Jedan model za optimizaciju karakteristične temperature razmenjivača toplote sa aspekta troškova

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Branko Pejović Goran Tadić Vladan Mićić Milovan Jotanović Darko Petković

Apstrakt

U radu je za karakteristične grupe razmenjivača toplote, polazeći od funkcije ukupnih godišnjih troškova kao funkcije optimizacije, određena optimalna vrednost izlazne temperature rashladnog fluida pri hlađenju procesnog fluida, kao sekundarnog parametra. Pri tome je izvršena detaljna ekonomska analiza investicionih i pogonskih troškova na godišnjem nivou i uspostavljena njihova korelacija sa parametrom koji se optimizira. Matematičkim transformacijama termodinamičkih relacija dobijena je pogodna funkcija ukupnih troškova koja je detaljno ispitana postupkom matematičke analize. Optimalna vrednost karakteristične temperature dobijena je minimiziranjem složene funkcije ukupnih
godišnjih troškova, pri čemu su korišćene osnovne teoreme diferencijalnog računa. Pri tome se vodilo računa i o funkciji ograničenja, kao i oblasti definisanosti funkcije troškova, s obzirom na realno područje. Primenjeni model na bazi srednje logaritamske razlike temperatura važi za šire područje temperatura dok je neprimenljiv u slučaju kada veća razlika temperatura teži manjoj razlici temperatura na krajevima razmenjivača. Zbog toga je optimizacija izvršena i prema dva približna modela, kako bi bilo pokriveno celo područje. Prikazana metoda je verifikovana na jednom karakterističnom primeru višecevnog razmenjivača toplote sa omotačem u kome je zastupljen suprotnosmerni tok fluida. Za rešavanje dobijene složene funkcije optimizacije primenjena je odgovarajuća numerička matematička metoda uz pomoć računarskog programa, s obzirom da se veličina koja se optimizira nije mogla eksplicitno izraziti. Radi efikasnijeg dobijanja rešenja, pored analitičkog, korišćen je i grafički pristup, pri čemu su data dva predloga. Dobijeni rezultati provereni su prema približnom modelu. Pri tome je dobijena zadovoljavajuća tačnost rezultata. Ovakav tehno-ekonomski pristup postavljenom problemu, nakon određivanja optimalne temperature, omogućio je određivanje čitavog niza parametara neophodnih za projektovanje posmatranog razmenjivača toplote. Isto tako, u radu su date i neke mogućnosti primene prikazanog modela.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
PEJOVIĆ, Branko et al. Jedan model za optimizaciju karakteristične temperature razmenjivača toplote sa aspekta troškova. KGH – Klimatizacija, grejanje, hlađenje, [S.l.], v. 43, n. 2, p. 43-54, jan. 2017. ISSN 2560-340X. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/kgh/article/view/1509>. Datum pristupa: 19 feb. 2025
Sekcija
Tematski članci

Reference

[1] Boyce W. E., R. C. Diprima, Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems, New York, John Waley, 1986.
[2] Kutateladze, S. S., Fundamentals of Heat Transfer, New York, Academic Press, 1983.
[3] Cengel Y. A., R. H. Turner, Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, McGraw-Hill, New York, 2005.
[4] Ribando, Robert J., Heat Transfer Tools, McGraw, New York, 2002.
[5] Schumpeter, J. A., The Theory of Economic Development, Oxford Unuversity Press, 1981.
[6] Schmalenbach, E, Kostenrechmung und Preispolitik, Koln, 1983.
[7] Kern, D. Q., A. D. Kraus, Extended Surface Heat Transfer, McGraw-Hill, New York, 1982.
[8] Gröber, H., S. Erk, U. Grigull, Fundamentals of Heat Transfer, McGraw-Hill, New York, 1981.
[9] Jaluria, Y., K. E. Torrance, Compatational Heat Transfer, Hemisphere, New York, 1986.
[10] Shih, T. M., Numerical Heat Transfer, Hemisphere, 1984.
[11] Jakob, M., Heat Transfer, John Wiley, New York, 1979.
[12] Edwards, D. K., V. E. Denny, Transfer Processes, 2nd ed., Hemisphere, Washington, 1979.
[13] Chi, S. W., Heat Theory and Practice, Hemispher, Washington, 1976.
[14] Baehr, H. D., Termdynamik, Springer-Verlag, Berlin, 1993.
[15] Büki, G., Energetika, MK, Budapest, 1997.
[16] Reynolds, W. S., Thermodynamics, McGraw-Hill, Book Co, New York, 1978.
[17] Kozić, Đ., B. Vasiljević, V. Bekavne, Priručnik za termodinamiku, MF, Beograd 2007.
[18] Michael, J. M., N. S. Howard, Fundamentals of Engineering Thermdynamics, John Wiley, New York, 1994.
[19] Bronštejn, I. N., K. A. Semendljajev, Sprovočnik po matematike, GIFML, Moskva, 1992.
[20] Kurepa, S., Matematička analiza, Tehnička knjiga, Zagreb, 1999.
[21] Perović, D., Teorija troškova, Svetlost, Sarajevo, 1994.
[22] Markovski, S., Osnovi teorije troškova, Informator, Zagreb, 1981.
[23] Milojević, M., Poslovni sistem, Naučna knjiga, Beograd, 1979.
[24] Smith, J. G., Business Strategy, Basic Blackwell, 1985.
[25] Šoškić, B., Teorija vrednosti, Savremena administracija, Beograd, 1971.
[26] Afgan, N., E. U. Schlunder, Heat Exchanger: Design and Theory Sourcebook. Washington, DC:
McGraw-Hill/Scripta, 1974.
[27] Bownman, R. A., A. C. Mueller, W. M. Nagle, Mean Temperature Difference in Design. Trans. ASME 62, 1970. p. 283. Reprined with permission of ASME International.
[28] Fraas, A. P., Heat Exchanger Design. 2nd ed., New York: John Wiley&Sons, 1989.
[29] Gardner, K. A., Variable Heat Transfer Rate Correct Multipass Exchangers, Shell Side Film Controlling, Transactions of the ASME 67 (1975).
[30] Kays, W. M., A. L. London, Compact Heat Exchangers, 3rd ed., New York: McGraw-Hill, 1984. Reprinted by permission of William M. Kays.
[31] Kays, W. M., H. C. Perkins, In Handbook of Heat Transfer, ed. W. M. Roshenow and J. P. Hartnett. New York: McGraw-Hill, 1972. Chap. 7.
[32] Mueler, A. C., Heat Exchangers. In Handbook of Heat Transfer, ed. W. M. Roshenow and J. P. Hartnett. New York: McGraw-Hill, 1972. Chap.18.
[33] Ӧziᶊik, M. N., Heat Transfer – A Basic Approach, New York: McGraw-Hill, 1985.
[34] Schlunder, E. U., Heat Exchanger Design Handbook, Washington, DC: Hemisphere, 1982.
[35] *** Standards of Tubular Exchangers Manufacturers Association. New York: Tublar Exchangers Manufacturers Association, latest ed.
[36] Stevens, R. A., J. Fernandes, J. R. Woolf, Mean Temperature Difference in One, Two, and Three
Pass Crossflow Heat Exchangers, Transactions of the ASME 79 (1977).
[37] Taborek, J., G. F. Hewitt, N. Afgan, Heat Exchangers Theory and Practice, New York: Hemisphere, 1983.
[38] Walker, G., Industrial Heat Exchangers, Washington, DC Hemisphere, 1982.