Введение к работе
Актуальность работы.
Изучение и расчет рабочих процессов в злемеїтгах судовых энергетичгских установок, работающих на влажном паре, представляет значшельный интерес дая судовой энергетики. Исследование рабочих процессов вводится к решению сложной системы уравнений, включающей уравнение состояния водяно-О пара. Интенсификация процессов тепло- и массообмена, а также появление мощных импульсных источников энергии убыстряют фазовые переходы, что, в свою очередь, приводит к значительному отступлению системы от условий равновесия фаз, при этом одна из них, в частности, водяной пар оказывается з мегастабильком состоянии. Потребность в получении нового уравнения состояния водяного пара, справедливого для стабильной и метастабильной областей его существования, и опреце;:яет актуальность работы.
Цель работы.
-
Разработка метода суммирования бесконечного ряда Еириальных коэффициентов, входящего в виряальное уравнение состояния, и получение на этой основе нового уравнения состояния водяного пара.
-
Использование нового уравнения, состояния для исследования течений пара и определения его харакгерных параметров,
-
Применение нового уравнения состояьия для теплофизического обоснования метода экспресс-анализа обводненности моторных масел.
Методы исследования.
Новое уравнение состояния и процессы течения водяного пара с <го использованием изучались теоретически с привлечением ;пиеющихся в литературе экспериментальных данных. Для теплофизического обоснования метода эхепресс-анализа обводненности моторных масел были проведены эксперименты иа специально созданной установке. Результаты экспериментов обрабатывались методами математической статистики.
Научная новизна.
К новым результатам, полученным в диссертации, следует отнести:
-
Уравнение состояния водяного пара, справедливое для стабильной и метастабильной областей его существования.
-
Параметрическое уравнение спинэдали и формулы, определяющие характеристики предельно переохлажденного пара в сгатике и в потоке.
-
Результат интегрирования уравнения Клапейрона-Клаузиуса, поззолизшич получить новую аналитическую зависимость для бинодали (верхней пограничной кривой).
-
Методику расчета предельных скачков конденсации.
-
Универсальную зависимость для теплоть; испарения, лолученную методом теории размерностей.
Практическая ценность результатов, полученьых в диссертационной работе, заключается в их применении для изучения и расчета рабочих процессов с ряде элементов СЭУ, ь частности, таких как влажнопаровь'е турбины и двухфазные струйные аппараты. Кроме того, полученные в диссертации результаты применены для теплофизического обоснования метода экспресс-анализа обводненное ги моторных масел.
Достоверность:
-
Достоверность параметров предельно переохлажденного пара, найденных по полученным в диссертации формулам, подтвер.ждаются известными в литературе данными и расчетом по "правилу прямолинейного диаметра".
-
Рассчитанные по разработанной методике характеристики скачка конденсации коррелируют с имеющимися с литературе экспериментальными данными.
-
Теоретически полученная зависимость между давлением и температурой при испарения воды в замкнутом объеме подтверждена специально поставленными экспериментами.
Апробация работы.
Результаты работы неоднократно обсуждались на Кафедре теплофизических основ судовой энергетики и 'докладывались на региональной научно-технической конференции СПГМТУ в 1997 году.
Реализация работы.
Материалы диссертации использовались в НИР А-432, выполненной е СПГМТУ в 1996-97 годах по единому заказ-наряду. Отдельные фрагменты работы использовались в учебном процессе в дисциплинах, ведущихся кафедрой ТОСЭ.
Публикации. N
, Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 2х статьях, тезисах доклада на конференции и 2і отчетах по НИР.
На защиту выносятся:
-
Новое уравнение состояния водяного пара.
-
Уравнение спиподали и формулы, определяющие характеристики насыщенного пара в статике и в потоке.
-
Уравнение бинодали (верхней пограничной кривой) и формулы, определяющие характеристики насыщенного пара в статике и в потоке.
-
Метод расчета предельных скачков конденсации.
-
Теплофизическое обоснование метода экспресс-анализа обводненности моторных масел.
Структура и объем работы. - Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Объем работы 86 листов, в том числе 17 рисунков, 15 таблиц и спьсок.лигературы из 30 наименований.
