Пример выполнения 8-го варианта (Пример выполнения 8-го варианта)

Посмотреть архив целиком

Московский Энергетический Институт

(технический университет)




Кафедра Химии и Электрохимической Энергетики



Типовой расчет по курсу:

«Электрохимическая и водородная энергетика»
























Группа:


Студент:


Вариант:

8

Преподаватель:


Работу сдал:












МОСКВА 2006


  1. Получение полиномов:


Аппроксимация функции U по I и T и получение полиномов


U - напряжение ячейки электролизера, В


I - плотность тока (А/см2); Т - температура, С


Многомерная нелинейная регрессия





Ввод степени приближающего полинома





Число точек данных:



Число координат:





Полученная регрессионная зависимость:




Коэффициенты уравнения регрессии y=a0+a1*x1+....+an*xn

























































Построение графика остатков:


Исходные значения Y:


Математическое ожидание Y:



































M - ресурс электролизера, год


I - плотность тока (А/см2); Т - температура, С


Многомерная нелинейная регрессия





Ввод степени приближающего полинома































Число точек данных:



Число координат:





Полученная регрессионная зависимость:




Коэффициенты уравнения регрессии y=b0+b1*x1+....+bn*xn






Построение графика остатков:


Исходные значения Y:


Математическое ожидание Y:






















































  1. Проведение оптимизации:


Оптимизация эксплуатационных параметров (T,I) электролизной

ячейки


Используя в качестве критерия оптимизации приведенные затраты на производство

1 м3 Н2, найти оптимальные значения эксплуатационных параметров: плотности тока

(I), напряжения (U) и температуры (T). Цель оптимизации найти такие значения

эксплуатационных параметров, при которых значение приведенных затрат будет минимальным.


Kp - приведенные затраты


K - удельные капзатраты



Q - годовое производство водорода на метр электролизной поверхности


E - эффективность капвложений



BT - выход по току



F - фарадеевский коэффициент



Beta - стоимость сырья



Alfa - отчисления на зарплату и общезаводские расходы






Зададим область локального минимума







































Найдем локальный минимум в заданной области



































В результате проведенной оптимизации получились следующие значения:


руб/нм3 Н2 – минимальное значение приведенных затрат

А/см2 – оптимальное значение тока

град – оптимальное значение температуры

В – оптимальное значение напряжения



  1. Материальный расчет батареи:


А/см2

В

К

м3

F = 2390 А·ч/м3

Вт·ч/м3

Вт


Задаемся количеством ячеек n = 200 и для этого количества методом последовательного приближения рассчитаем габариты электролизера.




А

Тогда общая поверхность м2

м

м

м

  1. Тепловой расчет батареи:


Рассчитаем количество теплоты, выделившееся на электролизере.















Вт


К

К-1


Параметры воздуха и воды:


м2

К-1

м2


м/с2




Вт/м·К


Вт/м·К