Материал: 2293
ПРИЛОЖЕНИЕ
Теплофизические свойства продуктов сгорания топлива
1. Плотность твердого СО2 [1]
Т = 1501 + (Т0 – Т)·103 / [4,8·(Т0 – Т) + 247], кг/м3,
где Т0 = 216,58 К – температура тройной точки.
2. Плотность жидкого СО2 [1]
' = 468,0 + 123,265· 0,391377 – 0,989857· + + 20,17055·10-3· 2 – 0,1·10-3· 3, кг/м3,
где = ТКР – Т; ТКР = 304,05 К – критическая температура. 3. Теплоемкость газообразного СО2 [1]
сР = 544,64837 + 86,08226·(Т / 100) + + 4,65957·(Т / 100)2 – 0,0313962·(Т / 100)3, Дж/(кг·К).
Теплоемкость газообразного СО2 при 0 0С и атмосферном давлении сР = 850 Дж/(кг·К) и с = 650 Дж/(кг·К). Показатель адиабаты к = сР / с =
=1,308.
4.Теплоемкость твердого СО2 [1]
сР = 754,59029 + 0,6402736·Т + 0,0101596·Т2, Дж/(кг·К).
В области от тройной точки до – 100 0С теплоемкость твердого СО2
сР ~ 1200 Дж/(кг·К).
5. Удельная теплота кристаллизации СО2 [1]
L = 691942,88 – 56822,64·( T / 100) – 3049,55·(T / 100)2 +
+75,06·(T / 100)3, Дж/(кг·К).
6.Свободная поверхностная энергия образования зародыша
= 0,5065·10-3 – 0,80854·10-2(Т / ТКР) + 0,36925·( Т / ТКР)2 –
0,49622·( Т / ТКР)3, Н/м.
7.Теплопроводность газообразного СО2 [1]
= (Т / ТКР)0,5(0,57286012 – 0,78143519·(Т / ТКР)-1 +
+0,49187118·(Т / ТКР)-2 – 0,11509435·(Т / ТКР)-3)·10-1, Вт/(м·К).
8.Динамическая вязкость газообразного СО2 [1]
= (Т / ТКР)0,5·[0,27224646 – 0,16634607·(Т / ТКР)-1 +
+0,046692059·(Т / ТКР)-2]·10-4, кг/(м с).
9.Давление сублимации
рСУБЛ = р rС .
10. Зависимость давления сублимации СО2 от температуры lg(рСУБЛ / 133,322) = 8,279684 – 1373,99 / T +
+28,56475·10-3 Т – 159,2822·10-6 Т 2 + 289,3125·10-9 Т 3.
11.Производная давления сублимации СО2 по температуре
f '(T) dpСУБЛ р rС [31,637287 / (T / 100)2 + dT
160
Продолжение приложения
+6,577276 – 7,335216·(Т / 100) + 1,9985·(Т /100)2]·10-2.
12.Мольная масса кислорода, азота, СО2 и водяных паров
О = 31,998 кг/моль; |
N = 28,013 кг/моль; |
С = 44,01 кг/моль; |
Н = 18,02 кг/моль. |
13.Показатель адиабаты кислорода, азота, СО2 и водяных паров
кО = 1,4; кN = 1,41; кС = 1,32; кН = 1,327.
14.Критическая температура кислорода, азота и СО2
ТКРО = 154,58 К; ТКРN = 126,25 К; ТКРС = 304,05 К. 15. Теплоемкость кислорода и азота
сРО = 916,9 Дж/(кг·К); сРN = 1042,5 Дж/(кг·К). 16. Теплоемкость газовой смеси кислород-азот
сРОN = (сPNgN + cPOgO) / (gN + gO).
17.Коэффициент теплопроводности кислорода [11]
O = 9,80912·(Т / 273)1,5/ (T + 131).
18.Коэффициент теплопроводности азота [11]
N = 8,99522·(Т / 273)1,5/ (T + 104). 19. Динамическая вязкость кислорода [11]
O = 0,0077164·(Т / 273)1,5/ (T + 131). 20. Динамическая вязкость азота [11]
N = 0,0062959·(Т / 273)1,5/ (T + 104).
Таблица П1
Коэффициенты полиномиальных зависимостей соплового аппарата F
и рабочего колеса FW
|
|
х, |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
-4 |
, м |
2 |
|
|
мм |
|
Fm = ( 0 + |
1x + |
2x + |
3x ) 10 |
|
|||||||||
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
1C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Сопловой аппарат |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
17035' |
0 - 16 |
201,7362 |
-2,951157 |
|
|
|
-0,2918074 |
|
|
0,7136166 10-2 |
||||||
|
16 |
- |
32 |
318,8584 |
-20,44200 |
|
|
|
0,5293189 |
|
|
-0,4457142 10-2 |
||||
15013' |
0 - 16 |
202,4361 |
-2,346290 |
|
|
|
-0,4694942 |
|
|
0,1383564 10-1 |
||||||
|
16 |
- |
32 |
286,6484 |
-16,36555 |
|
|
|
0,3142608 |
|
|
-0,9632471 10-3 |
||||
130 |
0 - 16 |
200,6902 |
-1,011576 |
|
|
|
-0,2946037 |
|
|
0,1957178 10-2 |
||||||
|
16 |
- |
32 |
280,7681 |
-11,76599 |
|
|
0,05108393 |
|
|
0,2703671 10-2 |
|||||
9028' |
0 - 16 |
200,4792 |
-1,100840 |
|
|
|
-0,6682060 |
|
|
0,1904603 10-1 |
||||||
|
16 |
- |
32 |
258,2087 |
-14,04151 |
|
|
|
0,2226315 |
|
|
-0,1058303 10-3 |
||||
|
|
|
|
|
Рабочее |
колесо |
|
|
|
|
|
|
||||
|
0 |
- |
9 |
123,5503 |
0,799857 |
|
|
|
-0,4955832 |
|
|
-0,1820066 10-1 |
||||
|
9 - 18 |
233,8358 |
-28,29288 |
|
|
|
1,430439 |
|
|
-0,2367536 10-1 |
||||||
161
|
|
|
|
Продолжение приложения |
|
|
|
|
|
|
Таблица П2 |
Коэффициенты полиномиальных зависимостей углов соплового аппарата |
|||||
|
|
и рабочего колеса |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0 + 1x + 2x2 |
+ 3x3, рад 0 < x < 32 |
||
|
|
|
|
|
|
1C |
0 |
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопловой аппарат |
|
||
|
|
|
|
|
|
20024' |
1,556147 |
0,645439 10-1 |
|
-0,7096688 10-4 |
-0,2326784 10-4 |
17035' |
1,57456 |
0,5051256 10-1 |
|
0,5029209 10-3 |
-0,2664849 10-4 |
15013' |
1,646147 |
0,64544390 10-1 |
|
-0,7096688 10-4 |
-0,2326784 10-4 |
130 |
1,585163 |
0,1254267 |
|
-0,4992008 10-2 |
0,7407596 10-1 |
9028' |
1,673284 |
0,7669854 10-1 |
|
-0,7851175 10-3 |
-0,1064059 10-1 |
6052' |
1,657603 |
0,8402753 10-1 |
|
-0,1334283 10-2 |
0,1266095 10-5 |
|
|
Рабочее колесо |
|
||
0 x 9 |
0,9012837 |
0,1679957 10-1 |
|
-0,6188739 10-2 |
-0,2549961 10-4 |
9<x<18 |
0,8363509 |
0,1883904 10-1 |
|
-0,8538868 10-2 |
0,3120217 10-3 |
, |
|
|
|
|
1С = 6052’ |
|
рад |
|
|
|
|
|
|
3,00 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0 |
28’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1С = 130 |
|
2,25 |
|
|
|
|
|
|
|
17035’ |
20024’ |
|
|||
2,00 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
FW 103, |
рад |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
10 |
0,4 |
|
|
|
8 |
0,2 |
|
FW |
|
6 |
|
|
|
||
|
|
|
|
4 |
0 |
4 |
8 |
12 |
16 х, мм |
0 |
8 |
16 |
24 |
x, мм |
Рис. П2. Изменение площади FW(x) |
|
|
|
|
|
|
суммарного |
поперечного сечения |
Рис. П1. Изменение направления относи- |
каналов рабочего колеса для отно- |
|||||
тельной скорости в сопловом аппарате вдоль |
сительного |
движения и изменение |
||||
средней линии тока при различных углах 1С |
угла (х) вдоль средней линии тока |
|||||
162
Продолжение приложения
1 |
|
|
|
Начало |
|
|
|
Да |
Сопловой аппарат: |
Рассчитано |
|
L = 1 |
х, , u = 0, |
|
|
ли последнее |
|
||
|
F, , F, |
сечение? |
|
Нет |
|
|
|
|
|
Да |
|
|
|
L = 2 |
1 |
Да |
Осевой зазор: |
Рассчитано |
|
L = 2 |
х, = 1, u = 0, |
ли последнее |
|
|
F = 0, = 0 |
сечение? |
|
Нет |
|
|
|
|
|
Да |
|
|
|
L = 3 |
1 |
Да |
Рабочее колесо: |
Рассчитано |
|
L = 3 |
х, , u, F |
ли последнее |
|
|
, F, |
сечение? |
|
Нет |
|
|
|
|
|
Да |
|
|
|
L = 4 |
1 |
|
Выходной патрубок: |
Выход |
|
|
х, = 1, u = 0, |
|
|
|
|
|
|
|
F = 0, = 0 |
|
|
Нет
Нет
Нет
Рис. П3. Блок-схема алгоритма подпрограммы для определения геометрических характеристик, скоростных коэффициентов и окружных скоростей элементов проточной части турбодетандера
163
Продолжение приложения
164