Кафедри
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/35393
Переглянути
13 результатів
Результати пошуку
Документ Пінч-інтеграційна оптимізація теплообмінної мережі процесу концентрування гідролізної сірчаної кислоти(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ведь, Валерій Євгенович; Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія Володимирівна; Горбунов, Костянтин Олександрович; Пономаренко, Ганна Володимирівна; Скляров, І. С.У роботі розглядається питання можливості збереження теплової енергії на промисловому підприємстві. У якості засобу оптимізації енергоспоживання використаний один з методів інтеграції хіміко-технологічних процесів – пінч-аналіз. Встановлено, що проблеми значного споживання енергії є актуальними для дослідників та промисловців в усьому світі, а їх вирішення науковці бачать перш за усе у розвитку альтернативних джерел енергетики та сучасних способах енергозаощадження з добре прогнозованими результатами. Вказано, що цільові функції при цьому можуть бути комбінованими: фінансово-енергетичними та енерго-екологічними, оскільки саме такі результати забезпечуються самою сутністю енергоресурозбереження, яке застосовується до промислового процесу. На початковому етапі дослідження проведено аналіз структури споживання теплової енергії апаратами у процесі концентрування гідролізної сірчаної кислоти. За його результатами встановлено, що наявна мінімальна різниця температур у системі є далекою від оптимального та технічно досяжного значення. З огляду на підтверджений енергозберігаючий потенціал було оцінено його величину. Для цього розрахунковим шляхом встановлено значення присутньої у системі рекуперації тепла, а також визначено обсяг енергії, яка поступає від зовнішніх теплоносіїв та холодоагентів. За результатами обчислень побудовано сіткову діаграму та складові криві вказаного технологічного процесу. На другому етапі проведені оптимізаційні заходи, які почалися з вибору нового, меншого значення мінімальної різниці температур для усієї теплообмінної мережі цієї промислової установки. Для згаданого значення побудовано зрушені складові криві та розроблено оновлену сіткову діаграму. У інтегрованій мережі теплообміну присутні три додаткові рекуперативні теплообмінники та переглянуті режими роботи тих апаратів, які було прийнято рішення залишити. За результатами оптимізації спроектовано технологічну схему процесу концентрування гідролізної сірчаної кислоти зі збереженням ключових елементів виробничої технології. Підсумком роботи є оптимізована теплообмінна мережа відділення промислового підприємства, яка дозволяє підвищити рекуперацію теплової енергії на 32,7 %, при цьому зменшивши витрату зовнішніх гарячих теплоносіїв на 30,3 %, а також зовнішніх холодоагентів – на 50,1 %. Отримані результати свідчать про дуже високу економічну ефективність та перспективність запровадження означеного проекту до виробництва.Документ Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи "Моделювання лінії попереднього нагріву нафти" з курсу "Проектування комп’ютерно-інтегрованих систем хімічних технологій"(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія ВолодимирівнаПрограмне забезпечення UniSim Design дозволяє втілювати комплексні та фрагментарні імітаційні задачі, пов’язані з протіканням хіміко технологічних процесів. Ця програма є ефективним інструментом не тільки для формулювання загального погляду на конкретний виробничий процес, але й для його поелементного вивчення. Професійний підхід до її використання дозволить перетворити UniSim Design на засіб оптимізації виробництв та вдосконалення типових інжинірингових рішень. В основу системи моделювання у означеному середовищі покладені загальні принципи розрахунків матеріально-теплових балансів технологічних схем. Будь-яке велике виробництво складається зі стадій (у даному контексті –елементів), на кожній з яких виробляється певний вплив на матеріальні потоки та перетворення енергії. Послідовність стадій зазвичай описується за допомогою технологічної схеми, кожен елемент якої відповідає певному технологічному процесу (або групі процесів, які протікають спільно). З’єднання між елементами технологічної схеми відповідають матеріальним таенергетичним потокам, які наявні у системі. Моделювання технологічної схеми засноване на застосуванні загальних принципів термодинаміки – як до окремих елементів схеми, так і до всієї системи у цілому. Разом з тим використання логічних операцій при створенні імітаційної моделі у максимальній мірі задіє усі ступені свободи програмного забезпечення та дозволяє у навчальних цілях наочно продемонструвати механізми функціонування приладів автоматизації на виробництві.Документ Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи "Застосування операції "Рецикл" у схемі роботи двоступінчастого компресора" з курсу "Проектування комп’ютерно-інтегрованих систем хімічних технологій"(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія ВолодимирівнаІмітаційне моделювання є одним з найбільш сучасних інструментів навчання та дослідження виробництв, який дозволяє втілювати та перевіряти великий обсяг проектних рішень у пошуках найбільш оптимального. Доцільність його використання перш за все полягає у максимальній наочності процесу проектування та можливості розгляду варіантів без їхнього фізичного втілення. Це означає значне скорочення коштів, потрібних для виконання фізичних експериментів та дослідів, а також радикальне пришвидшення пошуку збалансованих результатів. Завдяки використанню програмного забезпечення UniSim Design є можливим проектування не тільки комплексних імітаційних моделей технологічних схем, але й їхніх окремих ділянок. Особливо важливим для навчальних цілей у цьому контексті є можливість фрагментарного дослідження схеми та автоматизації певних вузлів. Зокрема, найбільш цікавим видається використання логічних та математичних операцій з того функціоналу, який пропонує UniSim Design. Подібні питання у виробничих умовах не тільки можна, але й потрібно вміти вирішувати безвідносно загальної схеми виробництва.Документ Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи "Характеризація нафти та робота з Електронною таблицею" з курсу "Проектування комп’ютерно-інтегрованих систем хімічних технологій"(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія ВолодимирівнаРобота за Диспетчером нафт у UniSim Design суттєво розширює рамки застосовності імітаційних моделей не тільки у дослідницьких, але й у виробничих цілях. Він одночасно дозволяє дослідити можливості моделювання складних вуглеводневих сполук з різною молекулярною масою та зрозуміти сутність процесів розділення нафтопродуктів на окремі фракції. Крім того, процедура характеризації нафт поглиблює у інженерів знання принципів роботи з гіпотетичними компонентами та використання різних термодинамічних пакетів для несхожих хімічних речовин. Диспетчер нафт дозволяє представити сировинну нафтову суміш у якості набору окремих складових з відомими параметрами. Фізичні, термодинамічні, критичні та транспортні властивості кожного з цих гіпотетичних компонентів визначаються програмою UniSim Design самостійно за однією з відомих методик, згідно вибору користувача. Повністю визначені гіпокомпоненти можуть бути інстальовані до матеріального потоку та використані при побудові будь-якої технологічної схеми.Документ Імітаційне моделювання блоків установки переробки піроконденсату за допомогою ПЗ UniSim Design(Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", 2019) Ільченко, Марія Володимирівна; Миронов, Антон МиколайовичРозглянуто можливість застосування програмного забезпечення UniSim Design для перевірки та уточнення даних, зібраних на нафтохімічному виробництві. Побудовано імітаційну модель виробництва із розбиттям загальної схеми на чотири фрагменти, згідно основних структурних блоків. Підтверджено збіжність результатів моделювання з відомими виробничими даними.Документ Пристрій для якісного визначення водонепроникності плоских та листових пористих матеріалів(ДП "Український інститут інтелектуальної власності", 2020) Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія ВолодимирівнаПристрій для якісного визначення водонепроникності плоских та листових пористих матеріалів передбачає проходження електричного струму через зразок досліджуваного матеріалу, який притиснуто до поверхні нерухомого металевого столика, що виступає одним з електричних контактів, рухомим металевим стаканом з сітчастим дном, який є другим електричним контактом. Сигналізація проходження низьковольтного струму відбувається за рахунок увімкнення світлодіода. Між об'єктом дослідження та металевим стаканом присутній кільцевий гумовий ущільнювач. Початок експерименту синхронізується завдяки електроприводу запірного вентиля води. Час експерименту фіксується за допомогою цифрового секундоміра, з якого інформація передається на персональний комп'ютер.Документ Спосіб визначення швидкості процесу вуглевипалювання(ДП "Український інститут інтелектуальної власності", 2020) Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія ВолодимирівнаСпосіб визначення швидкості процесу вуглевипалювання включає спостереження за темпами виробництва і за зменшенням маси випалюваної деревної сировини. Шукану величину визначають шляхом динамічного контролю у реальному масштабі часу за допомогою сигналу від механізму типових промислових ваг, які встановлюють під напрямними рейками для коліщаток вагонеток з сировиною, експериментальні дані виводять на цифровий індикатор, а результати зберігають у пам'яті персонального комп'ютера.Документ Моделювання процесу екстрагування речовини у системі: тверде тіло–рідина(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Горбунов, Костянтин Олександрович; Пономаренко, Ганна Володимирівна; Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія Володимирівна; Школьнікова, Тетяна Василівна; Мельник, Тамара ВасилівнаРозглянуто принципи моделювання процесу екстрагування речовини через клітинні стінки. Прийнято, що тверде тіло є агрегатом частинок, що деформуються, усередині яких знаходиться речовина, що витягується. Процес екстрагування розглянуто як суму двох стадій – дифузійної і гідродинамічної. Дифузійний характер носить стадія масообміну усередині твердого тіла в силу відсутностіу останнього плинності. Для дифузійної стадії запропоновано розглядати процес внутрішнього перенесення, як сукупність псевдокаталітичних реакцій між молекулами екстрагента і речовини, що витягується. Такий підхід дозволяє застосувати для моделювання процесу кінетичні апарат хімічної кінетики, розроблений для реакцій каталізу. У рамках цього підходу показаний зв’язок між коефіцієнтом дифузії і структурою частинок для випадку їх клітинної будови з урахуванням селективного відбору однієї з декількох певних речовин. Наведено рівняння опису зміни у часі середніх концентрацій речовини з урахуванням впливу умови зовнішньої масовіддачи на міжфазних межах. Доведено, що застосований підхід здійснює можливість знаходження достатнього числа параметрів для опису різних ефектів екстрагування і надає фізичний сенс інтерпретаціям кінетичних кривих екстрагування. Для гідродинамічної стадії сформульована рамкова модель порового простору, яка є детермінованою і двохмасштабною та враховує можливі зсувні і об’ємні деформації частинок. Таке двофазне середовище розглянуто як сукупність джерел змінної інтенсивності, в ролі яких виступають частки. Наведено рівняння для розрахунку коефіцієнту масопередачі для системи тверді частинки–рідина з урахуванням поведінки реології рідкої фази як суміші екстрагента і речовини, що витягується. Обґрунтовано доведено, що запропоновані моделі мають достатню універсальність для того, щоб витримати адаптацію до різних конкретних ситуацій.Документ Теплоенергетична інтеграція установки упарювання водних розчинів нітрату натрію(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія ВолодимирівнаРоботу присвячено вивченню можливості модернізації теплообмінної мережі установки упарювання водних розчинів нітрату натрію шляхом використання засобів інтеграції процесів. Мета роботи полягає у збільшенні величини рекуперації теплової енергії у хіміко-технологічній системі та зменшенні частки сторонніх утиліт у загальній структурі енергоспоживання підприємства, що розглядається. Поставлені задачі досягаються за рахунок застосування проектувальних та розрахункових методів пінч-аналізу як однієї з базових методологій інтеграції процесів. Найбільш важливим результатом роботи є розрахунково доведена можливість збільшення рекуперації енергії на 3,2 МВт, а також зниження потужностізовнішніх теплоносіїв на ту саму величину. Значимість отриманих результатів полягає у тому, що синтезовані при розрахунках схеми теплообмінних мереж можуть бути використані при проектуванні або реконструкції аналогічних установок упарювання водних розчинів нітрату натрію та інших хімічно подібних речовин. Окрім того, викладені принципи можуть бути адаптовані спеціалістами різних промислових підприємств задля модернізації інших виробничих установок та суттєвого зниження витрат на функціонування хіміко-технологічних систем. У якості основного розрахункового методу в роботі використано пінч-аналіз. Доступний потенціал енергозбереження схеми оцінено за допомогою інструмента складових кривих процесу. Встановлено, що рекуперація у існуючому процесі складає приблизно 4,76 МВт, а мінімальна різниця температур у системі дорівнює 35,31 °С. За допомогою програмного забезпечення «PINCH» визначено нове оптимальне значення мінімальної різниці температур, яке становить 10 °С. Для встановленої величини побудовано сіткову діаграму процесу та принципову схему проекту інтеграції теплообмінної мережі. Запропонована схема здатна забезпечити збільшення рекуперації тепла та зменшення теплової енергії зовнішніх утиліт процесу на 67,5 %. Вказані проектні показники досягаються за рахунок використання комплекту з дев’яти рекуперативних та чотирьох утилітних теплообмінників.Документ Інтеграція теплообмінної системи блоку стабілізації гідрогенізату на установці легкого гідрокрекінгу(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Миронов, Антон Миколайович; Ільченко, Марія ВолодимирівнаРоботу присвячено дослідженню теплообмінної системи блоку стабілізації гідрогенізату на установці легкого гідрокрекінгу задля визначення ступеню ефективності теплообміну та величини доступного потенціалу енергозбереження, а також для побудови модернізованої мережі теплообмінників технологічного процесу. У якості базового розрахунково-проектувального методу використаний пінч-аналіз. Для існуючої схеми побудовано складові криві технологічних потоків та сіткову діаграму, визначено локалізацію пінча та наявну мінімальну різницю температур ∆Tmin. Для нового значення ∆Tmin розраховано можливу рекуперацію та величини холодних і гарячих утиліт, побудовано сіткову діаграму та принципову технологічну схему системи теплообміну процесу. Досягнену економію первинних енергоресурсів оцінено у 2,1 МВт, що складає близько 51,5% від початкового значення енергії зовнішніх теплоносіїв процесу.