Итерационный метод определения параметров процесса выхлопа
DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-84-92
УДК 665.632.078
Архаров И. А., Смородин А.И. , Семенов В. Ю., Малахов С. Б., Малахов А. С.
Ключевые слова: итерационный метод, идеальный газ, реальный газ, изоэнтропное расширение, теплоемкость, параметры выхлопа.
УДК 665.632.078
Итерационный метод определения параметров процесса выхлопа
Ссылка для цитирования: Архаров И.А., Смородин А.И., Семенов В.Ю., Малахов С.Б., Малахов А.С. Итерационный метод определения параметров процесса выхлопа. // Вестник Международной академии холода. 2024. № 3. С. 84-92. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-84-92.
[Arkharov I.A., Smorodin A.I., Semenov V.Y., Malakhov S.B., Malakhov A.S. Iterative method for determining the parameters of exhaust process. Journal of International Academy of Refrigeration. 2024. No 3. p. 84-92. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-84-92]
Аннотация
Проведен обзор существующих работ на тему определения показателя адиабаты. Рассмотрены различные способы определения показателя адиабаты идеального и реального газа для метана при температурах 100–600 K и давлениях 1–1000 бар, с массовой долей паровой фазы q > 0,6. В указанном диапазоне построены тепловые карты на температурно-энтропийной (T-S) диаграмме для показателей адиабаты полученным по соотношениям предложенным Истоминым В.А. (канонический показатель адиабаты по дифференциальным соотношениям), Шехтманом А.М. (показатель адиабаты по дифференциальному соотношению произведения плотности на коэффициент сжимаемости), и по отношению изобарной и изохорной теплоемкостей как функции параметров реального газа. Проведен анализ погрешностей различных уравнений изоэнтропного расширения газа (уравнение изоэнтропного расширения идеального газа, уравнение с учетом коэффициента сжимаемости z, уравнение с применением канонических показателей адиабаты) относительно уравнения состояния реального газа в виде фундаментального уравнения, явного относительно свободной энергии Гельмгольца. Получено новое уравнение для расчета выхлопа с каноническими показателями адиабаты, а также предложен новый способ вывода классического уравнения выхлопа, основанный на итерационном смешении газа изоэнтропно расширенного в сосуде и изоэнтальпийно расширенного до давления окружающей среды. На основе этого вывода описан итерационный метод расчета процесса выхлопа, позволяющий получать результаты в любой области, включая двухфазную с учетом реальных свойств газа. Построены линии выхлопа на T-S-диаграммах в диапазонах давлений 50-1 бар и температур 100-600 К. Проведено сравнение различных методов расчета выхлопа, описаны особенности и недостатки ранее существовавших методов вблизи двухфазной области.
Аннотация
Проведен обзор существующих работ на тему определения показателя адиабаты. Рассмотрены различные способы определения показателя адиабаты идеального и реального газа для метана при температурах 100–600 K и давлениях 1–1000 бар, с массовой долей паровой фазы q > 0,6. В указанном диапазоне построены тепловые карты на температурно-энтропийной (T-S) диаграмме для показателей адиабаты полученным по соотношениям предложенным Истоминым В.А. (канонический показатель адиабаты по дифференциальным соотношениям), Шехтманом А.М. (показатель адиабаты по дифференциальному соотношению произведения плотности на коэффициент сжимаемости), и по отношению изобарной и изохорной теплоемкостей как функции параметров реального газа. Проведен анализ погрешностей различных уравнений изоэнтропного расширения газа (уравнение изоэнтропного расширения идеального газа, уравнение с учетом коэффициента сжимаемости z, уравнение с применением канонических показателей адиабаты) относительно уравнения состояния реального газа в виде фундаментального уравнения, явного относительно свободной энергии Гельмгольца. Получено новое уравнение для расчета выхлопа с каноническими показателями адиабаты, а также предложен новый способ вывода классического уравнения выхлопа, основанный на итерационном смешении газа изоэнтропно расширенного в сосуде и изоэнтальпийно расширенного до давления окружающей среды. На основе этого вывода описан итерационный метод расчета процесса выхлопа, позволяющий получать результаты в любой области, включая двухфазную с учетом реальных свойств газа. Построены линии выхлопа на T-S-диаграммах в диапазонах давлений 50-1 бар и температур 100-600 К. Проведено сравнение различных методов расчета выхлопа, описаны особенности и недостатки ранее существовавших методов вблизи двухфазной области.
Ключевые слова: итерационный метод, идеальный газ, реальный газ, изоэнтропное расширение, теплоемкость, параметры выхлопа.
English
Русский
