- •В в е д е н и е
- •1 Методика расчета теплофизических характеристик индивидуальных газов
- •1.1 Термодинамические параметры состояния газа
- •1.2 Погрешность определения теплофизических характеристик индивидуальных газов и область пользования результатами расчета
- •1.3 Интерполяция табличных значений теплофизических характеристик
- •2 Методика расчета теплофизических характеристик газовых смесей
- •2.1 Основные свойства газовых смесей
- •2.2 Расчет физических параметров газовой смеси
- •2.7 Расчет удельных теплоемкостей газовой смеси
- •3.2. Методика расчета теплофизических характеристик продуктов сгорания топлив во влажном воздухе при 1
- •3.3 Методика расчета теплофизических характеристик влажного воздуха
- •3.4 Область пользования результатами расчета теплофизических характеристик газовых смесей, продуктов сгорания и влажного воздуха по данным [17]
- •Заключение
- •При различных температурах [23, с. 444 - 446]
- •1 Пример расчета теплофизических характеристик газовой смеси при выполнении курсового проекта по теме
- •Перепада давления”
- •1.3 Вычисляются объемные доли компонентов газовой смеси по формуле:
- •2 Пример расчета теплофизических характеристик газовой смеси при выполнении курсового проекта по теме
- •Термоэлектрическими датчиками”
- •3 Пример расчета теплофизических характеристик газовой смеси при выполнении курсового проекта по теме
- •Манометрическим методом”
- •Оглавление
3.2. Методика расчета теплофизических характеристик продуктов сгорания топлив во влажном воздухе при 1
Расчет термодинамических и теплофизических характеристик продуктов сгорания заданной топливной композиции удобнее производить по объемным (молярным) долям составляющих компонентов. В то же время, учет влияния на состав продуктов сгорания паросодержания и коэффициента избытка воздуха целесообразно вести по массовым долям составляющих компонентов. Поэтому одним из вариантов методики расчета может быть следующий.
По температуре влажного воздуха, подводимого к топливу, из таблиц свойств водяного пара (см. таблицу А.3) определяют давление насыщенного пара ,.
По заданным относительной влажности и давлениювоздуха, подводимого к топливу, и определенному давлению насыщенного паравычисляют по (9) паросодержание,.
Из таблицы 3 определяют коэффициент для заданной топливной композиции и массовые доли,икомпонентов продуктов сгорания заданного топлива в сухом воздухе при1.
Вычисляют массовые доли ,икомпонентов продуктов сгорания во влажном воздухе при1:
где
Вычисляют массовые доли ,,ивлажного воздуха по следующим соотношениям с учетом (5):
где
Вычисляют массовые доли ,,ипродуктов сгорания заданной топливной композиции во влажном воздухе при:
Определяют кажущуюся (среднюю) молярную массу продуктов сгорания (газовой смеси):
.
Вычисляют объемные (молярные) доли компонентов в продуктах сгорания:
Вычисляют парциальные давления компонентов продуктов сгорания:
По заданной абсолютной температуре и при найденных парциальных давленияхпродуктов сгорания определяют теплофизические характеристики азота, диоксида углерода, водяного параи кислородав последовательности, указанной в разделе 1 пособия.
По методике, описанной в разделе 2 пособия, определяют необходимые теплофизические характеристики продуктов сгорания.
3.3 Методика расчета теплофизических характеристик влажного воздуха
Для решения ряда задач, например, расчета теплообмена в воздухе при атмосферном или повышенном давлении, необходимо определение теплофизических характеристик влажного воздуха по известной температуре, давлению и относительной влажности. При этом при проведении расчетов необходимо обязательно проверять правильность задания параметров влажного воздуха по диаграмме водяного пара или же по таблице для насыщенного водяного пара (см. таблицу А.3). А именно, проверяется условие нахождение водяного пара в перегретом состоянии при вычисленном значении парциального давления.
Рекомендуется следующая последовательность расчета.
Считается, что влажный воздух является газовой смесью из двух компонентов – сухого воздуха и водяного пара.
Определяют давление насыщенного пара из таблиц свойств водяного пара при заданной температуреввлажного воздуха (см. таблицу А.3).
Вычисляют паросодержание по (9).
Определяют массовые доли компонентов во влажном воздухе:
где
Определяют кажущуюся (среднюю) молярную массу влажного воздуха:
.
Вычисляют объемные (молярные) доли компонентов во влажном воздухе:
Вычисляют парциальные давления компонентов влажного воздуха:
По диаграмме водяного пара или же по таблице для насыщенного водяного пара (см. таблицу А.3) для заданной температурыпроверяется условие. При невыполнении этого условия дальнейшие вычисления не проводятся.
По заданной температуре и найденным парциальным давлениям компонентов влажного воздуха из таблиц, например [17, 19, 24], определяют необходимые теплофизические характеристики сухого воздуха и водяного пара.
Вычисляют фактор сжимаемости влажного воздуха:
Вычисляют плотность влажного воздуха при :
Вычисляют динамическую вязкость влажного воздуха по формуле (3) при = 2:
,
где
Здесь
Вычисляют кинематическую вязкость влажного воздуха:
.
Вычисляют коэффициент теплопроводности влажного воздуха по формуле (7) при = 2:
,
где
Здесь
Вычисляют удельные теплоемкости влажного воздуха:
Вычисляют коэффициент температуропроводности влажного воздуха:
.
Вычисляют число Прандтля влажного воздуха:
Вычисляют показатель адиабаты влажного воздуха:
Вычисляют скорость звука во влажном воздухе:
.
Данная формула справедлива для вычисления скорости звука в неподвижном влажном воздухе.
В работе [25, с. 268] приводятся формулы для расчета некоторых ТФХ перегретого водяного пара, которые можно успешно применять при определении ТФХ влажного воздуха без обращения к таблицам термодинамических свойств водяного пара.
Так, к примеру, коэффициент динамической вязкости перегретого водяного пара вычисляется по формуле
где - приведенная температура перегретого водяного пара;
- температура перегретого водяного пара в ;
- приведенное давление перегретого водяного пара;
- абсолютное давление перегретого водяного пара в
.
Среднеквадратическая оценка относительной погрешности на диапазоне определения коэффициента динамической вязкости водяного пара по приведенной формуле не выходит за пределы 0,05 %, а максимальное значение относительной погрешности – за пределы0,5 %.
Показатель адиабаты перегретого водяного пара вычисляется по формуле
Среднеквадратическая оценка относительной погрешности на диапазоне определения показателя адиабаты перегретого водяного пара не выходит за пределы 0,05 % , а максимальное значение относительной погрешности – за пределы0,3 %.
Плотность перегретого водяного пара вычисляется по формуле
где - коэффициент сжимаемости перегретого водяного пара,
Среднеквадратическая оценка относительной погрешности на диапазоне определения плотности перегретого водяного пара не выходит за пределы 0,02 %, а максимальное значение относительной погрешности – за пределы0,1 %.