численные методы моделирования

80

Вариант №18

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), подогреватели высокого давления (ПВД-1, состоящий из охлади- теля пара (ОП) и собственного подогревателя (СП) и ПВД-2), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), двух подогревателей низкого дав- ления (ПНД-1 и ПНД-2), конденсатный насос (КН), конденсатор турбины (К). В ПВД и ПНД конденсат пара сливается каскадно. Паровая турбина име- ет регулируемый отбора пара на теплофикационные нужды (ТП). Восполне-

ние потерь пара и воды в схеме осуществляется за счет подпитки химически очищенной воды, подаваемой в добавочный деаэратор (Ддв). В этот же де- аэратор сливается конденсат пара теплофикационного отбора.

D o , P0 , t0
				Т
				W Э
П К	1	2		Э Г
	P1		3
G пв ПВ Д-1			4	С П	Т П
	P2
О П
СП
		P3	К	Pк	СН
П ВД -2	Д
			P4
	Pд			КН
ПН	П НД -1		ПНД -2

Д дв

D хов ,

t хов

Pдв

ДН

Дано: Wэ = 175 МВт; P0 = 23,5 МПа;

t0 = 565 °С; P1= 2,4 МПа; P2 = 1,3

МПа; P3 = 0,17 МПа; P4 = 0,05 МПа; Pд = 0,6 МПа; Pk = 0,004 МПа; Pдв = 0,12 МПа; Qт = 20 МВт; tхов = 30 °С; η0i = 0,88; ηэм = 0,97.

81

Вариант №19

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), подогреватель высокого давления (ПВД, состоящий из охладителя пара (ОП) и собственного подогревателя (СП)), питательный насос (ПН), де- аэрационную установку (Д), два подогревателя низкого давления (ПНД-1 и ПНД-2), конденсатный насос (КН), конденсатор турбины (К). Из ПВД и ПНД конденсат пара сливается по каскадной схеме. Восполнение потерь пара и

воды в схеме осуществляется за счет подпитки в тепловую схему химически очищенной воды, предварительно нагреваемой сливом продувочной воды в ПХОВ. В схеме предусмотрена двухступенчатая схема расширения соленой продувочной воды (Рр-1 и Рр-2).

Do , P0 , t0

Pр1

Pр2

К

WЭ

ЭГ

ПК		1	2	3
					4
G пв
ОП ПВД		P1
СП						К	Pк
			P2
		Д				КН
			P3
		Pд
					P4
	ПН		ПНД-1			ПНД-2

D	хов ,				ПХОВ
tхов
				tсл

Дано: Wэ = 160 МВт; P0 = 12,8 МПа; t0 = 545 °С; P1= 2,2 МПа; P2 = 1,4 МПа; P3 = 0,42 МПа; P4 = 0,1 МПа; Pд = 0,7 МПа; Pk = 0,004 МПа; Pp1= 0,7 МПа;

Рр2 = 0, 12 МПа; tсл = 45 °С; tхов = 40 °С; η0i = 0,87; ηэм = 0,98.

82

Вариант №20

Дана принципиальная тепловая схема ТЭС, включающая паровой ко- тел (ПК), подогреватели высокого давления (ПВД-1 и ПВД-2), питательный насос (ПН), деаэрационную установку (Д), два подогревателя низкого давле- ния (поверхностного ПНД-1 и смешивающего ПНД-2 типов), конденсатный насос (КН), конденсатор турбины (К). Из ПВД конденсат пара сливается по каскадной схеме. Восполнение потерь пара и воды в схеме осуществляется за счет подпитки в тепловую схему химически очищенной воды, предваритель- но нагреваемой сливом продувочной воды в ПХОВ. Подача химочищенной воды осуществляется в ПНД-2. В схеме предусмотрена двухступенчатая схе- ма расширения соленой продувочной воды (Рр-1 и Рр-2). Паровая турбина имеет регулируемый отбора пара на производственные нужды (ПП).

D o , P0 , t0

П

W Э

Э Г

		П К	1	2	3
						4
		G пв
Pр		П ВД -1	P1
	1			P2
				П П		К	Pк
		П ВД -2			P3
		Д				P4
	Pр	Pд					КН
				П Н Д -1		П Н Д -2
	2	П Н
D хов ,		П Х О В
t хов
	t сл

Дано: Wэ = 160 МВт; P0 = 12,8 МПа; t0 = 545 °С; P1= 2,2 МПа; P2 = 1,4 МПа; P3 = 0,42 МПа; P4 = 0,1 МПа; Pд = 0,7 МПа; Pk = 0,004 МПа; Pp1= 0,7 МПа;

Рр2 = 0, 12 МПа; Dn = 20 кг/с; δDn = 0,7; tвк = 50 °С; tсл = 45 °С; tхов = 40 °С; η0i = 0,87; ηэм = 0,98.

83

Содержание расчетно-пояснительной записки

1.Исходные данные в соответствии с вариантом курсовой работы.

2.Вывод расчетных уравнений принципиальной тепловой схемы.

3.Результаты ручных вычислений, определение параметров и расходов теплоносителей во всех расчетных точках схемы для первой итерации.

4.Алгоритм и структурная схема расчета ПТС.

5.Вычислительная программа с подробным ее описанием.

6.Результаты машинных вычислений.

7.Список использованных источников.

Все расчеты в курсовой работе выполняются в системе СИ по ГОСТ 8.417-81 (СТ СЭВ 1052-78) – единицы физических величин. Оформление расчетно-пояснительной записки производится согласно общим требованиям

к оформлению текстовых и графических студенческих работ по СТП КГТУ

3.1-2001.

Приложение

БИБЛИОТЕКА ПОДПРОГРАММ-ФУНКЦИЙ ENEK_LIB (руководство пользователя)

1. Назначение библиотеки

Библиотека ENEK_LIB представляет собой пакет прикладных подпро- грамм-функций, написанных на языке С++ и предназначенных для выполне- ния научных и инженерно-технических расчетов со специализацией на теп- лотехнические вычисления в среде программирования Borland C/C++ 3.0 и выше.

Данная библиотека предназначена для решения задач обеспечения учебного процесса подготовки инженеров-теплоэнергетиков по следующим дисциплинам: "Информатика и основы вычислительной техники", "Матема- тическое моделирование теплоэнергетических процессов и устройств в рас- четах на ЭВМ", "Основы конструирования и САПР теплообменного обору- дования ТЭС", "Автоматизация тепловых процессов", "Автоматизированные системы обработки информации и управления теплоэнергетическими объек- тами".

2. Описание библиотеки

Библиотека ENEK_LIB включает в себя следующую структуру катало-

гов:

84

ENEK_LIB

DEMO
DOC
EXAMPLE			EGRAPH
INCLUDE			EHEAT
LIB			EMATH

Собственно библиотека ENEK_LIB состоит из трех самостоятельных прикладных пакетов, предназначенных для решения определенных про-

граммных задач: egraph.lib, eheat.lib, emath.lib.

egraph.lib – библиотека подпрограмм-функций коммерческой графики (гистограммы, линейные графики, диаграммы и т.д.) при программировании

всистеме MS DOS (аналог библиотеки CharFX при работе в Builder for Windows);

eheat.lib – библиотека подпрограмм-функций по определению тепло- технических и теплофизических свойств воды, водяного пара, воздуха и т.д.; emath.lib – библиотека подпрограмм-функций различных численных

методов вычислительной математики (аналог пакета SSP).

Все три вышеперечисленных библиотеки содержатся в директории LIB. Заголовочные файлы к этим библиотекам egraph.h, eheat.h и emath.h располагаются в каталоге INCLUDE. В директории EXAMPLE помещены тексты Си-программ, являющимися примерами использования библиотек ENEK_LIB. В папке DOC расположены текстовые файлы описания синтак- сиса подпрограмм-функций из вышеназванных библиотек. В каталоге DEMO

вкачестве примера использования подпрограмм-функций из библиотеки ENEK_LIB находится прикладная DOS-программа по определению свойств воды и водяного пара.

3. Требования к системе

Для работы с библиотекой функций ENEK_LIB необходимо обеспе- чить такие требования, чтобы была возможность работы с компилятором

Borland C++ 3.0 и выше, а именно:

-IBM совместимая PC типа XT/AT;

-MS DOS 3.0 и выше;

-2 МБайта оперативной памяти;

85

- при необходимости использования Extended memory в файле

CONFIG.SYS должен загружаться HIMEM.SYS.

При использовании интегрированной среды компилятора Borland C++ 3.0 или более поздней версии для отладки, необходимо учитывать, что ком- пилятор использует Extended память для своих целей.

Следует отметить, что если Вы, при использовании библиотеки egraph.lib назначаете режим в 800х600х256 и выше, то Вам как минимум по- надобится видеокарта объемом в 1 МБайт (например, Trident или S3).

ВНИМАНИЕ! При создании своей программы, использующей биб- лиотеки ENEK_LIB, желательно чтобы настройки компилятора соответство- вали модели памяти <Huge>, компоновщик должен быть настроен на язык <C++>, при подключенной библиотеке <BGI Graphics Library>.

4. Описание библиотек

4.1. Описание библиотеки egraph.lib.

Библиотека имеет 11 функций, написанных под BGI-графику в 16 и 256 цветов (драйвера egavga.bgi, svga16.bgi, svga256.bgi Borland C++ 3.1),

позволяющих выполнять:

-инициализацию графического режима;

-завершение графического режима;

-построение гистограмм;

-построение двумерных круговых диаграмм;

-построение объемных (трехмерных) круговых диаграмм;

-вычерчивание линейных графиков;

-вычерчивание нескольких линейных графиков;

-построение точечных графиков;

-построение зависимостей сгруппированных данных;

-устанавку палитры pcx (raw)-изображения;

-вывод pcx (raw)-изображения на экран.

4.2. Описание библиотеки eheat.lib.

В настоящее время библиотека насчитывает 40 подпрограмм-функций, которые в свою очередь можно разбить на три больших класса. Первый из них это класс, содержащий подпрограммы-функции по определению свойств воды и водяного пара, второй – по определению теплофизических свойств воздуха, третий – по определению свойств дымовых газов. В частности все три класса подпрограмм позволяют определить:

-объем, температуру, энтропию и энтальпию воды и водяного пара с учетом ее фазового состояния;

-параметры воды и водяного пара на линии насыщения;

-степень сухости влажного пара;

-значение теоретического теплоперепада;

86

-теплофизические параметры воды или пара (коэффициент теплопро- водности, коэффициент кинематической вязкости, число Прандтля и т.д.);

-теплофизические параметры воздуха;

-энтальпию воздуха;

-теплофизические параметры дымовых газов;

-энтальпию продуктов сгорания топлива;

-температуру продуктов сгорания топлива;

-объемы и доли продуктов сгорания.

4.3. Описание библиотеки emath.lib.

Библиотека насчитывает большое количество подпрограмм функций по различным методам вычислительной математики объединенных в следую- щие классы:

-методы решения трансцендентных (нелинейных) уравнений;

-методы решения систем линейных алгебраических уравнений;

-методы аппроксимации, интерполяции и экстраполяции функций;

-методы численного интегрирования;

-методы поиска экстремума функций одной и нескольких переменных;

-методы решения систем обыкновенных дифференциальных уравне-

ний;

-методы статистического и корреляционного анализа данных;

-методы сортировки данных;

-методы сглаживания данных;

-расчет специальных функций;

-методы обработки матриц.

5. Состав библиотеки egraph.h

Наименование	InitEnekGraph
Функция	Инициализирует графический режим.
Синтаксис	void InitEnekGraph( int reg, int razr )
Прототип в	egraph.h
Описание	По назначению данная функция аналогична функции
	initgraph() из пакета BGI Borland 3.0 и выше, но с гораз-
	до большими возможностями.
	reg - переменная, определяющая, палитру графического
	режима.
	reg = 1 – подключается 16-цветный драйвер монитора
	svga16.bgi
	reg = 2 – подключается 256-цветный драйвер монитора

87

	svgs256.bgi
	Если вы укажите значение reg равным 0, то по умолча-
	нию будет загружен стандартный драйвер egavga.bgi на
	640х480х16.
	При этом величина переменной razr уже не будет иметь
	никакого значения.
	razr – переменная, определяющая, разрешающую спо-
	собность монитора,
	при reg = 1 razr может принимать следующие парамет-
	ры:
	razr = 0 – режим 320х200х16 (* Standart EGA/VGA *)
	razr = 1 – режим 640х200х16 (* Standart EGA/VGA *)
	razr = 2 – режим 640х350х16 (* Standart EGA/VGA *)
	razr = 3 – режим 640х480х16 (* Standart VGA	*)
	razr = 4 – режим 800х600х16 (* Super VGA/VESA *)
	razr = 5 – режим 1024х768х16 (* Super VGA/VESA		*)
	razr = 6 – режим 1280х1024х16 (* Super VGA/VESA		*)
	при reg = 2 razr может принимать следующие парамет-
	ры:
	razr = 0 – режим 320х200х256 (* Standart VGA	*)
	razr = 1 – режим 640х400х256 (* Super VGA/VESA		*)
	razr = 2 – режим 640х480х256 (* Super VGA/VESA		*)
	razr = 3 – режим 800х600х256 (* Super VGA/VESA		*)
	razr = 4 – режим 1024х768х256 (* Super VGA/VESA		*)
	razr = 5 – режим 640х350х256 (* No Standart VGA *)
	razr = 6 – режим 1280х1024х256 (* Super VGA/VESA *)
Наименование	CloseEnekGraph
Функция	Завершает графический режим
Синтаксис	void CloseEnekGraph( void )
Прототип в	egraph.h
Описание	По назначению данная функция аналогична функции
	closegraph() из пакета BGI Borland 3.0 и выше. Исполь-
	зуется обязательно, если ранее была вызвана функция
	InitEnekGraph()

88

Наименование	Gisto
Функция	Вычерчивает столбчатые диаграммы (гистограммы)
Синтаксис	void Gisto( float x[], float y[], int n, float shirina,
	int shablon, int c_vgisto, float setka_inter,
	int c_setka, int x1, int y1, int x2, int y2,
	char name[], char xnad[], char ynad[],
Прототип в	int c_name, int c_ramka )
	egraph.h
Описание	x[] – массив значений по оси ОX;
	y[] – массив значений по оси ОY;
	n – количество значений по оси ОX;
	shirina – ширина столбца (0.05-20);
	shablon - шаблон заполнения столбца (0-12);
	c_vgisto – цвет гистограммы (0-256);
	setka_inter – шаг сетки (0.05-10);
	c_setka – цвет сетки (0-15);
	x1, y1, x2, y2 – размеры и положение изображения на эк-
	ране;
	name[] – название гистограммы;
	xnad[] – надпись вдоль оси ОX;
	ynad[] – надпись вдоль оси ОY;
	c_name – цвет названия (0-256);
	c_ramka – цвет рамки (0-256).
Наименование	Diagr
Функция	Вычерчивает двухмерные круговые диаграммы
Синтаксис	void Diagr( float mas[], int n, char titles[][80], int c_phon,
	int x1, int y1, int x2, int y2, int tip_diagr,
	char name[], int c_name, int c_ramka )
Прототип в	egraph.h
Описание	mas[] – массив значений (должны быть fabs);
	n – количество секторов;
	titles[][80] – название секторов (не более 80 символов);
	c_phon – цвет фона (0-256);
	x1, y1, x2, y2 – размеры и положение изображения на эк-
	ране;
	tip_diagr – тип диаграммы (принимает значение 0 или 1:

89

	0 – во все окно; 1 – с легендой);
	name[] – название диаграммы;
	c_name – цвет названия (0-256);
	c_ramka – цвет рамки (0-256);
Наименование	Diagr_vol
Функция	Вычерчивает трехмерные (объемные) круговые диа-
Синтаксис	граммы
	void Diagr_vol( float x[], int n, int x1, int y1, int x2, int y2,
	int color[], int lcolor, int bcolor, int when,
Прототип в	char name[50] )
	egraph.h
Описание	x[] – массив исходных значений (должны быть fabs);
	n – количество секторов на диаграмме;
	x1, y1, x2, y2 – размеры и положение изображения на эк-
	ране;
	color[] – массив цветовой гаммы секторов диаграммы;
	lcolor – цвет окантовки секторов диаграммы;
	bcolor – цвет фона на котором выводится диаграмма;
	when – местоположение численных значений секторов:
	0 – снаружи; 1 – внутри;
	name[] – название диаграммы.
Наименование	Lgraph
Функция	Вычерчивает линейный график.
Синтаксис	void Lgraph( float x[], float y[], int n, int tip, int c_fon,
	int c_setka, int c_graf, int c_name,
	int x1, int y1, int x2,int y2,
	char xk[], char yk[], char name[] )
Прототип в	egraph.h
Описание	x[] – массив значений по оси ОX;
	y[] – массив значений по оси ОY;
	n – количество значений в массивах x[] и y[];
	tip – тип линии (принимает значения 1-3: 1 – сплошная
	линия; 2 – пунктирная линия; 3 - пунктир редкий);
	c_fon – цвет фона (0-256);
	c_setka – цвет координатной сетки (0-256);