理论教育 Multall系统理想气体热力性质计算模型优化

Multall系统理想气体热力性质计算模型优化

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:原Multall系统以水蒸气为工质,若要使用其他工质则需要按照理想气体模型提供气体性质数据进行近似估算。Multall系统的三个核心计算代码中,只有一维型线设计模块Meangen涉及对工质热力性质的计算。图7-3PROPS程序中理想气体热力计算过程的代码实现热力性质计算程序PROPS在Meangen模块中一共出现了7次,第一次出现是用来计算涡轮机的进口滞止参数,另外6次则是在程序循环设计涡轮每一级的过程中进行的调用。

Multall系统理想气体热力性质计算模型优化

原Multall系统以水蒸气为工质,若要使用其他工质则需要按照理想气体模型提供气体性质数据进行近似估算。本节介绍利用开源代码REFPROP对工质库进行扩展的方法。

Multall系统的三个核心计算代码中,只有一维型线设计模块Meangen涉及对工质热力性质的计算。Meangen代码包括三个子程序(SUBROUTINE),分别是计算主程序、SMOOTH程序和PROPS程序。其中PROPS程序就是在本节中需要着重修改的工质热力性质计算子程序。

PROPS子程序中一共使用了14个参数,其中作为输入参数的有5个,作为输出参数的有7个,还有2个参数在整个Meangen模块及PROPS子程序中并没有出现,作为备用。5个输入参数又可以大致分为两类:第一类是标记量,包括用来控制PROPS程序执行次数和得到结果个数的IM及用来标记工质类型的IPROPS;第二类是工质当前的一些物性参数,包括工质当前的比焓HO、比熵S及流速V。PROPS程序的输出变量则全部都是工质的热力性质参数,如温度T、压力P、密度RHO及声速VS等。此外PROPS程序还有一个与主程序共享的变量公共区SET7,变量公共区SET7包含7个变量,这7个变量是工质在涡轮进口处的热力性质参数,包括比焓HOIN、比熵SI、压力POIN、温度TOIN、气体常数RGAS、定压比热容CPGAS和比热容比GAMM。根据PROPS程序的输入和输出参数可以知道,这个程序实现的功能是由工质当前的焓、熵和流速计算当前状态下的其他热力性质参数。

PROPS程序的内部结构分为两个部分,一个部分是理想气体热力性质的计算,另一个部分是水蒸气热力性质的计算,并且通过INTEGER型(整数型)变量IPROPS来选择调用哪一个部分。

在Meangen模块的源代码中,在比焓和比熵计算标准的选择过程中,为了让计算过程更加简单方便,程序的开发者选择以0K温度为比焓参考点,以涡轮机进口处为比熵参考点。在这样的参考标准下,再根据流体当前的比焓、比熵和流速及涡轮机入口点状态参数计算其他热力性质参数。首先计算流体当前状态下的滞止焓:

然后,根据流体多变过程热力性质计算公式,计算当前状态下的压力:

最后计算流体当前状态下的温度、密度和声速等其他热力性质参数:(www.daowen.com)

上述理想气体热力性质计算公式的代码实现如图7-3所示。

图7-3 PROPS程序中理想气体热力计算过程的代码实现

热力性质计算程序PROPS在Meangen模块中一共出现了7次,第一次出现是用来计算涡轮机的进口滞止参数,另外6次则是在程序循环设计涡轮每一级的过程中进行的调用。PROPS程序在Meangen模块中出现的位置及其作用如表7-6所示。

表7-6 PROPS程序出现的位置及其作用

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈