Задать вопрос:





Статьи

Статьи>> Система автоматизированного определения параметров термодинамического состояния воды и водяного пара

Система автоматизированного определения параметров термодинамического состояния воды и водяного пара


Рассмотрены результаты формирования компьютерной модели таблиц термодинамического состояния воды и пара. Изложены основные алгоритмы, положенные в основу программной реализации модели. Приведено описание пользовательского интерфейса и технических возможностей информационно-справочной системы ThTable для автоматизации технико-экономических расчетов в энергомашиностроении.

Определение свойств водяного пара и воды при различных режимах работы промышленных энергоустановок составляет неотъемлемый этап в решении научных и технико-экономических задач в теплоэнергетике. Еще в шестидесятые годы при самом активном участии отечественных ученых были разработаны нормативные документы международного характера, регламентирующие порядок определения термодинамических параметров воды и пара [1,2].
Системы комплексных полиномиальных уравнений, приводимые в [1, 2], весьма громоздки (число членов уравнений 15...25). Кроме того, эти зависимости не позволяют в единообразной форме описать изменение свойств воды и пара во всем диапазоне изменения давлений от (0,001... 1000 МПа) и температур (0...1000 °С). Поэтому приходится выделять несколько характерных подобластей температур и давлений в указанных пределах и в каждой подобласти использовать уникальные комплекты полиномиальных коэффициентов. Только краткое описание функций и коэффициентов занимает несколько страниц [2]. Для автоматизации определения параметров пара в последующие годы неоднократно предпринимались попытки адаптирования уравнений состояния воды и пара к возможностям вычислительных систем [4...6]. Вместе с тем еще в 60-е годы были опубликованы и получили широкое применение в инженерной практике таблицы состояния воды и водяного пара [1 ...3]. В течение 70...90 годов они многократно уточнялись и переиздавались.
Появление автоматизированных рабочих мест инженеров на базе персональных компьютеров, рост их производительности наряду с увеличением объемов носителей информации позволили изменить подход к формированию компьютерных моделей термодинамических свойств воды и водяного пара. В дополнение к аналитическим моделям на основе полиномиальных зависимостей появилась возможность разработки дискретных (цифровых) моделей на основе таблиц термодинамического состояния воды и водяного пара. Некоторые результаты разработок, проведенных в этом направлении в Брянском государственном техническом университете, предлагаются в этой статье.
Таблицы воды и водяного пара с учетом их внутренней структурной организации представляют собой базу, достаточную для формирования дискретной компьютерной информационно-справочной системы. В таблицах приведены данные по температуре (г), давлению (р), удельному объему (v), энтальпии (А) и энтропии (s) теплоносителя. Как известно, справочные издания включают в себя две категории таблиц: насыщенного состояния и таблицы перегретого пара (недогретой воды).
В первом случае свойства насыщенного энергоносителя зависят от одного из аргументов (либо давления, либо температуры) и образуют совокупность одномерных массивов. Во втором случае аргументов два (давление и температура), а таблицы представляют собой двумерные массивы, для удобства разбитые постранично таким образом, что на одной странице в строках охвачен весь диапазон изменения температур (0...800 °С в [3]), а с переходом от страницы к странице по столбцам меняются значения давлений. Объем этих таблиц определяется шагом табулирования. По температуре шаг табулирования неизменен (обычно 10 °С) и температура нарастает равномерно, а по давлению шаг табулирования изменяется неравномерно от 1 кПа до 2 МПа и давление нарастает экспоненциально.
На первом этапе работы таблицы были в полном объеме переведены в электронную форму с помощью программ оптического распознавания символов и тщательно откорректированы.
Полученные данные были подвергнуты минимизации по следующим направлениям:

  • в качестве верхнего предела давлений перегретого пара было выбрано значение 100 МПа;
  • в таблицах насыщения было решено отказаться от "сглаживания" давлений, что позволило сократить объем таблиц насыщения вдвое;
  • с учетом характера изменения параметров насыщенного пара и воды без ущерба для точности результатов было решено уменьшить шаг табуляции по температуре

с 1 до 56 С и пропорционально сократить объем массивов по насыщенному состоянию.
В итоге была сформирована информационная модель следующей структуры. Вся информация была сохранена в 35 текстовых файлах (с расширением *.dat). В десяти из них данные представлены в виде одномерных массивов (столбцов), а в остальных 25 - в виде двумерных массивов (таблиц). В файлы с одномерными массивами была помещена информация по насыщенному состоянию: давление (ps.dat), температура (ts.dai), удельный объем воды (vsw.dat) и пара (vsv.dat), энтальпия воды (hsw.dat) и энтропия воды (ssw.dat) и пара (hsv,datи ssv.dat), удельная теплота парообразования (rs.dttt), а также температура перегретого пара (недогретой воды) от 0 до 800 °С с шагом 10 °С в файле r.rfer Эти файлы были помещены в папку .\DATA\1DTABLES\ (одномерные таблицы), остальные - в папку .\DATA\2DTABLESI(двумерные таблицы). Для удобства работы с информационной моделью и сохранения преемственности традиционных методов работы с таблицами данные в модели были распределены на восьми "виртуальных страницах". Соответственно и значения давлений в двумерном файле p.dal были разбиты на восемь строк по количеству "виртуальных страниц":

Строка
Давление,МПа
1
-
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
0,01
0,02
0,03
2
0,003
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
1,0
3
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
4
9,0
10,0
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
19,0
20,0
21,0
5
21,0
22,0
23,0
24,0
25,0
26,0
27,0
28,0
29,0
30,0
31,0
32,0
33,0
6
33,0
34,0
35,0
36,0
37,0
38,0
39,0
40,0
41,0
42,0
43,0
44,0
45,0
7
54,0
46,0
47,0
48,0
49,0
50,0
52,0
54,0
56,0
58,0
60,0
62,0
64,0
8
64,0
66,0
68,0
70,0
72,0
74,0
76,0
78,0
80,0
85,0
90,0
95,0
100,0

Данные по отдельному объему, энтальпии и энтропии перегретого пара (воды) были распределены по папкам .\DATA\1DTABLES\V1, .\DATA\2DTABLES\H\ и .\DATA\2DTABLES\S\, в каждую из которых помещалось по восемь файлов. Информацмя в этих файлах по строкам согласована с варьированием температуры пара с шагом в 100 C сооюразно с данными файлами .\DATA\1DTABLES\t.dat. По столбцам указанная информация синхронизированна с изменением давления на основе данных, содержащихся в файле.\DATA\2DTABLES\p.dat
С учетом того, что имело место перекрытие информации на стыках диапазонов по давлениям, при программной реализации для единовременного размещения данных в опнративной памяти ЭВМ потребовалось выделить шесть одномерных массивов объемом 77 элементов для данных насыщенного состояния, один одномерный массив вещественных чисел объемом 81 элемент для температур, один одномерный массив объемом 97 элементов для давлений и три двумерных массива размером 81 на 97 элементов для прочих параметров состояния воды и водяного пара (v, h, s). Общий объем файловой информационной модели описанной структуры составил немногим более четверти мегабайта, что вполне приемлемо для современных ПЭВМ с объемами ОЗУ порядка 256 Мб.
Основным методом для определения параметров термодинамического состояния воды и водяного пара по таблицам является линейная интерполяция. Для определения параметров насыщенного состояния процедуру интерполяции необходимо применить только один раз. При определении состояния рабочего тела по двум параметрам (давлению и температуре) интерполировать приходится трижды: обычно определяются значения параметра состояния при искомой температуре для ближайшего меньшего (первая интерполяция) и ближайшего большего (вторая интерполяция) давлений, а на завершающем этапе по этим найденным оценкам проводится интерполяция по искомому давлению (третья интерполяция). Процедурам интерполяции предшествует поиск "узлов" интерполяции, образуемых пересечением строк с номерами 1-1,1 и столбцов с номерами J-l, J, соответствующих условию

где t и р - соответственно температура и давление теплоносителя в интресующем пользователя состоянии. Процедура поиска "узлов" несколько усложняется в "пограничной" области вблизи состояния насыщения. На рис. 1 показаны все варианты сочетаний параметров пара (воды), которые встречаются при использовании таблиц состояния [3]. Всего можно выделить десять типовых комбинаций парамет ров с учетом следующих обстоятельств: давление в системе ниже или выше критического; давление в системе ниже критического, а температура выше или ниже температуры насыщения при данном давлении; температура близка к температуре насыщения при данном давлении (давление насыщения близко к давлению насыщения при данной температуре). Формализация этих корректировок такова.
Как видно из анализа данных рис. 1, в "узлах" (столбцы J-l, J и строки 1-1,1) могут оказаться значения параметров теплоносителя при различных фазовых состояниях (пар или вода), с характерными для фазовых переходов разрывами значений параметров термодинамического состояния. Без учета разрывного характера табулированных функций механическое применение интерполяционных процедур приведет к серьезным ошибкам и исказит физический смысл полученных результатов


Рис.1. Варианты состояния теплоносителя в узлах термодинамических таблиц

В зависимости от положения расчетной точки относительно линии насыщения в окрестности поиска должны быть откорректированы границы диапазонов варьирования параметров теплоносителя (далее-границ интерполяционных отрезков), используемых для интерполяционных процедур.
При комбинациях 1...5 описанная выше последовательность интерполяционных процедур не меняется и лишь уточняется фазовое состояние рабочего тела (пар или жидкость) при заданном давлении и температуре.
Наиболее детально процедура корректировки границ интерполяционных отрезков может быть рассмотрена на примере варианта 7 (рис. 1). При таком сочетании давления и температуры пара (воды) оказывается, что при ближайшей меньшей температуре оба давления j-1 < Р и Рj>P) больше, чем давление насыщения при температуре ti-1 и фазовое состояние в этом случае - жидкость, а при ближайшей большей температуре ti(ti-1< t <ti) оба давления (Рj-1 < Р u Рj>P) меньше, чем давление насыщения при температуре ti, а значит, фазовое состояние - пар.
Данный вариант (7) сводится к варианту 1, если t < tsj-1) а для корректировки границы интерполяции в узле (I, J-1) следует дополнительно определить значение параметра <раr>s (здесь и далее <раr> - обобщенное обозначение любого из параметров v, h или s) в состоянии насыщения для воды при давлении Рj-1.
Если ti, tsj), то состояние теплоносителя-однозначно перегретый пар (вариант № 2) и корректируется граница интерполяции в узле (1-1, Т), для чего дополнительно определяется значение параметра насыщения <раr>s для пара при давлении Рj.
Если температура системы находится в интервале tsj-1), ti, tsj) , то требуется дополнительно учитывать значение давления насыщения при расчетной температуре t, а комбинация параметров сведется либо к варианту 8, либо к варианту 9. Каждый из вариантов (8 и 9) в конечном итоге после корректировки границ в свою очередь сведется к варианту 10.
Если при заданной температуре t давление ps(t) больше давления поиска р, то состояние системы - пар. В этом случае "левая нижняя" граница отрезка интерполяции - это насыщенный параметр (пар) при давлении ps(t) (первая интерполяция), а вместо второй интерполяции для оценки правой границы определяется насыщенный параметр (пар) при давлении ps(t). Итоговая интерполяция по давлению проводится уже не в границах Рj-1<Р<Рj , а в зауженном диапазоне Рj-1<Р<Рs(t)
Если при заданной температуре t давление Рs(t) меньше заданного давления р, то состояние системы - жидкость. Поэтому корректируется "правая верхняя" граница отрезка интерполяции - насыщенный параметр (вода) при давлении рj (для второй интерполяции). При этом отпадает надобность в первой интерполяции: взамен ее для оценки новой границы определяется насыщенный параметр (вода) при давлении ps(t) . Итоговая интерполяция проводится в интервале давлений Рs(t)<p <Рj (в данном случае "зауженном" уже слева).
Описанные алгоритмы корректировки процедуры интерполяции могут применяться не только как подварианты в комбинациях 7...9, но и как самостоятельная комбинация узловых параметров 10.
Как видно из рис. 1 (вариант 6), в окрестности критической точки системы (пар, вода) границы интерполяции нуждаются в специфической корректировке. Пунктиром намечены новые границы, разделяющие область интерполяционного поиска на четыре подобласти. В пределах этих "четвертей" детализация границ поиска ведется в соответствии с описанными выше процедурами.
Программная реализация рассмотренных алгоритмов была выполнена в среде Delphi на языке Object Pascal. Все интерполяционные процедуры были помещены в единый модуль, в интерфейсной части которого было описано около 40 функций, обеспечивающих обращение к процедурам определения параметров состояния воды или пара, а также удельной теплоты парообразования (г).
Кроме того, с помощью специальных функций типа GetPMax, GetTMin и подобных им можно определять граничные значения параметров термодинамического состояния воды или пара в особо регламентируемых условиях (например максимальные/минимальные значения при различных давлениях/температурах, критические параметры или прочие характерные константы), чтобы исключить обращение к информационной модели при условиях, исключающих ее корректную работу (вне рамок параметров ее применимости).
При технико-экономических расчетах процессов в энергомашиностроении встречаются ситуации, когда не температура, а некий другой параметр определяет условия функционирования агрегата. Состояние пара в этом случае обычно определяется давлением и одним из калорических параметров, например, энтропией в идеальных процессах расширения пара или энтальпией в процессе дросселирования. Нередко в качестве дополнительного контролируемого аргумента необходимо использовать предельно допустимое содержание влаги (т.е. учитывать степень сухости пара).
Использование таблиц (и интерполяционных процедур) при этом становится крайне обременительным. Традиционно в инженерной практике для определения состояния пара в подобных ситуациях при построении рабочих процессов энергоустановок использовалась hs-диаграмма водяного пара.
Необходимость обращаться к манипуляциям на диаграмме резко снижает общую эффективность усилий по автоматизации инженерных расчетов. Особенно отчетливо это проявляется на стадии вариантных расчетов при проектировании или при анализе переменных режимов работы установок, когда число вариантов становится достаточно большим, а резко возрастающая трудоемкость расчетов вынуждает значительно сокращать число вариантов, подлежащих обработке, что сказывается на результатах работы в целом (безусловно речь идет о такого рода работах, когда подразумевается интерактивный характер работы пользователя).
Разработанная дискретная модель таблиц состояния воды и водяного пара обеспечила возможность создания процедур поиска недостающих параметров состояния воды или пара по любым двум известным параметрам в их произвольных сочетаниях вне зависимости от дополнительных обстоятельств, а именно фазового состояния и положения относительно критических параметров.
Поскольку для поиска в компьютерной модели по-прежнему необходимо иметь два аргумента: давление и температуру, определение состояния пара (воды) по произвольной комбинации параметров ведется итерационным путем. При известном давлении итерационные процедуры вполне очевидны.
Для данного давления определяются параметры насыщенного состояния hvs/hws, svs/sws(здесь v - пар (vapour), w- вода (water), s- насыщение (saturation)). Контроль фазового состояния определяется из очевидного сопоставления значений второго известного аргумента (hили s):
h < hws(или s< sws) - вода;
h< hvs(или s< svs) - перегретый пар;
hws <h< hvs(или sws< s< svs) - влажный пар.
Поиск ведется методом половинного деления. В зависимости от результатов оценки состояния теплоносителя определяются границы итерационного отрезка <раr>_А и <раr>_В (здесь и далее <раr> - значение известного параметра в дополнение к давлению, <arg> -итеративно варьируемый аргумент; ..._А - обозначает минимальное, ..._B- максимальное значение параметра/аргумента на верхней границе итерационного отрезка, а ..._С - значение параметра/аргумента на середине текущего итерационного отрезка). В качестве аргумента итерационного поиска используется температура или степень сухости. В зависимости от результата сравнения заданного параметра с результатом оценки <раr> < <раr>_С или <par> > <раr>_С, где <раr>_С = f (р, <arg>_C), значение аргумента на середине итерационного отрезка переносится либо на "левый" -нижний (<arg>_AK <arg>), либо на "правый" - верхний (<arg>_B> <arg>) край итерационного интервала, так что на любом шаге итерации соблюдается условие:
_A < < _B ; _C = (_A ÷ _B)/2.
Итерации повторяются до тех пор, пока остается невыполненным условие достаточного приближения значения <раr> и <par>_C:
Abs(( - _C)/(÷_C)) < Eps,
где Eps- допустимая погрешность, обычно выбирается в пределах 5•10-4...5•10-5, что соответствует практической точности таблиц (определению параметра до 3...4-й значащей цифры).
Временные затраты на поиск параметров состояния пара, если известно только давление, возрастают (за счет итераций) практически на порядок.
Наибольшие трудности представляет собой поиск параметров состояния при условии, что в исходном наборе аргументов нет ни давления, ни температуры (или степени сухости для влажного пара).
В качестве примера такой комбинации параметров рассмотрим комбинацию "энтальпия - энтропия", что практически соответствует задаче определения параметров регенеративных отборов греющего пара при политропном расширении пара в цилиндре реальной турбины.


Рис. 2. Схема поиска параметров состоярия перегретого пара по известным значениям энтальпии и энтропии:
------ - изотермы; - - - - -изобары; ----> - предварительная оценка границ поиска Р_А, Р_В по условию Ps1этап-поиск температуры t_C при давлении p_C по условию Ps по условию P_B=P_C, если h_C>h и P_A=P_C, если h_C

В этом случае вначале необходимо определить, в какой области диаграммы состояний (hs) находится расчетная точка: за- или докритическая область давлений; вода или пар; пар перегретый или насыщенный. Поиск ведется итерационным путем, однако итерации приходится проводить уже каскадом в два этапа на каждом шаге приближения.
Детальное описание процедуры поиска в рамках статьи привести не представляется возможным, однако основные этапы поиска достаточно наглядно иллюстрирует рис. 2. На рис. 2 показан лишь один из множества вариантов расположения искомого состояния, соответствующего перегретому пару при умеренном давлении и достаточно высокой температуре.
Энтропия этого состояния относительно велика, что дает основание начать поиск, "отталкиваясь" от линии насыщения. На предварительном этапе требуется в качестве верхних границ аргументов в области интерполяционного поиска определить высокое давление (при максимальной температуре 800 °С), а в качестве нижних границ - давление и температуру насыщенного пара при энтропии, совпадающей с энтропией на режиме поиска. Поиск ведется методом половинного деления в два этапа. На первом этапе в очерченных границах давлений и температур в качестве аргумента поиска принимается давление. В границах р_А и р_В подсчитывается давление р_С. Далее в границах температур t_Aи t_B следует отыскать такую температуру t_ С, при которой совпадут значения энтропии при давлении р_С и t_C с фактическим значением энтропии на данном режиме. После этого начинается второй этап поиска: корректируются значения верхней и нижней границ давления р_А и р_В (давления постепенно стягиваются к значению р_С), Оценка результатов итерации на втором этапе ведется уже не по энтропии, а по энтальпии, Естественно, это потребует соответствующего обновления температурных границ. Итерации повторяются до тех пор, пока на очередном шаге не будет обеспечено приемлемое совпадение с допустимой погрешностью Eps не только энтропии s__C, но уже и энтальпии h_C со значениями аргументов поиска s и h.
Временные затраты, необходимые на поиск по описанной методике, возрастают по сравнению с поиском по известным давлению и температуре (с учетом дополнительных затрат на оценку исходного состояния и выбор области на диаграмме и исходных границ интерполяционных отрезков) уже не на один, а на два-три порядка.
В результате программной реализации изложенного подхода на языке Object Pascal создана программа ThTable, обеспечивающая в интерактивном режиме доступ к информационным ресурсам дискретной модели таблиц термодинамического состояния воды и водяного пара. Визуально программа представляет собой контрольную панель, обеспеченную набором стандартных интерфейсных элементов.
Основная экранная форма программы представлена на рис. 3. Пользователь получает возможность определить требуемый режим поиска с помощью кнопочных переключателей, при этом экранное изображение адаптируется к результатам выбора за счет частичного перекрытия управляющих и информационных панелей.
Авторы сознательно стремились к предельному лаконизму интерфейсных функций данной версии программы, поэтому отказались от пользовательских меню и диалоговых окон, связанных с процедурами печати результатов расчетов или их сохранения в файлах. Вместо этого предусмотрена возможность буферизации результатов расчетов с помещением их в специальное текстовое поле-протокол, откуда информацию можно перенести в любое приложение для дальнейшего использования стандартными средствами, используемыми в среде Windows.
Порядок работы с программой не требует специальной информационно-справочной поддержки, будет интуитивно очевиден специалисту-теплоэнергетику и сводится к следующему.
С помощью радиокнопок устанавливаются основные условия поиска: (•) (Пар "Вода) в панели [Состояние] и (•) (Перегрев/Недогрев - Насыщение - Влажность) в панели [Тепловой режим]. В зависимости от результатов последнего выбора на экране отражаются панели выбора параметров - аргументов поиска. Для перегретого / влажного пара (воды) этих панелей две ([1-й параметр] и [2-й параметр]), а для состояния насыщения достаточно одной ([Параметр насыщения]). На панелях расположены группы сблокированных кнопок. Щелчок "мышью" по нужной кнопке фиксирует выбор параметра поиска. Для перегретого пара/ воды это: [Давление], [Температура], [Удельный объем], [Энтальпия] и [Энтропия], для влажного пара появляется дополнительная кнопка [Степень сухости пара], а для насыщенного состояния - [Теплота парообразования]. Некоторые комбинации параметров в данной реализации, не представляющие первоочередного практического интереса, заблокированы и отражаются затенением заголовков соответствующих кнопок. Эти алгоритмы поиска предполагается реализовать в последующих версиях программы.
В правой верхней области контрольной панели расположена информационная панель [Параметры пара/воды], отображающая в зависимости от состояния радиокнопок заданное или предполагаемое давление теплоносителя (до- , сверх- или критическое). Ниже расположена панель [Исходные данные] с двумя полями для ввода цифровых значений выбранных аргументов поиска.
В нижней правой половине контрольной панели расположены четыре кнопки управления [Расчет], [Запись в буфер], [Таблица/Буфер], [Конец работы]. Назначение этих кнопок определяется их названиями.
Кнопка [Расчет] обеспечивает выполнение всех процедур, необходимых для определения параметров состояния теплоносителя в соответствии с описанными выше алгоритмами.
Эти процедуры включают в себя предварительный контроль корректности введенных цифровых значений параметров, чтобы исключить технические ошибки при вводе. Затем формируется список параметров для вызова основной исполняемой процедуры поиска параметров термодинамического состояния теплоносителя VapourWaterParamStatus.
Обращение и обработка процедуры осуществляется в соответствии со следующим списком параметров
Procedure VapourWaterParamStatus
(parcombin : string;
// комбинация аргументов вызова,
// например: "_pt_", "_t_",...
var
Pressure, Temperature, Volume, Hentalpy, Hentropy, AridDegree, PhaseHeat : real;
// Параметры пара ( в том числе и исходные)
var
phase : string;
// фазовое состояние "_Vapour_", "_Water_"
status : string;
// тепловое состояние
// например: "_SuperHeat_", "_Moisture_",...
errLog : string;
// диагностическое сообщение
var
errNum : integer
//код ошибки (целое число) ).
С помощью данной процедуры осуществляется обращение к модулю, который и обеспечивает фактическое выполнение всех основных итерационных процедур поиска в информационной модели, если хотя бы один из параметров не является температурой или давлением. При обнаружении недопустимых значений параметров поиска формируются цифровой код ошибки errNum и соответствующее краткое диагностическое сообщение о характере ошибки errLog, отражаемое строкой красного цвета в окне заголовком "Предостережение", например,

"Температура пара вне [00 C......8000 C]"


Результаты расчетов при любых адекватных сочетаниях параметров отображаются на экране в соответствующей информационной панели (рис. 3) без какой-либо задержки.
Содержимое таблицы-протокола, отражающее состояние теплоносителя на текущем режиме поиска, может быть скопировано в специальный буфер и сохранено в нем в символьном формате с помощью кнопки [Запись в буфер}. Буфер заполняется последовательностью строк и его содержимое может быть вызвано на экран кнопкой [Таблица/Буфер] с перекрытием таблицы протокола. Поиск нужного режима в буфере осуществляется посредством полосы вертикальной прокрутки.
Поскольку пользователь может ошибиться в прогнозе на состояние теплоносителя при некоторых комбинациях параметров, после возврата результатов расчета программа автоматически приводит в соответствие положение кнопок в радиогруппах панелей [Состояние], [Тепловой режим], [Параметры пара/воды] по результирующим значениям соответствующих параметров процедуры VapourWaterParamStatus.
Особенностью описанной модели является принципиальная независимость процедур интерполяционного и итерационного поиска и интерфейсной оболочки, обеспечивающей взаимодействие пользователя с моделью, от самой информационной модели. Это означает, что любую составляющую программы можно модифицировать и даже заменить полностью, не затрагивая при этом остальных модулей и сохранив межмодульный интерфейс. В первую очередь это относится к замене процедур линейной интерполяции на квадратичную и кубическую. При необходимости можно и саму дискретную (цифровую) модель таблиц заменить на аналитическую модель на основе полиномиальных зависимостей.
Работа по совершенствованию аналитических моделей термодинамических свойств воды и водяного пара продолжается. Уточняются и обновляются данные по параметрам пара, в первую очередь, в области высоких температур и сверхкритических давлений. Модульный подход, примененный при формировании информационной модели в этой статье, позволяет своевременно обновлять отдельные файлы данных *.dat по мере выхода в свет новых изданий таблиц. На базе проведенных разработок формируется компьютерная модель таблиц коэффициентов переноса воды и водяного пара. Представленная реализация дискрктной модели параметров воды и водяного пара предназначена в первую очередь для решения задач по подготовке специалистов для теплоэнергетики.
Надеемся, что наши разработки вызовут интерес и позволят практически содействовать инженерному обеспечению современными электронными информационн-справочными средствами тех производственных задач, где приемлема точность, достигаемая прцедурами линейной интерполяции по таблицам в области температур и давлений, характерных для систем теплоснабжения на базе паровых и водогрейных котельных.


Рис. 3. Основная экранная форма программы определения параметров термодинамического состояния пара ThTable

Литература

1. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизические свойства воды и вoдяного пара. : Изд-во стандартов, 1969. 220 с.
2. Ривкин С Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и вoдяного пара Справочник. м.: Энергия, 1980,424 с.
3. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара Справочник. м.: 1984, 80 с.
4. Вукалович М.П., Зубарев В.Н., Сергеева Л.В. Уравнение состояния перегретого водяного пара, пригодное для расчетов турбин с помощью ЭЦВМ // Теплоэнергетика. 1967. № 5. 60-66 с.
5. Ривкин С.Л. Кремневская Е.А. Уравнения состояния воды и водяного пара для машинных расчетов процессов и оборудования электростанций // Теплоэнергетика. 1977. № 3. 69-73 с.
6. Индурский М.С., Бойцова Э.А., Кузьменко О.А. Простые формулы для параметров водяного пара в расчетах турбин // Тепло энергетика. 1982. № 4. 74-75 с.

В.Т. БУГЛАЕВ, А.С. СТРЕБКОВ (БрянскГТУ)
Справочник, инженерный журнал №4/2004,с. 26-32

Статьи партнеров