Modelování a porovnání termodynamických modelů výměníku tepla v prostředí REXYGEN

Abstract

Práce je zaměřena na dynamické modelování plášťového výměníku tepla s možností parametrizace. Pro účely simulace v reálném čase je implementace realizována v prostředí REXYGEN. V práci jsou navrženy čtyři stupně modelových variant. Dvoustavový a třístavový koncentrovaný model, model s adaptivním korekčním faktorem vycházející z koncepce LMTD a distribuovaný model. Jednotlivé přístupy jsou formulovány jako nelineární stavové modely integrované v čase a jejich chování je porovnáváno při shodných vstupních podmínkách. Validace je provedena výhradně na simulačních datech (bez fyzického zařízení) prostřednictvím testovacích scénářů. Výstupem práce je vyhodnocení dynamických vlastností jednotlivých přístupů na základě předem definovaných hodnotících kritérií.

The thesis focuses on dynamic modeling of a shell-and-tube heat exchanger with the possibility of parameterization. For the purposes of real-time simulation, the implementation is carried out in the REXYGEN environment. The thesis proposes four levels of model variants. A two-state and a threestate lumped-parameter model, a model with an adaptive correction factor based on the LMTD concept, and a distributed model. The individual approaches are formulated as nonlinear state-space models integrated over time, and their behavior is compared under identical input conditions. Validation is performed exclusively on simulation data (without a physical device) using predefined test scenarios. The outcome of the thesis is an evaluation of the dynamic properties of the individual approaches based on previously defined assessment criteria.