Получение новых уравнений бинодали для исследования рабочих процессов в элементах судовых энергетических установок

• Автор: Захаров, Федор Валерьевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 109 с. : ил. + Прил.( 267с.:ил.)

Глава 1. Новое уравнение для давления насыщения

1.1. Существующие зависимости для давления насыщения

1.2. Получение нового уравнения для давления насыщения

Глава 2, Расчет давления насыщения различных веществ с помощью

нового уравнения бинодали

2.1. Метод определения параметров в новом уравнении бинодали

2.2. Нахождение параметров в уравнении бинодали

для различных веществ

2.3. Связь параметров уравнения бинодали

с характеристиками веществ

2.4. Испарение и сублимация

Глава 3. Уравнение бинодали в других переменных и новые
универсальные зависимости
3.1. Уравнение бинодали в переменных температура - объем пара
3.2. Линеаризованное уравнение бинодали
в переменных давление — объем пара
3.3. Инверсия бинодали
3.4. К вопросу о подобии. Поверхностное натяжение
3.5. Универсальная зависимость теплоты парообразования
от температуры
Глава 4. Теплофизическое обоснование нового метода экспресс - анализа обводненности теплоносителей, используемых в судовых
энергетических установках
4.1. Состояние вопроса
4.2.0собенносги парообразования в закрытом сосуде
4.3.Зависимости для параметров веществ в контрольной камере
4.4.Новый метод определения обводненности масла
Заключение

Литература
Приложение 1. Сводная таблица характерных температур
Приложение 2. Сводная таблица характерных безразмерных величин
Приложение 3. Результаты расчета для отдельных веществ (отдельная книга)

Как известно [1], бинодаль (она же-линия насыщения, она же-погранич-ная кривая) - это граница, отделяющая область стабильных (однофазных) состояний вещества (жидкость, перегретый пар) от метастабильных состояний: перегретая или переохлажденная жидкость, переохлажденный пар. Интенсификация процессов тепло - и массобмена, а также появление мощных импульсных источников энергии способствовали приближению метастабильных состояний к инженерной практике и, в частности, к судовой энергетике. Для расчета параметров вещества в области метастабильных состояний необходимо знание параметров на внешней границе этой области, то есть на бинодали, и это была первая причина, побудившая заняться получением нового более общего уравнения бинодали.
Во-вторых, само по себе состояние насыщения теплоносителей
представляет несомненный интерес при исследовании и расчете судовых энергетических установок (СЭУ). Это относится, в частности, к судовым ядерным паротурбинным установкам с водо - водяными реакторами, работающими на насыщенном паре. Так, например, атомные суда «Саванна» (США) и «Муцу» (Япония) имели паротурбинные установки, работающие на насыщенном паре с температурами соответственно 240 °С и 251 °С [2]. Использование в энергетике жидких металлов также вызывает
необходимость создания эффективных методов расчета их теплофизических свойств на линии насыщения [3].
В—третьих, полученные новые уравнения бинодали могут с успехом
использоваться при определении содержания примесей в теплоносителях,
используемых в судовых энергетических установках, в частности, для определения обводненности циркуляционного масла судовых дизелей.
Наконец, новое уравнение бинодали может с успехом использоваться при расчете содержания примесей в виде паров различных жидкостей в воздухе в закрытых судовых помещениях и емкостях, где парообразование идет за счет испарения [4], [5].

Таблица 3
Разница между табличными и расчетными значениями V" водяного пара
1, °с 25 50 75 100 125 150
Ду", % 1,26 1,57 1,24 0,55 -0,20 -0,68 -0,60
1, °С 200 225 250 275 300 325
Ду", % 0,30 2,25 5,51 10,33 17,12 36,94 65,47
г, °С 370 374,15
Ду", % 140
Как видно из табл. 3.2, в диапазоне температур воды от температуры плавления 1ПЛ = 0 °С до температуры / = 225 °С расхождение между формулой (3.14) и справочными данными не превышает 3%, а при дальнейшем повышении температуры быстро увеличивается, особенно в непосредственной окрестности критической точки.
Сравнение параметров уравнения (3.14) с параметрами уравнения (2.2)
с К
для воды (см. Приложение 2) дает: _I. = 1 03' —— = 0 92 •
с ’’ К
Таким образом, мы убедились, что для водяного пара параметры в
уравнениях бинодали в переменных (Т, р) и (Т, у") весьма близки в
диапазоне температур, указанном выше.
Заметим, что попытка расширить диапазон применимости уравнения (3.3) за счет приближения опорной точки 3 к критической точке к успеху не привела.