Раздел 5 – Расчет результатов

 

5.1 ФОРМАТ 5.1.1 Методика расчета.Процесс определения рабочих характеристик компрессора на основании результатов испытаний состоит из нескольких этапов расчетов. Информации данного Раздела представлена в следующем хронологическом порядке:   · Выбран вариант реального или идеального газа. · В случае если предполагается проводить испытания 2 типа, выполнен расчет величины оборотов, соответствующей требованиям. · Обработаны первичные результаты испытаний. · Выполнен расчет рабочих характеристик. · Характеристики, выявленные в результате испытаний, выражены в безразмерном (параметрическом) виде · Введены поправки на число Рейнольдса. · Безразмерные (параметрические) уравнения с учетом поправок использованы для расчета рабочих характеристик при заданных рабочих условиях.   Важно, чтобы численное изучение неопределенности выполнялось в рамках отдельного расчета. Данный Раздел представлен в таком формате, чтобы пользователь ознакомился с базовыми методиками расчета и необходимыми уравнениями. В Приложении Е содержится теоретическая информация, а также дальнейшие пояснения в части уравнений. 5.2 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ДЛЯ ИДЕАЛЬНОГО И РЕАЛЬНОГО ГАЗОВ 5.2.1 Выбор методов.Испытательный и заданный газы могут рассматриваться как идеальные или реальные в зависимости от соответствующих термодинамических свойств. В контексте настоящей Методики, идеальными называются такие газы, которые находятся в пределах из Таблицы 3.3. Те газы, свойства которых выходят за указанные пределы, считаются реальными. Общепризнанными являются три различных вида анализа газов в рамках процедуры вычислений. Обоснованный выбор делается на основании типа выбранного газа, знания его свойств и заданной точности вычислений.   5.2.1.1 Метод идеального газа.Газ может считаться идеальным, в том случае, когда его свойства не выходят за рамки значений, приведенных в Табл. 3.3. Предельные величины в таблице определены таким образом, чтобы использование уравнения идеального газа давало результатом максимальный уровень неопределенности приблизительно в один процент от КПД и два процента от удельного объема на выходе

Допускается использование уравнения состояния идеального газа, 144 pv = RT, а также соответствующих производных уравнений, приведенных в Табл. 5.1 и 5.4. 5.2.1.2 Метод Шульца.Газ может рассматриваться в качестве реального с помощью метода Шульца [см. Прил. (D.13)] в том случае, когда для этого газа известны коэффициенты сжимаемости. Для этого используется уравнение состояния реального газа, 144 pv = ZRT, а также соответствующие производные уравнения, приведенные в Табл. 5.2 и 5.4. В целях нахождения численных значений коэффициента сжимаемости, удельной теплоты, а также параметров X и Y, необходимо использовать среднюю арифметическую величину от условий на входе и на выходе. Метод Шульца обычно используется, когда условия на выходе не известны, и, кроме того, требуется прогнозная оценка показателя политропы, n. Требуется отдельная итерация для того, чтобы перейти к условиям среднего арифметического. Графики, представленные на Рис. 3.6 (для Х) и на Рис. 3.7 (для Y), даны в качестве справочной информации. Они являются производными от обобщенного графика коэффициента сжимаемости. Конкретные значения X и Y могут быть получены для любого испытания или заданного состава газа.   5.2.1.3 Методы табличных свойств и уравнения состояния.Чистые газы и газовые смеси, свойства которых хорошо известны и существуют в качестве табличных данных, могут рассматриваться в качестве реальных газов. Для чистых компонентов, а также газовых смесей существует множество уравнений состояния коррелирующихся со свойствами газа. Множество обобщенных уравнений состояния дают в достаточной степени точную прогнозную оценку свойств газа, которая должна использоваться в совокупности с расчетными методами. Использование любого из двух указанных методов потребует выполнения итерационных процессов в целях удовлетворения требований уравнений в Табл. 5.2 - 5.4.   5.3 ВЫБОР СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ВТОРОГО ТИПА   5.3.1 Выбор испытательного газа.Тип газа, используемого в целях установления численных величин рабочих характеристик испытываемого компрессора, может быть следующим: это может быть газ с заданными эксплуатационными свойствами или газ, свойства которого позволяют установить критерий подобия при эквивалентных условиях.

 

ТАБЛИЦА 5.1 БЕЗРАЗМЕРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

 

Параметр	Математическое описание вычислений при заданных эксплуатационных условиях	Номер уравнения	Условие ограничения
Коэффициент расхода		[5.1T-1]
Коэффициент затраченной работы		[5.1T-2]
Коэффициент изоэнтропической работы		[5.1T-3]
Коэффициент политропической работы		[5.1T-4]
	Где	[5.1T-5]
Изоэнтропический КПД		[5.1T-6]
Политропический КПД		[5.1T-7]
Коэффициент полной работы	См. Табл. 5.3
Для идеальных газов с постоянными значениями удельной теплоты		[5.1T-8]
и		[5.1T-9]
ОБЩЕЕ ПРИМЕЧАНИЕ:Для обработки (выражения) безразмерных параметров должны быть выбраны подходящие единицы измерения. Дальнейшие пояснения касательно уравнений содержатся в Приложении Е.

 

ТАБЛИЦА 5.2 БЕЗРАЗМЕРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕАЛЬНОГО ГАЗА

 

Параметр	Математическое описание вычислений при заданных эксплуатационных условиях	Номер уравнения	Условие ограничения
Коэффициент расхода		[5.2T-1]
Коэффициент затраченной работы		[5.2T-2]
Коэффициент изоэнтропической работы		[5.2T-3]
	Где	[5.2T-4]
	и	[5.2T-5]
Коэффициент политропической работы
		[5.2T-6]
	Где	[5.2T-7]
Изоэнтропический КПД		[5.2T-8]
[Продолжение таблицы см. на следующей странице]

 

ТАБЛИЦА 5.2 (ПРОДОЛЖЕНИЕ)