Методы, математические модели и алгоритмы определения параметров рабочего тела взаимосвязанных термодинамических и гидродинамических процессов в реальных газах

• Автор: Егоров, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
1.1 Обзор способов описания поведения идеального газа
1.2 Обзор способов описания поведения реального газа
1.3 Обзор справочной информации по свойствам веществ
1.3.1 Автоматизированные информационно- вычислительные системы по свойствам веществ
1.3.2 Интернет справочники
1.4 Обзор технологий использования свойств веществ в расчетах
1.5 Постановка задачи исследования
Выводы к главе
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ПОДХОДА К МОДЕЛИРОВАНИЮ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТАБЛИЦ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
2.1 Процедура моделирования термодинамических процессов с
использованием таблиц экспериментальных данных
2.2. Поиск и обработка экспериментальных данных
2.3 Исследование и выбор метода обработки экспериментальных данных
2.3.1 Интерполяция методом ближайшего соседа
2.3.2 Кусочно-линейная интерполяция
2.3.3 Интерполяция многочленами
2.3.4 Сплайн-интерполяция
2.3.5 Тригонометрическая интерполяция
2.3.6 Метод поверхности тренда
2.3.7 Методы интерполяции функций нескольких переменных
2.3.8 Интерполяция табличных данных с использованием специализированных пакетов программ

2.3.9 Метод обработки экспериментальных данных имеющих разрывы на межфазных границах
2.4 Формирование функциональных зависимостей
2.4.1 Полиномиальное приближение по методу наименьших квадратов
2.5 Запись данных в базу
2.6 Методика обработки экспериментальных данных
Выводы к главе
ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
3.1 Неформализованная постановка задачи расчета параметров транспортируемого вещества в трубопроводе
3.2 Математическое моделирование процесса транспорта водяного пара
3.2.1 Расчет изменения фазового состава потока
3.2.2 Способ расчета теплового баланса жидкости, движущейся по каналу постоянного сечения
3.2.3 Изменение температурного поля движущегося потока
3.2.4 Процесс теплообмена с конструкционными элементами
3.2.5 Гидродинамические параметры движущегося потока
3.2.6 Расчет изменения термодинамический параметров движущегося потока
3.3 Алгоритм решения уравнений математической модели
3.4 Математическое моделирование процесса сжатия реального газа в поршневом компрессоре
3.4.1 Математическая модель поршневого компрессора
3.4.2 Решение уравнений математической модели
3.4.3 Сравнение решения упрощенной задачи методами для идеального газа и описанным способом с использованием экспериментальных таблиц

3.5 Математическое моделирование процесса интеркалирования графита..
3.6 Работа с много компонентными смесями
3.7 Методика математического моделирования термодинамических процессов с использованием параметров реальных газов
Выводы к главе
ГЛАВА 4 КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
4.1 Описание структуры системы
4.2 Описание процедур вычисления термодинамических параметров
4.2.1 Термодинамические свойства воды и водяного пара
4.2.2 Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения
4.2.3 Обобщенный вид процедур интерполяции
4.3 Функциональные зависимости вычисления термодинамических параметров
4.4 Пример расчета сети пароснабжения ОАО «Пигмент»
4.4.1 Результаты расчетов
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Свидетельство об официальной регистрации программ на ЭВМ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное) Акты внедрения

Блоки А1-АЗ определяют вид математической модели исследуемого процесса. Разработка моделей ведется на основе моделирования полей температур и концентраций типовых элементарных областей технологического оборудования ММХП [93].
Блок А4 позволяет производить перерасчет термодинамических параметров веществ в каждый момент времени. В отличие от стандартного подхода, когда в этом блоке используются уравнения состояния для идеальных газов или разнообразные вириальные уравнения, предлагается использовать таблицы экспериментальных данных, что приводит к получению достоверных результатов моделирования даже в тех случаях, когда традиционные подходы или не работают или дают недостоверные результаты. Декомпозиция блока А4 приведена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Декомпозиция блока «Моделирование функций определения
свойств веществ»
Рассмотрим каждый из этих блоков подробнее.