Расчет паропроводов

В плагине CoolPipe предусмотрен калькулятор расчета паропроводов. Расчет термодинамических свойств пара,  обычной воды в ее жидких фазах, включая равновесие пар-жидкость основан на методиках IAPWS-95 по актуализированным документам R7-97(2012) для промышленного использования, R6-95(2018) для научного использования, а также R1-86(1992) для расчетов параметров воды на линии насыщения. Использованы открытые алгоритмы (например взятые здесь или здесь) Российского национального комитета IAPWS (опубликованные Московским энергетическим институтом). Все перечисленные методики сгруппированы в единый «калькулятор», в котором можно выполнять как исследовательские расчеты конкретных точек, так и конкретные расчеты для проектирования установок паросиловой промышленности.

Image by usertrmk on Freepik

Расчеты оптимизированы под использование в динамическом режиме, и выполняются на компьютере пользователя. Пройдены все возможные верификационные требования перечисленных методик по каждому из параметров с заданной точностью указанному в соответствующих документах.

Данный модуль не включен в стоимость плагина, и его использование может быть предоставлено бесплатно студентам ВУЗов, за подробностями обращаться по контактам указанным здесь. Для доступа на учебный год достаточно показать фотографию с документами (паспорт и зачетка), номер паспорта и другие конфиденциальные данные можно замазать (только даты желательно оставить, если они действительно подтверждают, что вы являетесь студентом).

Внешний вид выбора требуемой методики (или функции определения параметров пара) представлен на следующем изображении.

Выбор методики расчета термодинамических свойств

Основные элементы калькулятора имеют всплывающие подсказки (это назначение выбранной методики и функций расчета).

Определение точек термодинамических (и других) свойств воды и пара всех регионов осуществляется по прямым и обратным функциям:

  • температура и давление
  • температура и плотность
  • давление и энтальпия
  • давление и энтропия
  • энтальпия и энтропия

После определения методики расчета и функции исходных данных, осуществляется ввод известных параметров и массовый расход среды (для определения скорости и сопротивления в расчетном трубопроводе). Все поля имеют конвертеры единиц измерения.

Результатом определения параметров пара является блок с физическими характеристиками, в который входят следующие параметры:

  • Регион расположения точки (согласно методики IAPWS-95)
  • Фазовое состояние
  • Удельный объем
  • Удельная плотность
  • Коэффициент сжимаемости
  • Удельная внутренняя энергия
  • Удельная энтальпия
  • Удельная энтропия
  • Динамическая вязкость
  • Кинематическая вязкость
  • Удельная изохорная теплоемкость
  • Удельная изобарная теплоемкость
  • Коэффициент Джоуля-Томсона
  • Коэффициент изотермического дросселирования
  • Изэнтропийный коэффициент температуры-давления
  • Скорость звука в данной среде

В отдельном блоке выбирается методика расчета паропровода на прочность (РД 10-249-98 или ASME B31.1-2020), а также материал трубопровода согласно данной методике.

Результат расчета паропровода на прочность, в том числе характеристики движения среды в паропроводе сводятся в дополнительный блок, в котором можно проанализировать выбранные результаты и применить один из них для дальнейшего использования. Например вот так:

Результаты расчета паропровода

Расчеты тепловой изоляции для паропроводов выполняются отдельно, по мере наполнения «Учебника», ссылка на статью будет добавлена сюда.