Математична модель вузла охолодження та конденсації метанолу

У статті розроблено математичні моделі апаратів повітряного охолодження, що працюють в різних режимах: без включених вентиляторів, з включеними вентиляторами, з включеною системою зрошення. При розробці математичних моделей, враховуючи, що математична модель апарата повітряного охолодження має другий порядок,  використано детермінований підхід до моделювання.Обраний тип математичних моделей – детерміновані моделі, що будуються на основі матеріальних та теплових балансів, що дозволяє вирішити задачу розробки динамічної математичної моделі процесу повітряного охолодження газометанольної суміші. При цьому умови охолодження змінюються у широкому діапазоні (повітряне охолодження без обдуву, з обдувом, з водяним зрошенням), а також змінюється агрегатний стан компонентів газометанольної суміші (конденсація парів метанолу). Для розробки динамічної математичної моделі апарата повітряного охолодження складені рівняння його теплового балансу першої та другої стадії. Отримані рівняння статичних та динамічних математичних моделей.Аналіз результатів дослідження математичної моделі апарата повітряного охолодження дозволяє зробити висновок, що включення вентилятору спричиняє зміну коефіцієнта математичної моделі в 4 раз, а включення системи зрошення – в 6 разів. Визначено залежність  коефіцієнта передачі апарата  повітряного охолодження від різниці температур між входом теплообмінника та його виходом. Визначено модель з мінімальними коефіцієнтами передачі апарата повітряного охолодження.Запропонований найбільш оптимальний розв`язок оптимізаційної задачі шляхом проведення прямого перерахунку значень температур при усіх можливих комбінаціях включення вентиляторів при поточних умовах.Визначена загальна чисельність комбінацій для чотирьох послідовно включених апаратів повітряного охолодження, яка дозволяє вирішити поставлену оптимізаційну задачу.Запропонована дискретна система управління з моделлю дозволяє стабілізувати температуру на виході вузла охолодження і конденсації метанолу. Дана система управління з моделлю дозволяє вирішити задачу щодо вдосконалення роботи циклу синтез метанолу, оптимізації роботи вузла охолодження і конденсації метанолу.