The aim of this work is to increase the operational efficiency of the multicomponent multithreaded power units and systems of the TPP using modeling, calculation and optimization. The goal is achieved by solving the following tasks: development of the tasks’ classification system and a unified methodology for the mathematical description of energy formation and mass flows’ processes in multicomponent and multithreaded power units of the TPP; development of a model of a steam turbine power unit; development of a model of heat and mass transfer processes in multi-stage multistream multiphase systems. The most significant results obtained were: the developed unified methodology for the matrix description of the processes of energy and mass flows’ formation in multicomponent multistream energy systems of the TPP. Within the framework of the proposed methodology, a model of a steam turbine power was developed; model solutions were obtained and analyzed in order to calculate the energy characteristics of a heating turbine unit, the reliability and validity of the proposed approach was shown, a mathematical model of multistream multi-stage heat exchange systems were developed. The significance of the results obtained consisted in the development of a simple but informative mathematical model of a thermal power plant turbine generator and a model of multistream multi-stage heat exchange systems, each stage of which can have an arbitrary number of input and output flows with a possible phase transition in heat carriers.

Scopul lucrării este de a crește eficiența funcționării centralelor termoelectrice (CTE) și a sistemelor cu multe fluxuri și multe componente prin modelarea, calculul și optimizarea acestora. Acest obiectiv este atins prin soluționarea următoarelor sarcini: elaborarea unui sistem de clasificare a sarcinilor și a unei metodologii unificate pentru descrierea matematică a proceselor de formare a fluxurilor de energie și masă în instalațiile energetice cu multe fluxuri și multe componente a CTE, elaborarea, în cadrul metodologiei propuse, a unui model de instalație cu turbină cu abur și a unei abordări unificate pentru a descrie o CTE ca un sistem energetic cu multe fluxuri; elaborarea unui model de procese de transfer de căldură și masă în sisteme multi-fazice multi-flux cu mai multe trepte, fiecare treaptă poate avea un număr arbitrar de fluxuri de intrare și de ieșire. Cele mai semnificative rezultate științifice sunt: elaborarea metodologiei unificată pentru descrierea matriceală a proceselor de formare a fluxurilor de energie și masă în sisteme energetice multicomponente și cu multe fluxuri și instalații CTE. Importanța rezultatelor obținute constă în elaborarea unui model matematic simplu, dar informativ, al unui turbogenerator CTE și a unui model al sistemelor de schimb de căldură cu mai multe fluxuri în mai multe trepte, unde fiecare treaptă poate avea un număr arbitrar de fluxuri de intrare și de ieșire cu un posibil tranziție de fază în agenții termici, disponibile pentru utilizare directă în practica inginerească. Algoritmul propus de construcție a modelului poate fi aplicat eficient la actualizarea caracteristicilor energetice a turbogeneratoarelor și la soluționarea sarcinilor de proiectare a sistemelor de transfer de masă și căldură și a aparatelor de contact.

Целью работы является повышение эффективности функционирования многокомпонент-ных многопоточных энергетических установок и систем ТЭС путем их моделирования, расчета и опти-мизации. Поставленная цель достигается путем решения следующих задач: разработка системы класси-фикации задач и единой методологии математического описания процессов формирования энерго- и массопотоков в многокомпонентных и многопоточных энергетических установках ТЭС; разработка в рамках предложенной методологии модели паротурбинной установки и единого подхода к описанию ТЭС как многопоточной энергетической системы; разработка модели процессов тепломассообмена в многоступенчатых многопоточных многофазных системах, каждая ступень которых может иметь произ-вольное число входных и выходных потоков. Наиболее существенными научными результатами являют-ся: разработана единая методология матричного описания процессов формирования энерго-и массопото-ков в многокомпонентных многопоточных энергетических системах и установках ТЭС. В рамках пред-ложенной методологии разработаны модель паротурбинной установки и единый подход к математиче-скому описанию ТЭС как многопоточной энергетической системы; получены и проанализированы реше-ния модели с целью построения энергетических характеристик теплофикационного турбоагрегата, вы-полнено сравнение результатов расчета с энергетическими характеристиками действующего турбоагре-гата, показана достоверность и обоснованность предложенного подхода. Разработана математическая модель многопоточных многоступенчатых теплообменных систем, каждая ступень которых может иметь произвольное число входных и выходных потоков. Значимость полученных результатов состоит в разра-ботке простой, но информативной математической модели турбогенератора ТЭС и модели многопоточ-ных многоступенчатых теплообменных систем, каждая ступень которых может иметь произвольное чис-ло входных и выходных потоков с возможным фазовым переходом в теплоносителях, доступной для непосредственного использования в инженерной практике. Предложенный алгоритм построения модели может эффективно применяться при актуализации энергетических характеристик турбоагрегатов и ре-шении задач проектирования тепломассообменных систем и контактных аппаратов.