3.8. Расчет схем с замкнутыми контурами
Допускается создавать расчетные схемы с одним или несколькими замкнутыми контурами. При этом программа автоматически распознает такие контуры и для каждого выделяет один поток, который разрывает контур. Такие потоки, называемые ниже реверсными, отображаются в окружности (рис.1.2.51, поток 7). Для решения подобных схем требуется итерационный процесс. Сходимость итераций проверяется по параметрам реверсных потоков – давлению, температуры, расходу.
Рис.3.8.7 Пример схемы с замкнутым контуром
Кнопки управления итерационным процессом и диалог параметров итерационного процесса показаны на рис.3.8.8. Назначение кнопок слева направо:
- задание начальных данных в реверсных элементах;
- запуск расчета до достижения сходимости или превышения допустимого числа итераций;
- запуск расчета одного элемента схемы;
В диалоге задаются критерии сходимости для параметров потока, а также лимитирующее значение количества итераций. Если расчет не сошелся, то элементы схемы будут желтыми, если сошелся – примут базовый вид.
Для схем с итерационными расчетами или схем со сложными элементами типа колонн имеется три режима запуска расчета:
- ручной, при котором расчет запускается пользователем;
- автоматический, при котором после любого изменения в схеме запускается итерационный (если требуется) расчет с учетом лимитирующего значения количества итераций;
- автоматический для простых схем, при котором для схем без контуров расчет запускается автоматически, а для схем с контурами – только пользователем.
Рис.3.8.8 Диалог управления итерациями
При запуске итераций берутся текущие значения в потоках, либо начальные условия, которые соответствуют температуре 20°С, давлению 1атм и нулевому расходу. Принудительное задание начальных условий во всех реверсных потоках выполняется соответствующей кнопкой на панели инструментов.
Значение расхода на новой итерации для потоков, замыкающих контур (определяются автоматически и выделены на схеме кругом), определяется по формуле
$$G_{old} + (1-r)*(G_{new} - G_{old})$$
\(G_{old}\) – расход предыдущей итерации, \(r\) – коэффициент релаксации, \(G_{new}\) – новый расход.
Коэффициент релаксации по расходам призван улучшить сходимость схем с множеством контуров.
Если в замкнутом контуре есть элементы с падением давления, но отсутствует насос или компрессор, то в результате итераций будет происходить планомерное снижение давления без сходимости. Аналогичное явление расходимости можно наблюдать для полностью замкнутых схем, в которых подвод и отвод энергии не сбалансирован.
