Вдосконалення методу проектування теплових мереж: байпасне з’єднання потоків

Анотація

В роботі представлено результати розробки моделі теплообмінної системи з байпасним з’єднанням потоків.
Розроблено аналітична модель байпасного з’єднання для двох теплообмінних елементів у формі зв’язку перепадів
температур з відношенням потоків і ефективністю. Одержаний вираз для ефективності енергообміну в системі залежить від
ефективності елементів і відношення потоків на вході у неї і не залежить від розподілу потоків в вузлі змішування.
Показано, що ключовим фактором, який визначає як роботу системи, так і її елементів, є відповідність направленості
процесів в реальній системі з їх направленням, гіпотетично вибраним проектувальником при заданні її топології. Розподіл
енергопотенціалу диктує умови працездатності системи і її елементів через невизначеність значень середніх мір енергії.
Постановка задачі визначення елементів матриці, яка задовольняє умові мінімальної невизначеності середніх мір енергії, що
приводить до визначення розподілу ефективностей елементів системи у її технологічному представленні у відповідності з
вимогами другого початку термодинаміки. Сформульовані вимоги мінімальності невизначеності середніх мір енергії і
побудови, засновані на принципі Шенона, дозволяє одержати рішення сформульованої задачі як кінцеву підмножину
значень ефективностей міжмережового і внутрішньо мережевий обмін енергією. Крім того, екстремальність рішень
(мінімум невизначеності середніх мір енергії) забезпечує максимальну ефективність передачі енергії від “гарячої” мережі до
“холодної” в її елементах і мінімальну дисипацію у вузлах змішення. Актуальність тематики обумовлено фундаментальною
потребою зниження енергетичних витрат функціонування систем. Прикладний аспект полягає в мінімізації маси, габаритів і
енергетичної складової у підприємствах, в яких теплові перетворення є значущими