- Мал. 1. Параметри води і водяної пари на лінії насичення: вихідний параметр - тиск ( http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/Plot-Sat-P.xmcd...
- Мал. 2. Параметри води і водяної пари на лінії насичення: вихідний параметр - температура ( http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/Plot-Sat-...
- Мал. 4. Параметри води і водяної пари в однофазної області: вихідні параметри - тиск і ентропія ...
- Мал. 5. Параметри води і водяної пари в двофазної області: вихідні параметри - тиск і параметр, вибраний...
- Мал. 7. Зразок настройки браузера Інтернет на роботу з сайтами за властивостями води і водяної пари
- Мал. 8. Операції по «скачування» налаштувань Інтернету по роботі з сайтами за властивостями води і...
- Мал. 9. Станиця сайту WaterSteamPro: «скачування» програми за властивостями води і водяної пари ...
- Мал. 10. Програма WaterSteamPro на комп'ютері користувача: калькулятор за властивостями води і водяної пари
Александров А.А., Орлов К.А., Очок А.В. і Очок В.Ф.
(Стаття в журналі " промислова енергетика », № 2, 2007)
Мал. 1. Параметри води і водяної пари на лінії насичення: вихідний параметр - тиск
Мал. 2. Параметри води і водяної пари на лінії насичення: вихідний параметр - температура
Мал. 3. Параметри води і водяної пари в однофазної області: вихідні параметри - тиск і температура
Мал. 4. Параметри води і водяної пари в однофазної області: вихідні параметри - тиск і ентропія
Мал. 5. Параметри води і водяної пари в двофазної області: вихідні параметри - тиск і параметр, вибраний користувачем
Мал. 6. Універсальний мережевий документ з розрахунку властивостей води і водяної пари
Мал. 7. Зразок настройки браузера Інтернет на роботу з сайтами за властивостями води і водяної пари
Мал. 8. Операції по «скачування» налаштувань Інтернету по роботі з сайтами за властивостями води і водяної пари (www .vpu .ru / mas)
Мал. 9. Станиця сайту WaterSteamPro: «скачування» програми за властивостями води і водяної пари
Мал. 10. Програма WaterSteamPro на комп'ютері користувача: калькулятор за властивостями води і водяної пари
Мал. 11. Приклад інтеграції програми WaterSteamPro з табличним процесором Excel
Мал. 12. Приклад інтеграції програми WaterSteamPro з математичної програмою Mathcad
Рисунками написи:
література:
Таблиці теплофізичних властивостей води і водяної пари, засновані на атестованих міжнародних рівняннях, представлені в довіднику [1]. Однак в сучасних умовах, коли практично всі технічні розрахунки виконуються на комп'ютерах, зручно всі ці відомості отримувати і в електронному вигляді. Тому на додаток до довідника [1] розроблено відповідний сайт, розміщений в Інтернет. Якщо в ході будь-якого технічного розрахунку необхідно визначити значення тієї чи іншої властивості даного робочого тіла і теплоносія енергетики, то можна розкрити книгу і відразу або провівши деяку інтерполяцію табличних даних отримати відповідь, а можна через Інтернет звернутися до відповідного сайту і отримати відповідь не тільки у вигляді числа з обраної одиницею виміру, а й також і на графіку або поверхні. Крім того, на сайті на відміну від книги поєднання вхідних параметрів набагато ширше і вводитися вони можуть не дискретно (як в таблицях книги), а будь-якими значеннями в допустимому інтервалі. Інтернет також допускає «скачування» відповідних функцій для вбудовування їх в програмне середовище, з якої працює той чи інший користувачів або програміст. Нижче описані типові сторінки даного сайту, розрахунки, вкладені в який сертифіковані. Тут також розказано, як можна дообладнати свій комп'ютер або програми, на ньому встановлені, щоб можна було оперувати функціями, які повертають властивості води і водяної пари, для вирішення різних теплотехнічних задач [2-4].
на Мал. 1 відображена сторінка сайту з адресою http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/Plot-Sat-P.xmcd , Інформує користувача (відвідувача сайту) про властивості води і водяної пари на лінії насичення в залежності від тиску, значення якого в діапазоні від потрійної точки води до критичної точки можна вводити з різними одиницями (МПа, бар, атм, ат і ksi). Після натискання кнопки Recalculate шукані параметри при обраному тиску (температура насичення, питома ентальпія води і водяної пари на лінії насичення, а також питома теплота пароутворення (показані на Мал. 1 ), Питома ентропія , Питома обсяг, ізобарна і ізохорно питомі теплоємності, швидкість звуку і число Прандтля (не показані на Мал. 1 ) Не тільки виводяться з різними одиницями, а й відображаються графіками, що дозволяє відвідувачеві сайту спостерігати також і характер зміни запитуваних параметрів води і водяної пари. Так, наприклад, з Мал. 1 видно, що ентальпія водяної пари на лінії насичення має максимум трохи лівіше обраної нами точки - 40 фізичних атмосфер.
Мал. 1. Параметри води і водяної пари на лінії насичення: вихідний параметр - тиск ( http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/Plot-Sat-P.xmcd )
Якщо ж необхідно дізнатися властивості води і водяної пари на лінії насичення в залежності не від тиску, а від температури, то слід звернутися до сайту, показаному на Мал. 2 (Тут і далі буде вказуватися тільки змінне закінчення адреси - http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/Plot-Sat- T.xmcd ), Структура якого аналогічна структурі сайту, відображеного на Мал. 1 . При цьому вихідним параметром буде, природно, не тиск, а температура, значення якої допустимо вводити по різним температурним шкалами (Цельсія, Кельвіна і Фаренгейта). На графіках, що показують характер зміни запитуваних властивостей (на Мал. 2 це тиск насичення, критерій Прандтля і теплопровідність - інші графіки (див. їх перелік вище) не показані).
Мал. 2. Параметри води і водяної пари на лінії насичення: вихідний параметр - температура ( http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/Plot-Sat- T.xmcd )
Властивості води або водяної пари в однофазної області, а не на лінії насичення можна отримати через Інтернет, якщо звернутися до сайту, відображеному на Мал. 3 (Адреса - wsp_ PT .mcd ), І задати потрібні значення тиску і температури. Розраховується точка також як і на Мал. 1 і 2 ілюструється графіком - фіксується на термодинамічної поверхні води і водяної пари, що зв'язує три параметра: тиск, температуру і питомий об'єм. на Мал. 3 дана поверхню (графік функції двох аргументів) доповнена прикордонними лініями води і водяної пари, а також изотермой і ізобарою, перетин яких фіксує вихідну точку. Розраховані параметри також видаються з різними одиницями виміру. Якщо ж відвідувачу сайту необхідно також отримати параметри насичення (див. Перетину ізобари і ізотерми з лініями насичення на Мал. 3 ), То він повинен буде повернутися до сайтів, відображеним на Мал. 1 і 2 , На які є відповідні гіперпосилання з сайту, показаного на Мал. 3 .
Мал. 3. Параметри води і водяної пари в однофазної області: вихідні параметри - тиск і температура ( http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/VTPs.xmcd )
Лінії і поверхні, показані на рис. 1 - 3, інформативно доповнюють розрахунок по окремих точках, показують відвідувачеві сайту характер зміни тих чи інших параметрів води і водяної пари в залежності від заданих величин. Але з іншого боку, вони істотно гальмують передачу даних по мережі Інтернет, завантажують сервер додатковою роботою, сильно збільшують трафік, за який користувачам доводиться платити. З огляду на ці обставини, а також те, що на описувані сайти користувачі можуть заходити не тільки з персональних, але і з кишенькових комп'ютерів, підключених до Інтернет «проводно» або бездротово і мають обмеження за розміром екрану, були сконструйовані спеціальні «полегшені» сторінки Інтернету по розрахунку властивостей води і водяної пари, одна з яких показана на Мал. 4 (Адреса: wps _ PS. Mcd). Тут вихідними даними виступають тиск (P) і питома ентропія (S). На інших подібних сайтах реалізовані інші пари сполучень вихідних параметрів: тиск - ентальпія (адреса: wsp _ PH. mcd ), Ентальпія - ентропія ( wsp _ HS. mcd ) і т.д.
Мал. 4. Параметри води і водяної пари в однофазної області: вихідні параметри - тиск і ентропія ( http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/ PS .xmcd )
Дещо по-іншому вибір вихідних даних закладений в сайт (адреса: http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/XPTHSV.xmcd ), Відображений на Мал. 5 і призначений для розрахунків в двофазної області. Відвідувач даного сайту має можливість вказати значення тиску або температури, вибрати другий параметр (аргумент функції) зі списку і вказати його значення. Після цього видаються значення коефіцієнта сухості пара Х.
Мал. 5. Параметри води і водяної пари в двофазної області: вихідні параметри - тиск і параметр, вибраний користувачем ( http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/WSP/XPTHSV.xmcd )
на Мал. 5 зафіксовані дві такі розрахункові ситуації: перша - відвідувач сайту знає тиск вологої пари (7 МПа) і його питому ентальпію (1700 кДж / кг), а друга - відомі температура (200 ° С) і питома ентропія - 3.1 кДж / (кг · К ). Але самим універсальним є сайт з адресою wsp_TextBox.mcd , Показаний на Мал. 6 , Де відвідувач має можливість вводити імена функцій пакета WaterSteamPro (Їх список зберігається на сайті http://twt.mpei.ac.ru/ochkov/VPU_Book_New/mas/WaterSteamProFunctionsList.html , На який є відповідна посилання з сайту, показаного на Мал. 6 ), Розмірне значення одного або декількох аргументів, одиницю виміру числа у відповіді, а також число знаків після коми (digit), натиснути на кнопку Recalculate і отримати потрібну відповідь.
Мал. 6. Універсальний мережевий документ з розрахунку властивостей води і водяної пари ( http://twt.mpei.ac.ru/MAS/Worksheets/wsp_TextBox.mc d )
на Мал. 6 повторені розрахункові ситуації, вже нами раніше розглянуті на рис. 1 - 5:
· Визначення ентальпії (Н) на лінії насичення (S) води (W) в залежності від температури (Т) - див. Функцію wspHSWT (верх Мал. 6 , Див. також Мал. 1 );
· Визначення тиску (Р) насичення (S) в залежності від температури (Т) - див. Функцію wspPST на Мал. 6 (Див. також Мал. 2 );
· Визначення ентропії (S) в залежності від тиску (Р) і температури (Т - вона дається за шкалою Цельсія (200 ° С) і тут же перетворюються на шкалу Кельвіна) - функція wspSPT (c м. Також Мал. 3 );
· Визначення температури (Т) по тиску (Р) і ентропії (S) - функція wspTPS (див. Також Мал. 4 );
· Визначення коефіцієнта сухості пара (Х) в двофазної області (S) в залежності від температури (Т; в одну функцію wspXSTH вкладена інша функція wspTSP) і ентальпії (Н - див. Також Мал. 5 );
· Визначення коефіцієнта сухості пара (Х) в двофазної області (S) в залежності від температури (Т) і ентропії (див. Також Мал. 5 ).
Як уже треба думати читач здогадався, що в іменах функції нескладно прочитати їх сутність - то, що вони повертають і які аргументи мають.
Для того, щоб через Інтернет працювати з пакетом (комплексом) WaterSteamPro і оперативно отримувати необхідні дані за властивостями води і водяної пари, немає необхідності кожного разу по-новому вводити досить довгі адреси відповідних сайтів (див. Заголовки на рис. 1 - 5) - досить налаштувати меню Вибране браузера Інтернет (див. Мал. 7 ), Яке можна наповнити або «вручну» (виходом на потрібний сайт і подальшої віддачею команди Додати в Вибране ...), або так, як показано на Мал. 8 - скачуванням з Мережі спеціальної настройки браузера (папки з файлами), розпакування її і приміщенням в папку D: \ Documents and Settings \ ... \ Вибране \ Посилання свого комп'ютера.
Мал. 7. Зразок настройки браузера Інтернет на роботу з сайтами за властивостями води і водяної пари
Мал. 8. Операції по «скачування» налаштувань Інтернету по роботі з сайтами за властивостями води і водяної пари ( www. vpu. ru / mas )
Після такої операції в списку Вибране браузера користувача автоматично з'явиться позиція Властивості води і водяної пари (див. Мал. 7 ), З відповідним деревом посилань на сайти, описувані в цій статті, і багато іншого [5].
Робота з тих чи інших програмним забезпеченням через Інтернет (див. Рис. 1 - 6) має свої плюси і мінуси. Основний недолік технології перекладання розрахунків з персонального комп'ютера на сервер Інтернету добре відомий: в той момент, коли необхідно провести розрахунок, зв'язок робочої станції з сервером може порушитися. Крім того, слід не забувати і про те, що багато комп'ютерів просто не підключені до Інтернет, а їх власники задовольняються рідкісними виходами в Мережу з чужих комп'ютерів або з комп'ютерів, спеціально виділених в організаціях для цієї мети. Багато фірм блокують вихід в Інтернет комп'ютерів своїх співробітників не через економію коштів, а й з метою безпеки, будуючи свою окрему корпоративну мережу (інтранет). Описуваний в статті сервер і розрахункові сайти за властивостями теплоносіїв можуть бути встановлені і в корпоративних мережах, доповнені специфічними розрахунковими документами, що практикуються в цих організаціях.
Внаслідок цього і з інших причин розробниками пакета WaterSteamPro був передбачений і альтернативний спосіб допуску до властивостей води і водяної пари через разове скачування файлів з Інтернету або спеціального CD -ROM-диски (якщо немає взагалі доступу в Мережу). на Мал. 9 показана сторінка Інтернету (документа диска), з якої користувач може завантажити і встановити на своєму комп'ютері ту чи іншу версію програми WaterSteamPro або її оновлення.
Мал. 9. Станиця сайту WaterSteamPro: «скачування» програми за властивостями води і водяної пари ( http://www.wsp.ru/ru/download.htm )
Установка програми WaterSteamPro на комп'ютері користувача дозволяє, по-перше, працювати автономно, без виходу в Мережу з так званим калькулятором властивостей води і водяної пари. на Мал. 10 відображений не тільки сам цей калькулятор з розрахунковою ситуацією, аналогічною тій, яка була показана на Мал. 2 (Визначення параметрів води на лінії насичення при t = 300 ° С), але і шлях виклику калькулятора в середовищі операційної системи Windows 2000: Пуск│Программи│ WaterSteamPro │ Calculator. Кнопку калькулятора можна розмістити на робочому столі комп'ютера, щоб дане користувальницький додаток Windows завжди було під рукою.
Мал. 10. Програма WaterSteamPro на комп'ютері користувача: калькулятор за властивостями води і водяної пари
По-друге, установка пакета WaterSteamPro на комп'ютері користувача дозволяє вести не тільки разові розрахунки, описані вище, але і інтегрувати функції, які повертають властивості води і водяної пари, в популярні обчислювальні системи та мови програмування. на Мал. 11 показана така інтеграція пакета WaterSteamPro з табличним процесором Excel, а на Мал. 12 - з математичної програмою Mathcad. У середовищі пакета Mathcad робота з одиницями вимірювання ведеться автоматично [6, 7]. У середовищі ж Excel ( Мал. 11 ) Потрібно вручну робити переклади з допоміжних одиниць (мм рт. Ст., Наприклад, або температурна шкала Цельсія) в основні - Паскалі, Кельвін і т.д.
Мал. 11. Приклад інтеграції програми WaterSteamPro з табличним процесором Excel
Мал. 12. Приклад інтеграції програми WaterSteamPro з математичної програмою Mathcad
1. Александров А.А., Григор'єв Б.А. Таблиці термодинамічних властивостей води і водяної пари . - М .: Изд. МЕІ, 1999, 168 с.
2. Александров А.А., Орлов К.А., Очок В.Ф. Дослідження схем парогазових установок з уприскуванням водяної пари в газовий тракт на основі розроблених прикладних програм за властивостями робочих тіл ПГУ // Нове в російській електроенергетиці. - 2004. - № 4. - С. 28-37.
3. Александров А.А, Очок В.Ф., Орлов К.А. Рівняння і програми для розрахунку властивостей газів і продуктів згоряння // Теплоенергетика. - 2005. - № 3. - С. 48-55.
4. Александров А.А., Орлов К.А., Очок В.Ф. Математичні пакети - нові підходи при розрахунках процесів термодинаміки та інших наукових дисциплін // Известия вищих навчальних закладів. Проблеми енергетики. - 2005. - № 11-12. - С. 80-87.
5. Очок В.Ф. Математичні пакети і мережевий інтерактивний теплотехнічний довідник: проблеми та рішення // Теплоенергетика. - 2006. - № 6. - С. 71-77.
6. Очок В.Ф. Фізичні та економічні величини в Mathcad і Maple . М .: Фінанси і статистика, 2002
7. Очок В.Ф. Mathcad 12 для студентів і інженерів . БХВ-Петербург, 2005
<
