🌀 Криогенные циклы. Расчет цикла ректификационной колонны методом варьирования параметров в MathCad

Запись семинаров по дисциплине "Машины и аппараты криогенной техники".

📋 Для повторения уже пройденного материала в курсах "Научные основы криологии" и "Теория и расчет циклов криогенных систем", закрепления практических навыков расчета цикла было проведено внеплановое занятие, посвященное определению термодинамических параметров точек простого дроссельного цикла ректификационной колонны с двухпоточным и трехпоточным теплообменным аппаратом. Рассматривается алгоритм нахождения параметров точек цикла, составление уравнения теплового баланса для теплообменного аппарата, варьирование параметров с последующим выходом на давление компримирования (компрессию), за счет которого осуществляется получение требуемых термодинамических параметров в точке ввода разделяемой смеси в колонну с заведомо определенным фазовым составом (доля пара/жидкости).

⚙️Занятие проводит преподаватель кафедры Э4 - Мамедов Владислав Марсельевич. Если у Вас есть замечания по содержанию материала или Вы с чем-то не согласны, пожалуйста, напишите комментарий или свяжитесь по почте (mamedov-vm@bk.ru).

💸Если материалы были полезны, поддержите автора:
- Boosty: https://boosty.to/ionium.ru/donate
- Yoomoney: https://yoomoney.ru/to/4100117417821528

🔍Материалы, представленные на семинарах, находятся на сайте Ionium.ru в соответствующем разделе https://ionium.ru/cryogenic

📌Тайм-коды видео:
00:00 Заставка
00:12 Постановка задачи
--- Схема цикла ректификационной колонны ---
02:56 Прямой поток высокого давления
03:46 Особенности дроссельной и детандерной ступени расширения
05:00 Классификация рассчитываемого цикла
05:26 Простановка точек цикла
--- Расчет цикла с двухпоточным ТОА ---
05:42 1.1. T-x и h-x диаграмма и точка ввода смеси в колонну M
07:12 1.2. Фазовый состав точки ввода смеси M
08:28 1.3. Изотерма через точку ввода смеси в колонну M на диаграмме
09:25 1.4. Изотерма через точку ввода смеси в колонну M в MathCad
11:34 1.5. Энтальпия точки ввода смеси в колонну M
12:16 1.7. Обозначение обратных потоков R и D
12:50 1.8. Переход к долям расхода относительно M
13:38 1.9. Переход к точке перед дросселем 2
14:04 1.10. Параметры потоков R и D
14:40 1.11. Особенности фазового состояния продукционных потоков
17:12 2.1. Реализация конденсации низкокипящего потока в колонне
18:15 2.2. Конденсатор с криогенной газовой машиной (КГМ) Стирлинга
21:20 2.3. Особенности КГМ Гиффорда-МакМагона
22:46 2.4. Конденсатор с реконденсатором паров азота
24:26 2.5. Реализация части дроссельного эффекта разделяемого потока
26:06 2.6. Реконденсатора азота как источник внешнего "холода"
27:30 -
27:56 3.1. Уравнение теплового баланса теплообменного аппарат
29:15 3.2. Влияние теплопритоков из окружающей среды
30:30 3.3.1. Энтальпия в точке 1 и ее характеристики
32:00 3.3.2. Условие работоспособности цикла
32:30 3.3.3. Энтальпия в точке 4 и ее характеристики
37:44 3.3.4. Энтальпия в точке 6 (по аналогии с точкой 4)
38:32 4.1. Недорекуперация ТОА
40:30 4.2. Связь параметров точек 5 и 1 через среднюю теплоемкость
41:25 4.3. Цикла в T-s диаграмме для анализа точек и их энтальпий
45:48 4.4. Расчет усредненной теплоемкости
46:44 -
47:23 5.1. Подстановка зависимостей в уравнение баланса
49:00 5.2. Решение уравнения баланса относительно T1=f(p2)
50:45 5.3. Анализ зависимости T1(p2)
54:05 5.4. Инверсия параметров в уравнении баланса ΔT(p2)
55:25 -
--- Пример расчет цикла в MathCad ---
56:00 Задание параметров обратного потока
58:08 Уравнение теплового баланса и введенные обозначения
58:30 Расшифровка подставляемых значений
59:05 Блок решения уравнения
59:36 Анализ зависимости T1(p2)
--- Расчет цикла с трехпоточным ТОА ---
01:03:30 -
01:03:55 Особенности расчета трехпоточного ТОА
01:04:40 Невозможность полной рекуперации обратного потока
01:05:44 Отвод косвенного потока в средней части ТОА
01:06:35 Выбор зависимых и независимых параметров
01:07:40 Модернизация уравнения теплового баланса
--- Расчет цикла с трехпоточным ТОА в MathCad ---
01:08:42 Задание параметров обратных потоков
01:10:10 Особенности расчета
01:11:00 Уравнение теплового баланса для трехпоточного ТОА
01:11:30 Анализ зависимости T7(p2)
01:12:40 Анализ зависимости Т1(p2) при заданной недорекуперации
01:15:48 -
01:16:40 Альтернативные способы расчета трехпоточного ТОА
01:19:30 Цикл с трехпоточным ТОА в HYSYS разбитым на 2 двухпоточных
01:21:40 Заключение

Видео 🌀 Криогенные циклы. Расчет цикла ректификационной колонны методом варьирования параметров в MathCad канала Ionium