Моделирование тепловых режимов резервуаров для хранения топлив
Моделирование процесса теплопереноса посредством теплопроводности резервуара с подогревателем постоянной температуры.
Цель данной работы – моделирование и оценка тепловых потерь резервуаров для хранения топлив ТЭС и котельных с учетом разной температуры окружающей среды и меняющимся коэффициентом теплообмена.
Объект исследования – стальной цилиндрический вертикальный резервуар марки РВС – 100.
Задача работы – прогноз механизмов теплового воздействия на резервуар для хранения мазута с учетом изменения температуры окружающей среды и коэффициента теплообмена; моделирование тепловых воздействий внутри резервуара; анализ результатов моделирования тепловых режимов.
Введение………………………………………………………………… 11
1 Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………….. 13
1.1 Различные типы мазутных хозяйств……………………… 13
1.2 Типы резервуаров их описание и особенности ………….. 18
1.3 Способы подогрева мазута, алгоритм и нормативная ме-
тодика теплового расчета …………………………………
1.4 Хранение топлив ТЭС и котельных, их энергосбереже-
ние …………………………………………………………..
1.5 Методы уменьшения тепловых потерь в мазутном хо-
зяйстве ………………………………………………………
1.6 Вязкость мазута……………………………………………. 31
1.7 Анализ результатов предыдущих диссертационных ра-
бот по численному моделированию процессов подогрева 32
мазута………………………………………………………..
1.8 Выводы……………………………………………………… 37
2 ГЛАВА 2. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗАДАЧИ ПЕРЕНОСА ТЕПЛОТЫ
ОТ РЕЗЕРВУАРА В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ……………………
2.1 Физическая постановка задачи……………………………. 38
2.2 Математическая модель…………………………………… 40
2.3 Метод решения…………………………………………….. 41
3 ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ РЕ-
ЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ТОПЛИВ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ… 44
3.1 Исходные данные…………………………………………… 44
3.2 Результаты моделирования………………………………… 45
3.3 Анализ результатов моделирования……………………… 55
4 ГЛАВА 4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕК-
ТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ……………………………
Введение……………………………………………………. 56
4.1 Планирование работ и оценка времени их выполнения… 57
4.2 Смета затрат на проектирование………………………….. 59
4.2.1 Материальные затраты…………………………………….. 60
4.2.2 Амортизация компьютерной техники…………………….. 60
4.2.3 Затраты на заработную плату……………………………… 61
4.2.4 Отчисления на социальные нужды……………………….. 62
4.2.5 Прочие затраты…………………………………………….. 62
4.2.6 Накладные расходы………………………………………… 62
4.3 Определение ресурсной эффективности исследования…. 63
4.4 SWOT – анализ …………………………………………… 65
4.5 Выводы по разделу………………………………………… 66
5 Глава 5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ…………………… 67
Введение……………………………………………………. 67
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения без-
опасности……………………………………………………
5.1.1 Правовые нормы трудового законодательства…………… 67
5.1.2 Требования к организации и оборудованию рабочих
мест…………………………………………………………..
5.2 Производственная безопасность………………………….. 70
5.2.1 Отклонение показателей микроклимата в помещении….. 72
5.2.2 Повышенный уровень шума на рабочем месте…………… 74
5.2.3 Недостаток естественного света…………………………… 75
5.2.4 Повышенный уровень электромагнитных полей………… 77
5.2.5 Повышенное значение напряжения в электрической це-
пи, замыкание которой может произойти через тело че- 77
ловека (Электробезопасность) …………………………….
5.3 Экологическая безопасность………………………………. 79
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях………………… 80
5.5 Выводы по разделу………………………………………… 82
Заключение 83
Список литературы 84
Приложение 1 88
Больше чем 30% нефти при ее переработке превращается в топоч- ный мазут, который впоследствии используется потребителями на элек- трических станциях и котельных.
В настоящий момент газ и уголь – это самые распространенные ви- ды топлива, но всё же угольные электрические станции используют мазут как растопочное топливо, а электростанции, работающие на газе, приме- няют мазут в качестве резервного топлива. Анализируя топливно- энергетическую ситуацию на данных момент можно сделать выводы что, газ и нефть будут актуальны еще несколько десятков лет, и даже после 2030 года будет производиться 70% электроэнергии именно с этих ресур- сов. В настоящий момент, когда цены на газ и нефть достаточно высоки, имеет место вопрос об улучшении схем мазутных хозяйств.
Несмотря на то, что такие источники тепла как газ и мазут истоща- ются, по крайней мере несколько десятков лет их использование еще будет актуально.
Главная проблема при использовании мазутных хозяйств – это большие затраты энергии на подогрев мазута при его подготовке.
Цель данной работы – моделирование и оценка тепловых потерь резервуаров для хранения топлив ТЭС и котельных с учетом разной тем- пературы окружающей среды и меняющимся коэффициентом теплообме- на.
Объект исследования – стальной цилиндрический вертикальный резервуар РВС – 100.
Предмет исследования – анализ тепловых потерь резервуаров для хранения топлив ТЭС и котельных.
Задача работы – прогноз механизмов теплового воздействия на ре- зервуар для хранения мазута с учетом изменения температуры окружаю- щей среды и коэффициента теплообмена; моделирование тепловых воз- действий внутри резервуара; анализ результатов моделирования тепловых режимов.
Актуальность исследования тепловых воздействий внутри резер- вуара с использованием змеевикового подогревателя при изменении тем- пературы окружающей среды и коэффициенте теплообмена определяется следующими показателями:
– потребность уменьшения тепловых потерь затрачиваемых на прогрев мазута перед его использованием;
– методы применяемые при расчетах тепловых потерь мазутных хозяйств не совсем в полной мере отражают детали происходящих тепло- вых процессов;
– необходимость более полной оценки энергетического потенциа- ла мазутных хозяйств.
Практическая значимость:
Польза от данного исследования заключается в повышении объема данных касательно исследования моделирования резервуаров для хранения топлив ТЭС и котельных, учитывая температуру окружающей среды и ме- няющийся коэффициент теплообмена.
Результаты исследования развивают представления о разных усло- виях работы мазутных хранилищ и могут пригодиться при их конструиро- вании, улучшении отдельных элементов конструкций, подборе материа- лов.
В результате математического моделирования стального вертиально-
го наземного резервуара РВС – 100 цилиндрической формы с геометриче-
скими характеристиками, представленными в таблице 2.1.1, толщиной
изоляции и стенок резервуара соответствующим реальным величинам для
резервуаров данных размеров, при постоянных теплофизических характе-
ристиках материалов, указанных в таблице 3.1.1; при наличии подогрева-
теле, расположенного внутри корпуса с мазутом, имеющего постоянную
температуру на стенках подогревателя равную T1 = Tпод = const = 120°С,
были получены значения тепловых потерь (таблицы 3.2.1 – 3.2.3) для раз-
ной температуры окружающего воздуха от – 20 °С до 20 °С и изменении
коэффициента теплоотдачи α = 5; 20; 35 Вт/(м2 К) (значения представлены
в таблицах 3.1.2 – 3.1.3). Так же были построены температурные поля рас-
пределения температур в области резервуара которые представлены на ри-
сунках 3.1.1 – 3.1.9.
Моделирование было проведено в комплексе мультифизического
моделирования COMSOL Multiphysics с использованием модуля General
Heat Transfer и применения конечно – элементной сетки.
Процесс теплопереноса осуществлялся без использования конвек-
ции, так как конвективного движения мазута не предусматривалось, и пе-
редача теплоты внутри резервуара осуществлялась только при помощи
теплопроводности.
При изменении температуры окружающей среды на величину от T =
20 °С до T = – 20 °С (таблицы 3.2.1 – 3.2.3), тепловые потери увеличивают-
ся на 30%, тогда как, изменение коэффициента теплоотдачи в условиях от-
сутствия конвективного теплопереноса не оказывает существенного влия-
ние на величину тепловых потерь.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (826 отзывов)
4.7 (82 отзыва)
4.8 (1033 отзыва)
4.5 (9 отзывов)
4.7 (18 отзывов)
4.1 (20 отзывов)
4.6 (522 отзыва)
5 (14 отзывов)
5 (158 отзывов)
