Пристрій для моделювання компоновок тепломасообмінної колони пакетами насадок

Реферат: Пристрій для моделювання компоновок тепломасообмінної колони пакетами насадок належить до технічних засобів для підвищення якості тепломасообміну в процесах ректифікації, дистиляції, абсорбції та десорбції у нафтопереробній, нафтохімічній, газовій, харчовій, мікробіологічній та інших галузях промисловості. Пристрій дозволяє забезпечити вибір найкращого варіанта розташування пакетів насадок у тепломасообмінній колоні для одержання заданої якості технологічного процесу тепломасообміну. UA 69966 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ КОМПОНОВОК ТЕПЛОМАСООБМІННОЇ КОЛОНИ ПАКЕТАМИ НАСАДОК UA 69966 U UA 69966 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що заявляється, належить до технічних засобів для підвищення якості тепломасообміну в процесах ректифікації, дистиляції, абсорбції та десорбції у нафтопереробній, нафтохімічній, газовій, харчовій, мікробіологічній та інших галузях промисловості. Найближчою за сукупністю ознак до пропонованого технічного рішення є тепломасообмінна колона, що містить корпус із розташованими по висоті перерозподільними і контактними пакетами насадок із косорифлених листів з різними геометричними і теплофізичними характеристиками [А. с. СССР № 1681924, кл. B01J 19/30. Тепломассообменная колонна / А.В. Стыценко, Ю.А. Петров, В.Н. Крылов]. Недоліком прототипу для моделювання теплових процесів і пошуку варіанта компоновки тепломасообмінної колони пакетами насадок з різними геометричними і теплофізичними характеристиками є те, що прототип не дозволяє дати відповідь на питання: де і які насадки раціональніше за все розташувати для забезпечення заданої якості технологічного процесу тепломасообміну. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу розробити пристрій для моделювання компоновок тепломасообмінної колони пакетами насадок та забезпечити вибір найкращого варіанта розташування пакетів насадок у тепломасообмінній колоні для одержання заданої якості технологічного процесу тепломасообміну. Поставлена задача вирішується тим, що у тепломасообмінну колону, що містить корпус із розташованими по висоті перерозподільними і контактними пакетами насадок із косорифлених листів з різними геометричними і теплофізичними характеристиками, уведені пасивна модель, блок допустимих значень параметрів тепломасообмінного процесу, блок перебору сполучень, розміщень і переставлень, блок порівняння, блок реєстрації, блок граничних умов, два блоки спряження, комутатор, блок формування контрольованих характеристик тепломасообмінного процесу, формувач імпульсу, блок уведення первинної інформації, першим входом якого є кнопка пуску пристрою, група інших входів є групою входів для уведення первинної інформації, перший вихід блока уведення первинної інформації підключений до входу блока перебору сполучень, розміщень і переставлень, перший вихід якого з'єднаний з входом комутатора, вихід якого підключений до першого входу пасивної моделі, а вихід пасивної моделі підключений до входу блока формування контрольованих характеристик тепломасообмінного процесу, вихід якого підключений до першого входу блока порівняння, другий вхід якого є виходом блока допустимих значень параметрів тепломасообмінного процесу, вхід якого підключений до другого виходу блока уведення первинної інформації, а вихід блока порівняння підключений до входу формувача імпульсу, вихід якого підключений до першого входу блока реєстрації, другим входом якого є другий вихід блока перебору сполучень, розміщень і переставлень, вихід блока реєстрації з'єднаний з входом першого блока спряження, вихід якого підключений до входу тепломасообмінної колони, вихід якої підключений до входу другого блока спряження, вихід якого підключений до другого входу пасивної моделі, третім входом якої є вихід блока граничних умов. Структурно-функціональна схема пристрою, що заявляється, зображена на кресленні. Пристрій містить блок спряження 1, тепломасообмінну колону 2, блок спряження 3, пасивну модель 4, блок 5 граничних умов, блок 6 формування контрольованих характеристик тепломасообмінного процесу, комутатор 7, блок 8 порівняння, блок 9 допустимих значень параметрів тепломасообмінного процесу, блок 10 перебору сполучень, розміщень і переставлень, формувач 11 імпульсу, блок 12 реєстрації, блок 13 уведення первинної інформації. Усі блоки пристрою є стандартними. Як блок 10 перебору сполучень, розміщень і переставлень доцільно застосувати пристрій [А. с. СССР № 643883, кл. G06F 15/20. Устройство для перебора сочетаний, размещений и перестановок. Опубл. 25.01.1979]. Пристрій працює таким чином. Спочатку за допомогою блока 13 уводиться первинна інформація стосовно: допустимих значень параметрів тепломасообмінного процесу (до блока 9), кількості місць, куди призначаються пакети насадок (до блока 10), кількості насадок, інформація про геометричні і теплофізичні характеристики кожної насадки (до блока 10). В залежності від співвідношення кількості місць, куди призначаються насадки, та кількості насадок оператором зазначається комбінаторний спосіб їх призначення на посадкові місця, а саме: або сполучення, або розміщення, або переставлення. Моделювання технологічного процесу тепломасообміну на пасивній моделі 4 забезпечується завдяки граничним умовам, які задаються блоком 5, і за допомогою блока 3 спряження, який задає на пасивній моделі 4 відповідні параметри тепломасообмінної колони 2. На цьому підготовка пристрою до роботи закінчується. 1 UA 69966 U 5 10 15 20 25 Пристрій запускається імпульсом "пуск", який надходить від блока 13 до блока 10, який забезпечує генерацію варіантів призначення пакетів на задані місця, а комутатор 7 за варіантами призначення насадок забезпечує установлення на пасивній моделі 4 відповідних параметрів насадок. Таким чином, на пасивній моделі 4 здійснюється моделювання технологічного процесу тепломасообміну для першого варіанта призначення пакета насадок. Параметри технологічного процесу тепломасообміну з пасивної моделі 4 надходять до блока 6 формування контрольованих характеристик тепломасообмінного процесу. Звідти вони надходять до блока 8 порівняння, де порівнюються із заданими у блоці 9 допустимими значеннями параметрів тепломасообмінного процесу. Якщо результат порівняння цих двох значень задовольняє задані вимоги до якості технологічного процесу тепломасообміну, то формувач 11 імпульсу подає сигнал до блока 12 реєстрації. Це дозволяє зафіксувати з блока 10 варіант призначення структурних насадок на задані місця. В іншому випадку цей варіант призначення не фіксується. Такий процес аналізу варіантів призначення пакетів насадок на задані місця буде продовжуватися доти, доки блок 10 перебору не закінчить їх генерацію, а блок 12 реєстрації не зафіксує найкращий варіант призначення пакета насадок. У пристрої (див. креслення) уведений зв'язок між блоком 12 реєстрації і блоком 1 спряження для установлення відповідного (найкращого) варіанта призначення пакетів структурних насадок у тепломасообмінній колоні 2. Цей зв'язок є необхідним як на етапі автоматизації проектування тепломасообмінної колони, так і на стадії оперативної корекції місцезнаходження окремих пакетів насадок у діючому технологічному процесі. Технічне рішення, що заявляється, дає можливість моделювання тепломасообмінних процесів у тепломасообмінній колоні з пакетами насадок; проведення аналізу варіантів призначення пакетів насадок з різними геометричними і теплофізичними характеристиками на фіксовані місця; здійснення одночасного контролю та забезпечення заданої якості продуктів у технологічному процесі тепломасообміну. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 50 Пристрій для моделювання компоновок тепломасообмінної колони пакетами насадок, що містить тепломасообмінну колону, яка складається з корпусу з розташованими по висоті перерозподільними і контактними пакетами насадок із косорифлених листів з різними геометричними і теплофізичними характеристиками, який відрізняється тим, що в нього уведені пасивна модель, блок допустимих значень параметрів тепломасообмінного процесу, блок перебору сполучень, розміщень і переставлень, блок порівняння, блок реєстрації, блок граничних умов, два блоки спряження, комутатор, блок формування контрольованих характеристик тепломасообмінного процесу, формувач імпульсу, блок уведення первинної інформації, першим входом якого є кнопка пуску пристрою, група інших входів є групою входів для уведення первинної інформації, перший вихід блока уведення первинної інформації підключений до входу блока перебору сполучень, розміщень і переставлень, перший вихід якого з'єднаний з входом комутатора, вихід якого підключений до першого входу пасивної моделі, а вихід пасивної моделі підключений до входу блока формування контрольованих характеристик тепломасообмінного процесу, вихід якого підключений до першого входу блока порівняння, другий вхід якого є виходом блока допустимих значень параметрів тепломасообмінного процесу, вхід якого підключений до другого виходу блока уведення первинної інформації, а вихід блока порівняння підключений до входу формувача імпульсу, вихід якого підключений до першого входу блока реєстрації, другим входом якого є другий вихід блока перебору сполучень, розміщень і переставлень, вихід блока реєстрації з'єднаний з входом першого блока спряження, вихід якого підключений до входу тепломасообмінної колони, вихід якої підключений до входу другого блока спряження, вихід якого підключений до другого входу пасивної моделі, третім входом якої є вихід блока граничних умов. 2 UA 69966 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3