Работу можно загрузить в формате Word
Рекурсивные фрагменты, моделирующие тепловой процесс:
t=t+2.5*(ism!-ism)
Это простейшая по своей организации рекурсия, однако работает достаточно быстро и надежно.
** Рекурсивный расчет, где ism! - известная или заданная энтальпия смеси; ism - энтальпия, расчитанная (как сумма энтальпий компонентов смеси) по скользящему значению t; 2.5 - коэфф при di (меньше 2.5 - сходиться будет дольше, больше - может пойти вразнос)
Вид фрагмента (сам фрагмент - программу расчета - см. в прилагаемом файле RASCET'.xls):
* a - доля; i - энтальпия; t - рекурсивное значение t в оС. Входные данные a_O2 и ism!, остальное - результаты расчетов. После ввода данных надо несколько раз нажать F9.
Более полный рекурсивный фрагмент:
* При копировании или корректировке фрагмента рекомендуется задать ism!=0, чтобы избежать сбоев.
* dZ - концентрация золы в г на нм3 чистой (не включающей золу) газовой смеси.
Работающие рекурсивные фрагменты см. в файле RASCET'.xls, полная модель работы котла – в файле MK_3G.XLS.
Ниже приведены аппроксимирующие формулы для фрагментов и исходные справочные данные для построения аппроксимаций.
Для продуктов сгорания саратовского газа в сухом воздухе:
t=-17.5+3.51*ig+38.864*av^-0.5-0.30038*ig*av^-0.5+0.0044766*ig^2-23.072/av-5.8066E-05*ig^2/av-0.010324*ig^1.9
** dY=0.7; ig=ism, av -избыток воздуха. Диапазон t=0..2500 oC, av=1..2.5 (здесь и далее dY означает погрешность аппроксимации определяемой величины)
Для продуктов сгорания саратовского газа во влажном воздухе:
t=-17.5+3.51*ig+38.864*av^-0.5-0.30038*ig*av^-0.5+0.0044766*ig^2-23.072/av-5.8066E-05*ig^2/av-0.010324*ig^1.9+@if(ig<200,1.6-1.87*ig^0.3+0.2012*av-21.75*r_H2Ov+0.302*ig^0.6,-0.19-0.0006295*ig+0.7193*av^-0.4+41.38*r_H2Ov-0.4254*ig*av
** dY=0.5; ig=ism, av -избыток воздуха, r_H2Ov влажность (объемная доля влаги) воздуха. Диапазон t=0..2500 oC, av=1..2.5, r_H2Ov=0..0.04
* Поправка на влажность t=t+dtr; dtr=@if(ig<200,1.6-1.87*ig^0.3+0.2012*avt-21.75*r_H2Ov+0.302*ig^0.6,-0.19-0.0006295*ig+0.7193*avt^-0.4+41.38*r_H2Ov-0.4254*ig*avt^-0.4*r_H2Ov)
Для продуктов сгорания среднего состава и атм давления приведены коэф вязкости у м2/сек, а для пара и воды - коэф динамич вязкости m кг*сек/м2. y=9.81*m*v м2/сек, где v - уд объем м3/кг.
Приведены также коэффициенты теплопроводности h ккал/(м*час*град) и критерий физических свойств Pr=3600*y*Cp*Y/h где Cp - истинная теплоемкость ккал/(кг*град), Y - уд вес, кг/м (*Стр. 16 и 22)
Сред состав дым газов соответствует r_H2O=0.11 и r_CO2=0.13, где r - объем ные доли H2O и CO2, равные их парциальным давлениям при P=1ата
yv=10^-6*(5.3+0.02297*t-5.1285E-08*t^2)^1.55
* y воздуха ! Искажения не отмечены (визуально не обнаружены)
ydg=10^-6*(4.946+0.022932*t+2.0243E-08*t^2)^1.55
* y дым газа! Искажения не отмечены (визуально не обнаружены)
hv=10^-2*(2.077+0.0075206*t-4.9483E-06*t^2+2.9184E-09*t^3-6.2615E-13*t^4)
! Искажения не отмечены (визуально не обнаружены)
hdg=10^-2*(1.96+0.007372*t-3.5797E-08*t^2-5.117E-11*t^3+8.3849E-14*t^4)
! Искажения не отмечены (визуально не обнаружены)
Pr=0.7779-0.0017444*(t+100)^0.8+8.2554E-06*(t+100)^1.6-2.2403E-08*(t+100)^2.4+2.1324E-11*(t+100)^3.2
* t=0..1600 oC; dY=0.001 ! Откорректировано на отсутсвие искажений в обл. малых температур
Prv=~0.71
Для природ (Саратовского) газа при t=0..1000 oC:
ysg=10^-6*(13.78+0.14085*t^0.8+0.0025047*t^1.6)
* Есть незначительные искажения в обл. t=0..10 oC
hsg=10^-2*(2.487+0.011246*t+1.4709E-06*t^2)
! Искажения не отмечены (визуально не обнаружены)
Prsg=0.73507-0.0038235*t^0.6+0.00027326*t^1.2-2.6067E-06*t^1.8
* Hе исключены некоторые искажения в обл. t=0..100 oC (область неопределенности)
ydg=ydg*My, где поправочный коэф My=f(r_H2O,t):
* Стр. 15, фиг. 1а
Аналогично hdg=hdg*Mh
* Стр. 15, фиг. 1б
Аналогично Prdg=Prdg*Mpr
* Стр. 15, фиг. 1в
Mpr=0.94395+0.51373*r_H2O-0.30885*r_H2O^2+2.37285*r_H2O^3
My=0.96196-0.17372*@Exp(-0.0005*t)-0.3112*r_H2O^0.3+1.3114*@Exp(-0.0005*t)*r_H2O^0.3-0.32137*@Exp(-0.001*t)+0.30495*r_H2O^0.6-1.3793*@Exp(-0.001*t)*r_H2O^0.6+0.30708*@Exp(-0.0015*t)
Mh=0.71538+0.19381*@Exp(-0.002*t)+1.1911*r_H2O^0.5-0.55292*@Exp(-0.002*t)*r_H2O^0.5-0.01103*@Exp(-0.004*t)-1.4397*r_H2O+0.020275*@Exp(-0.004*t)*r_H2O+1.242*r_H2O^1.5
Для котлов под давлением: yp=y/p м2/сек
Коэффициент динамической вязкости m, теплопроводность h и парахор Pr пара на линии насыщения:
* Стр. 17-21
14.png
m,кг*сек/м2
h,ккал/(м*час*град)
Объем пара м3/кГ на линии насыщения по Вукаловичу 1958г
Энтальпия пара ккал/кГ на линии насыщения по Вукаловичу 1958г
Теплота парообразования ккал/кГ на линии насыщения по Вукаловичу 1958г
Энтальпия воды ккал/кГ на линии насыщения по Вукаловичу 1958г
Аппроксимация:
m=10^-6*(-13.354+0.153*t-0.00052695*t^2+6.3131E-07*t^3)
h=10^-2*(143.82+4.47975E-16*@Exp(0.1*t)-17.458*t^0.5+0.54651*t)
Pr=-173.9673+1.776*t-0.00601645*t^2+6.8434E-06*t^3
t=87.152+41.4582*P^0.4-0.984894*P^0.8
t=193.897+1.6984*P-0.0066353*P^2+1.21825E-05*P^3
v"=-0.011137+0.13634*P^-0.5+1.59725/P
i"=675.292-0.019276*P^1.5-4.2803E-06*P^3
r=486.837-2.1662*P+0.0069007*P^2-2.1787E-05*P^3
i'=161.307+6.16086*P^0.8-0.0626355*P^1.6+0.000426786*P^2.4
Коэффициент динамической вязкости m, теплопроводность h и парахор Pr воды:
* Стр. 17-21; энтальпия воды ккал/кГ по Вукаловичу 1958г
Аппроксимация:
m=10^-6*(129.846-10.817*t^0.6+0.34021*t^1.2-0.0037766*t^1.8+0.0018589*P)
h=10^-2*(54.646+0.075678*t-0.00012508*t^2-6.0067E-07*t^3-0.10783*t*P^-0.5)
Pr=3.0416-0.0011505*t^1.6+2.3778E-07*t^3.2-2.2705E-11*t^4.8+8.4851E-16*t^6.4-4.045E-08*t^1.6*P
i=26.37+0.080878*t^1.5-8.5314E-06*t^3+7.5664E-10*t^4.5+0.031721*P-9.2682E-06*t^1.5*P
* dY=0.35; R=0.999989
i=23.875+0.13488*t^1.4-0.00663337*P+1.14255E-05*t^1.4*P-2.24882E-05*t^2.8+9.69204E-05*P^2-3.83384E-11*t^2.8*P^2+3.73312E-09*t^4.2
** По ф-лам "ВТИ", диапазон Р=80..120 кгс/см2; dY=0.06, R=1.
t=7.058+0.37694*i'^1.2-8.7402E-05*i'^2.4+5.2177*10^12*i'^-4*P^-2
* dY=0.2; диапазон по t от 150 оС и выше, по Р - от 80 до 140 ата, но в пределах данной точности t от Р почти не зависит
tnas=193.897+1.6984*P-0.0066353*P^2+1.21825E-05*P^3
* tнасыщения используется для контроля получаемых или вводимых данных.
Коэффициент динамической вязкости m, теплопроводность h и парахор Pr пара:
* Стр. 17-21
m=10^-6*(2.097+5.3071E-05*t^1.6-3266.9*P^-2+0.08514*t^1.6*P^-2)
h=10^-2*(4.2263+1.3888E-08*t^3+0.0011975*P^1.5-2.7571E-12*t^3*P^1.5)
Pr=0.9022+5.4997E+08*t^-4-5.7702E-05*P^1.3+11671265*t^-4*P^1.3
Удельный объем и энтальпия пара (по "ВТИ"):
*! Диапазон слишком узкий по t
v=-0.019403+4.8514E-05*t+1.6275/P+0.0041143*t/P-3.2315E-08*t^2-6.4108*P^-2+1.9573E-05*t^2*P^-2
i=-668.635+2.7983*t+6079.63*P^-0.3-7.82279*t*P^-0.3-0.000981156*t^2-6561.11*P^-0.6+0.0120829*t^2*P^-0.6
t=15400.02-33659.2*P^-0.1-20.585*i+32.78166*P^-0.1*i+14168.16*P^-0.2+0.00648283*i^2-0.0139*P^-0.2*i^2
t=3074.3-3.1077*P-2.3864*10^7*i^-1.3+22437.3*P*i^-1.3+0.0041697*P^2+4.8476*10^10*i^-2.6-177649*P^2*i^-2.6
* dY=0.2; диапазон по t широкий, по Р - от 80 до 120 ата, но в дальнейшем не помешает перепроверить.
Состав природного (Саратовского) газа в % по объему:
Qn в ккал/нм3, Y в кг/нм3
Объемы воздуха и продуктов сгорания Саратовского газа при а=1:
* Vo - теоретический (при а=1) V воздуха; Vro2 - CO2 и SO2; Vog - продуктов сгорания (Vg - полный объем продуктов сгорания)
* VoH2O посчитан без учета влаги в газообразном топливе