Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение научных исследований молодыми учеными. Разработка программы расчета теплофизических свойств системы воздух-вода-водяной пар-лед при высоких давлениях и температурах с учетом реальности свойств компонентов.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.442.11.7256
Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"
Продолжительность работ
2006, 8 мес.
Бюджетные средства
0,4 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
28.02.2006 - 31.05.2006
Выбраны уравнения для разработки программы расчета термодинамических свойств влажного воздуха с учетом реальности свойств компонентов и влияния избыточного давления воздуха на фазовые переходы вода-водяной пар и лед-водяной пар. Для расчета свойств воздуха выбрано уравнение состояния Леммона и др., опубликованное в 2000 году. Область определения – температуры от 50 до 2000К, а давления – до 2 ГПа. Для расчета свойств воды и водяного пара выбрана система уравнений состояния 1997 года Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара. Область определения системы: от тройной точки до 2000°С (при давлениях 10 МПа) и 800°С (при давлениях до 100 МПа). Для расчета свойств льда выбрано уравнение состояния Фейстеля и Вагнера 2005 г. Область определения – температуры до тройной точки, давления – до 210 МПа. Для расчета линий сублимации и плавления льда выбраны уравнения 1993 года Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара.
Разработанная программа позволяет рассчитывать свойства системы воздух-вода-водяной пар-лед во всех областях системы уравнений IF-97 и других используемых уравнений: лед, линии сублимации, линии плавления. Диапазон рассчитываемых свойств воды/водяного пара/льда – для температур от 200К до 2000°С (при давлениях до 10 МПа) и до 800°С (при давлениях до 100 МПа) при заданных давлении, температуре и влагосодержании. В перечень рассчитываемых свойств входят: парциальные давления сухого воздуха, водяного пара, предельное парциальное давление водяного пара; относительная влажность воздуха; плотности влажного и сухого воздуха, водяного пара, воды, льда; массовые и мольные доли сухого воздуха, водяного пара, воды, льда, предельная мольная доля водяного пара; массовые и мольные влагосодержания водяного пара, воды, льда, предельное массовое и мольное влагосодержание водяного пара; удельные энтальпия, энтропия, изобарная теплоемкость влажного и сухого воздуха, водяного пара, воды, льда; температура точки росы.
Показано, что имеющихся уравнений для водяного пара недостаточно для расчета вышеперечисленных фазовых переходов при повышенных значениях давлений воздуха и температур в системе. Для решения данной проблемы разработан метод расчета термодинамических свойств водяного пара в метастабильной области. Разработана программа для определения предельных влагосодержаний водяного пара во влажном воздухе при давлениях в системе, превышающих давление насыщения при заданной температуре.
Полученные значения предельного давления водяного пара во влажном воздухе были сравнены с данными по В.Г. Бекетова, в работе которого расчет проводился с учетом реальности смеси компонентов. Диапазон температур его работы до 420К, а давлений – до 100 бар.
Развернуть
2
01.06.2006 - 02.10.2006
Выбраны и предложены уравнения для расчета теплофизических свойств как отдельных компонентов так и всей системы вода-водяной пар-воздух-лед.
На основе уравнений и соотношений разработана программа для расчета теплофизических свойств системы вода-водяной пар-воздух-лед, описывающая свойства влажного воздуха с учетом возможного образования жидкой и твердой фазы в диапазоне давлений до 100 МПа и температур от 200 К до 2000К. В число определяемых свойств входят: плотность; удельные объем, энтальпия, энтропия, изобарная теплоемкость; влагосодержание; мольные доли компонентов; относительная влажность; температура точки росы; динамическая вязкость; теплопроводность. Разработанная программа обеспечивает простое, надежное и быстродействующее определение свойств рабочих тел в различных расчетах, выполняемых в системах Mathcad, Excel и различных языках программирования.
Проведено сравнение рассчитанных на основе разработанной программы величин с имеющимися литературными данными. Рассчитанные данные согласуются как с экспериментальными, так и с расчетными величинами других авторов.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.9 Проведение молодыми учеными научных исследований по приоритетным направлениям науки, высоких технологий и образования
Тема
Разработка и создание нового класса армированных конструкционных материалов на основе крупнотоннажных термопластов и реактопластов с улучшенными механическими, теплофизическими, барьерными свойствами и повышенной огнестойкостью.
Продолжительность работ
2017 - 2018, 14 мес.
Бюджетные средства
27 млн
Количество заявок
0
Тема
Исследование нестационарного горения и детонации смесей водорода и метана с воздухом в больших замкнутых объемах, в том числе со сложной геометрией.Физико-химические свойства веществ при давлениях до 15 Мбар и температурах до 30000 С. Релаксационные процессы в ударных и детонационных волнах и химическое регулирование процессов горения и детонации. на установке: "Экспериментальный комплекс "Сфера" (СФЕРА) (рег. № 01-45)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Научно-техническое обоснование и разработка принципов создания систем охлаждения высокотемпературных паровых и газовых турбин с использованием водяного пара
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
32 млн
Количество заявок
3
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проблемы физики твердого тела и высоких давлений».
Продолжительность работ
2010, 8 мес.
Бюджетные средства
0,8 млн
Количество заявок
1
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской молодежной научной школы «Здоровьесберегающие технологии: миф и реальность»».
Продолжительность работ
2012, 5 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
7