самым значительным ошибкам.

Построение математической модели

Производится расчет элементов схемы на основе законов сохранения массы, энергии, импульса. Этот тип моделей именуется балансом. Имея математическую модель отдельных элементов, можно составить в соответствии с тепловой схемой математическую модель всего объекта в целом, сопоставляя каждой технологической связи, соединяющей два элемента оборудования, три параметра рабочего тела: расход, давление, удельную энтальпию.

При построении модели необходимо из всего многообразия схем получить результаты в привычном виде без затрат времени, связанных с составлением и решением уравнений математической модели объекта. Весь процесс моделирования делится на три этапа.

I этап. Моделируется тепловая схема из стандартных соображений в графическом редакторе. При этом автоматически формируется математическая модель энергоустановки.
II этап. Производится параметризация модели. Вводится характеристики (тепловые нагрузки, расход, давление, температура теплоносителя и т.д.). Данные должны соответствовать одному базовому режиму.
III этап. Проводится расчет режима работы с помощью моделирующей программы.

Для решения данных этапов схема моделирования объекта рассматривается в виде многосвязанного ориентированного графа. Под словом графа надо понимать информационный поток (поток рабочего тела) с вектором характеристик X (расход, давление, температура, удельная энтальпия). Каждому из упорядоченному множества узлов графа дадим названия элемент.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector