Оптимизация цикла Клода

Исходные данные:

        Рабочее тело – воздух;

        Первая ступень – параллельное включение детандера;

        Вторая ступень – дроссельная;

        Начальное давление – 1 бар, давление нагнетания – 60 бар;

        Начальная температура – 290;[pic 1]

        Доля детандерного потока: от 0,6 до 0,85, шаг 0,01;

        КПД компрессора - ;[pic 2]

        КПД детандера - ;[pic 3]

        Задание:

        - оптимизировать циклы на области доли детандерного потока 0,6 – 0,85;

        - построить график зависимости:

1. коэффициента ожижения от доли детандерного потока;
2. работы, затрачиваемой на получение 1 кг жидкости от доли детандерного потока;
3. степени термодинамического совершенства от доли детандерного потока.

Оптимизация

        Для оптимизации цикла введены в систему 3 рецикла, один из которых (между 4` и 4``) нужен для того, чтобы нижняя ступень всегда была в расчетном режиме. Задана спецификация на нижнем ТОА на средний температурный напор, которых в ходе оптимизации изменялся. Заданы температура прямого потока на выходе из верхнего ТОА, температура после концевого холодильника.

        В таблицу Spreadsheet были занесены следующие данные, необходимые для расчета:

        -энтальпия и энтропия воздуха перед всасыванием в компрессор;

-энтальпия и энтропия жидкого воздуха после ресивера;

-энтальпии до и после детандера;

        -коэффициент ожижения.

        Последовательность расчета:

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

Цикл

[pic 9]

Схема цикла для 0,6 детандерного потока

Расчет, графики

        Основные параметры цикла в зависимости от доли детандерного потока в форме таблицы, оформленной в программном обеспечение Excel:        

[pic 10]

Графики:

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]