Информационные
интернет-ресурсы для теплоэнергетиков
Очков В.Ф.[1], доктор техн. наук
МЭИ(ТУ) 1
Дана информация по сайтам в интернете,
позволяющим вести расчеты теплофизических свойств теплоносителей и рабочих тел
энергетики, термодинамических циклов, а
также получать прочую справочную информацию в интерактивном режиме
Журнал «Энергетик», №
8, 2008 г., С. 39-42
Другие статьи автора >>>
При выполнении инновационной образовательной программы (http://inedu.mpei.ru), проводимой Московским энергетическим институтом (www.mpei.ru) в рамках развития Электронной энциклопедии энергетики (www.trie.ru), были созданы три сайта, для сетевой информационной поддержки теплоэнергетической отрасли и учебных заведений энергетической направленности.
Ниже описаны типичные страницы данных сайтов.
Первый сайт с адресом http://twt.mpei.ru/ochkov/WSPHB предназначен для расчетов в интерактивном режиме свойств рабочих тел теплоэнергетики.
Если в ходе какого-либо теплотехнического расчета необходимо определить значение того или иного свойства рабочего тела и теплоносителя, используемого в энергетике, то можно раскрыть справочник и сразу, или проведя некоторую интерполяцию табличных данных, получить ответ. Но можно через интернет обратиться к соответствующему сайту и получить ответ не только в виде числа с выбранной единицей измерения, но также и в виде графика – семейства кривых или поверхности с выделенной расчетной точкой, изобарами, изотермами и другими кривыми. Кроме того, на сайте в отличие от «бумажных» справочников, сочетания входных параметров намного шире. В справочниках исходными параметрами являются, как правило, давление и температура. На сайте в качестве исходных параметров могут быть и другие пары исходных величин – давление и энтальпия, температура и энтропия, энтальпия и энтропия и т.д. На сайте исходные данные могут вводиться не только дискретно (как в таблицах справочников), а любыми значениями в допустимом интервале. Из интернета (www.wsp.ru) также можно «скачать» соответствующие функции для встраивания их в программную среду, с которой работает тот или иной пользователь или программист.
Рис. 1. Сетевой расчет параметров воды и водяного пара на линии насыщения
На рис. 1 показана страница сайта[2], на котором можно рассчитать данные по свойствам воды на линии насыщения (переменные с одним штрихом: v – удельный объем, h – удельная энтальпия, s – удельная энтропия, cp(v) – удельная изобарная (изохорная) теплоемкость, w – скорость звука, κ – показатель изоэнтропы, η – динамическая вязкость, μ – кинематическая вязкость, λ – теплопроводность и Pr – число Прандтля) и насыщенного водяного пара (переменные с двумя штрихами). Посетитель данного сайта вводит значение давления или температуры с выбранными единицами измерения, нажимает клавишу Recalculate (пересчитать) и получает новый ответ. Исходные параметры при этом должны находиться в интервале от тройной точки воды (611.657 Па / 0.01°С) до критической точки (22.064 МПа / 373.946°С). Если это не так, то выдается сообщение об ошибке. На других станицах сайта ведутся аналогичные расчеты параметров воды и водяного пара на линии насыщения, но с графическим отображением. Есть страница сайта, где выдается только один параметр воды и водяного пара (удельный объем, удельная энтальпия и т.д.). Это ускоряет расчет, не нагружает посетителя сайта лишней информацией и минимизирует трафик интернета.
Рис. 2. Термодинамическая поверхность воды и водяного пара в интернете
На рис. 2 показана страница интернета, на которой можно рассчитать параметры воды и водяного пара в однофазной области. При этом изотермой и изобарной исходная точка фиксируется на термодинамической поверхности воды и водяного пара, связывающей температуру давления и удельный объем. Описываемый сайт имеет страницы, где предусмотрены и иные пары исходных величин – не только температура-давление (как в большинстве «бумажных» справочников), но и давление-энтальпия, давление-энтропия, энтальпия-энтропия, температура-энтальпия и т.д. Это в сочетании с тем, что на сайте нет неизбежной дискретности данных «бумажных» таблиц, существенно повышает удобство получения информации.
Рис. 3. Сетевой расчет параметров влажного пара
На рис. 3 отображена страница интернета, предназначенная для расчета параметров влажного пара. Посетитель сайта вводит значение давления или температуры влажного пара и другой известный ему параметр – значение удельной энтальпии, удельной энтропии или удельного объема. После нажатия кнопки Recalculate расчетный сервер выдает посетителю сайта не только значение степени сухости пара и другие его параметры, но и отобразит эти параметры на соответствующих диаграммах.
На втором сайте с адресом http://twt.mpei.ac.ru/TTHB/2/ThermCycleMCS.html собраны сетевые расчеты процессов в теплоэнергетических циклах.
Рис. 4. Сетевая T, s-диаграмма процесса дросселирования водяного пара
На рис. 4 показана диаграмма «температура-энтропия» процесса дросселирования водяного пара. Посетителю сайта достаточно ввести значения исходной температуры и давления, значение конечного давления, уточнить область отображаемой диаграммы и нажать кнопку Recalculate. После этого будут выданы не только числовые значения параметров в начальной и конечной точках процесса дросселирования водяного пара, но и соответствующие изобары, изохоры и другие линии на h, s-диаграмме.
Рис. 5. Расчет на сравнение в интернете двух схем энергоснабжения
На рис. 5 отображена страница интернета, с помощью которой можно рассчитать и сравнить две схемы энергоснабжения: а) с раздельной выработкой тепловой энергии на водогрейной котельной (ВК) и электрической энергии на газотурбинной установке (ГТУ) и б) с совместной выработкой тепла и электричества на ГТУ со встроенным теплофикационным подогревателем. На стр. 5 показаны итоговые цифры, а на самом сайте – все промежуточные выкладки, что позволяет посетителю сайта изучить расчет, оценить степень правомерности принятых допущений, дать рекомендации по развитию расчета и т.д.
Кстати, о рекомендациях. Все расчеты, выложенные на описываемых сайтах, выполнены в среде популярного инженерного калькулятора Mathcad. Посетители сайта могут скачать многие представленные на сайтах расчеты, доработать их (или создать новые) и отправить администратору сайтов для публикации на сервере.
Третий сайт с адресом http://twt.mpei.ru/TTHB содержит «оживленные» формулы, таблицы и графики из четырехтомного справочника «Теплоэнергетика и теплотехника», изданного в МЭИ под редакцией А.В.Клименко и В.Н.Зорина. Вот два примера из web-версии данного справочника.
Рис. 6. Сетевой расчет теплопроводности сплавов
На рис. 6 показана страница интернета с обработкой данных из таблицы с температурной зависимостью теплопроводности сплавов, применяемых, в том числе и в энергетике. Посетитель сайта выбирает из списка сплав, указывает значение температуры, нажимает кнопку Recalculate и получает не только значение теплопроводности данного сплава при заданной температуре, но и графическое и формульное отображение данной зависимости.
Рис. 7. Сетевая оценка внешних параметров теплоснабжения
На рис. 7 показана страница интернета, из которой можно узнать, сколько часов длится отопительный период с интересующей нас температурой.
На сайте www.vpu.ru/mas собрано много других сетевых
расчетных документов, связанных с энергетикой, а также инструкции по подготовке
расчетов, сделанных в среде Mathcad, к публикации в интернете.
Литература:
1. Грибин В.Г., Очков В.Ф., Буринов М.А. Типовые энергетические характеристики и расчеты в Интернете. // Энергетик, № 11, 2004 г., С. 33
2. Очков В.Ф. Теплотехнический справочник в Интернете // Новое в российской электроэнергетике, № 5, 2005, С. 48-54
3. Очков В.Ф., Осипов О.Г., Волокитин М.В. Новые подходы при публикации в корпоративной сети энергетики отраслевых стандартов и других руководящих документов с расчетной составляющей // Новое в российской электроэнергетике. 2005., № 11–12, С. 26-30.
4. Очков В.Ф. Новые информационные технологии в энергетике: направления, решения, проблемы // Новое в российской электроэнергетике. 2005. № 11, С. 22—31.
5. Александров А.А., Орлов К.А., Очков В.Ф. Математические пакеты – новые подходы при расчетах процессов термодинамики и других научных дисциплин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2005. № 11–12, С. 80—86.
6. Очков В.Ф. Математические пакеты и сетевой интерактивный теплотехнический справочник: проблемы и решения // Теплоэнергетика. 2006. № 6, С. 71—77.
7. Теплофизические свойства воды и водяного пара в Интернете / А.А.Александров, В.Ф.Очков, К.А.Орлов, А.В.Очков // Промышленная энергетика. 2007. № 2, С. 29—35.
8. Очков В.Ф., Александров А.А., Орлов К.А. Термодинамические циклы: расчеты в Интернете // Вестник МЭИ. 2007. № 1, С. 43—50.
9.
Очков В.Ф.
Создание «Электронной энциклопедии энергетики» – информационный вклад в
производственные и учебные процессы // Теплоэнергетика. 2007. № 7, С. 10—14.
10.
Свойства
теплоносителей и рабочих тел энергетики: информация в интернете / В.Ф.Очков,
А.А. Александров, К.А.Орлов, А.В.Очков // Новое в российской
электроэнергетике. №1. 2008. С. 28—43.