Барилович В.А. Основы термогазодинамики двухфазных потоков и их численное решение
Подождите немного. Документ загружается.
290
IF(X.LT.ZCC)PRFC=-PI*(DC1-(DC1-DCM)*X/ZCC)*(DC1-
DCM)/2./ZCC
IF(X.GE.ZCC.AND.X.LE.(ZCC+ZCM))PRFC=0.
IF(X.GT.(ZCC+ZCM))PRFC=PI*(DCM+(DCSR-DCM)*(X-
(ZCC+ZCM)
& )/ZCD)*(DCSR-DCM)/(2.*ZCD)
RED=ABS(WV-WD)*DD*ROV/VISV
IF(RED.GT.0.AND.RED.LE.1.)CX=24./RED
IF(RED.GT.1.AND.RED.LE.390.)CX=24./RED**.667
IF(RED.GT.390.)CX=.45
DSTAR=CX*PI*DD**2*ROV*ABS(WV-WD)*(WV-WD)/8.
FD=GD/ROD/WD
FV=FC-FD
REV=WV*DC*ROV/VISV
CF=.079/REV**.25
TW=CF*ROV*WV**2/2.
PRV=1.28-4.4E-3*(TV-273.)+2.4E-5*(TV-273.)**2
LAMV=(1.801+2.69E-3*(TV-273.)+3.02E-5*(TV-273.)**2)*1.E-2
PPROV=8.805129E4*PV**62.5E-3
ALFA=(2.+.6*RED**.5*PRV**.33)*LAMV/DD
GCV=UGC/AMV
PVTD=((TD-273.)/5.667)**4
CAP=B3/(PV**0.56)
JVI=PVTD*CAP/(1.-.4*CAP)/(2.*GCV*PI*TD)**.5
JVC=PV*CAP/(1.-.4*CAP)/(2.*GCV*PI*TV)**.5
RJV=JVI-JVC
CPD=CPL(TD)
WVD1=((GV*WV**2+GD*WD**2)/(GV+GD))**.5
SWVD=91.5*(TL0-TV)/((TL0+TV)**0.5)
FIN=WVD1/SWVD
C(1)=(.75*CX*ROV*WV*FD*ABS(WV/WD-1.)*(WV/WD-1.)*
& ((WD/WV)**2-ROV/ROD)/DD+
& CF*PI*DC*GV/(2.*FV)+(1.+(1.-WD/WV)-ROV*WV
/(ROD*WD))
& *6.*RJV*FD/DD-WV*ROV*PRFC)
& *WV/FV/(WV**2/PPROV-(GD/GV)*(WV/WD)**3*(ROV
& /ROD)**2-1.)
C(2)=6.*RJV*GD/WD/ROD/DD
C(3)=-2.*RJV/ROD/WD
C(4)=-(C(1)*GV/WV/ROV+6.*DSTAR*GD/WD/PI/(DD**3)/ROD
& +TW*PI*DC+(WV-WD)*C(2))/GV
C(5)=-C(1)/ROD/WD+6.*DSTAR/PI/(DD**3)/ROD/WD
291
C(6)=-6.*(SQ*RJV+ALFA*(TD-TV))/CPD/ROD/DD/WD
CALL RKM(X,DX,N,IS,B,C)
PV=B(1)
GV=B(2)
DD=B(3)
WV=B(4)
WD=B(5)
150 TD=B(6)
IF(K.EQ.KK)THEN
WRITE(8,200) X,PV,GV,GD,DD,WV,WD,TV,TD,FC,DC,FIN
K=0
J=J+1
IF(J.EQ.10)THEN
WRITE(8,*)' X PV GV GD DD WV WD
& TV TD FC DC FIN'
J=0
END IF
END IF
IF(X.LT.Z)GOTO 140
OPEN(3,FILE='CNFL1A.DAT')
WRITE(3,*) PV,GV,WV,GD,WD,TD,DD
200 FORMAT(F6.3,F10.0,2F6.3,E10.2,2F8.2,2F6.0,E10.3,2F6.3)
16 STOP
END
Файл исходных данных L27.DAT
6 0.1E-3 0.28 0.0024 428. 0.6E6 427. 0.45E6
3.E-2 8.114E-3 2.E-2 4.E-2 2.E-3 105.E-3 8314. 18. 3.1416
10 15.E-6 1.038 2.2
N,DX,GCR,GV1,TL0,PL0,TD1,PV1,
DC1,DCM,DCSR,ZCC,ZCM,ZCD,UGC,AMV,PI,
KK,DD1,B3,CV1
Приложение №5
Идентификаторы программ BUBBLE - BUBBLE4
Z- длина канала
ZCC, ZCM, ZCD - длины сужающейся, цилиндрической и
расширяющейся частей канала
GSM- расход смеси
GB- расход водуха, заключенного в пузырьках
292
GCA- газовая постоянная воздуха
PL, TL- давление р
Ж
, температура Т
Ж
SB- поток пузырей в единицу времени
&
n
, 1/с
GB1- масса одного пузырька, кг
ROB- плотность воздуха в пузыре
ROL- плотность жидкости
ρ
Ж
ROSM- плотность смеси при наличии скольжения между фазами
WB,WL,WSM- скорости пузырька , жидкости и смеси
SIGL- коэффициент поверхностного натяжения жидкости
VISL- коэффициент динамической вязкости жидкости,
μ
Ж
VB- объемный расход пузырьков, м
3
/c
VL- объемный расход жидкости, м
3
/c
REB- число Рейнольдса пузырька
FB,FL- сечения канала, занятые соответственно газовой и жидкой
фазами
RES,FRIC,ARF,GEOM- воздействия на поток, определяемые
соответственно силами сопротивления пузырьков, силами трения,
силой Архимеда и геометрией канала
LAML- коэффициент теплопроводности жидкости
ISM- энтальпия смеси, Вт
PB- давление в пузырьке
AL- скорость звука в воде
ASM- скорость звука в смеси
XG- отношение
&&
GG
Π
ALFA- объемное газосодержание
ALFALB- коэффициент теплоотдачи на границе пузырек-жидкость
PPL- производная dp/dz
PRFC- производная dF
C
/dz
ROSGR- плотность, при которой в процессе расширения поток
переходит из пузырьковой в капельно-газовую структуру
PROGRAM BUBBLE
C Программа позволяет выполнить расчет
C канала с пузырьковой структурой потока.
C Задача прямая, изотермическая, пузырек
C воздушный, учитывается сжимаемость воздуха.
DIMENSION B(10),C(10)
RO(A)=999.9-0.1475*(A-273.)-2.695E-3*(A-273.)**2
SIG(A)=(75.54-0.168*(A-273.))*1.E-3
CPL(A)=4275.5-1.2209*(A-273.)+0.59823E-2*(A-273.)**2
VIS(A)=(613.-4.227*(A-273.)+9.22E-3*(A-273.)**2)*1.E-6
OPEN (2,FILE='BUB.DAT')
293
OPEN (8,FILE='REZBUB.DAT')
READ(2,*) N,DX,Z,GB0,GL0,TL0,PL0,DB0,WB0,WL0,
& UGC,AMG,PI,GS,DCM,KK
GSM0=GB0+GL0
GCA=UGC/AMG
ROB0=PL0/TL0/GCA
SB=6.*GB0/(PI*DB0**3*ROB0)
GB10=PI*DB0**3*ROB0/6.
ROL0=RO(TL0)
FC0=GB0/WB0/ROB0+GL0/WL0/ROL0
DC0=(4.*FC0/PI)**.5
N=3
DC=DC0
PL=PL0
TL=TL0
DB=DB0
WB=WB0
WL=WL0
GB=GB0
GL=GL0
FC=FC0
SIGL=SIG(TL)
ROB=(PL+4.*SIGL/DB)*AMG/UGC/TL
IS=0
B(1)=PL
B(2)=WB
B(3)=WL
J=0
K=0
X=0
WRITE(8,*)' X PL WL WB TL ROSM DC
& ROB GB GL ALF DB ROSGR'
120 X=X+DX
K=K+1
DO 110 LL=1,4
ROL=RO(TL)
ROSGR=ROL*(1.-PI*2.**.5/6.)
VISL=VIS(TL)
SIGL=SIG(TL)
DC=DC0-(DC0-DCM)*X/Z
PRFC=-PI*(DC0-(DC0-DCM)*X/Z)*(DC0-DCM)/2./Z
FC=PI*DC**2/4.
294
ROB=(PL+4.*SIGL/DB)*AMG/UGC/TL
DB=(6.*GB10*GCA*TL/(PI*PL))**0.333
VB=SB*PI*DB**3/6.
VL=(GSM0-GB0)/ROL
ROSM=GSM0/(VB+VL)
REC=WL*DC*ROSM/VISL
CF=.0791/(REC**.25)
TW=CF*ROSM*WL**2/2.
REB=ABS(WL-WB)*DB*ROL/VISL
IF(REB.GT.0.AND.REB.LE.1.)CX=24./REB
IF(REB.GT.1.AND.REB.LE.390.)CX=24./(REB**.667)
IF(REB.GT.390.)CX=.45
FB=GB/ROB/WB
FL=GL/ROL/WL
ALF=FB/FC
BO=1.+ROL/ROB/2.+ROL*WL*GB/(2.*ROB*WB*GL)
AO=GB/GL-FB*WL/(FL*WB)
CO=BO/AO
OPR=CO*FB*WL/(ROB*GCA*TL*FL)-
& CO*FC/GL +ROL*WL*FC/
& (2.*ROB*WB*GL)+1./ROB/WB
RES=3.*ROL*CX*ABS(WL-WB)*(WL-WB)/(4.*ROB*WB*DB)
FRIC=(CO-ROL*WL/(2.*ROB*WB))*TW*PI*DC/GL
ARF=GS*(ROL-ROB)/ROB/WB
GEOM=CO*WL*PRFC/FL
C(1)=(RES+FRIC+ARF-GEOM)/OPR
C(2)=(-(ROL*WL*FC/(2.*ROB*WB*GL)+1./ROB/WB)*C(1)+
& 3.*ROL*CX*ABS(WL-WB)*(WL-WB)/(4.*ROB*WB*DB)-
& ROL*WL*TW*PI*DC/(2.*ROB*WB*GL)+GS*(ROL-
ROB)/ROB/WB)/BO
C(3)=-(FC*C(1)+TW*PI*DC+GB*C(2))/GL
110 CALL RKM(X,DX,N,IS,B,C)
PL=B(1)
WB=B(2)
WL=B(3)
IF(K.EQ.KK)THEN
WRITE(8,200)
X,PL,WL,WB,TL,ROSM,DC,ROB,GB,GL,ALF,DB,ROSGR
K=0
J=J+1
IF(J.EQ.10) THEN
WRITE(8,*)' X PL WL WB TL ROSM DC
295
& ROB GB GL ALF DB ROSGR'
J=0
END IF
END IF
IF(X.LT.Z) GOTO 120
IF(ROSM.GE.ROSGR) GOTO 130
200 FORMAT(F6.3,F10.0,2F8.2,F6.0,F8.3,F6.3,F8.3,2F6.3,
& F6.3,E10.2,F8.3)
130 STOP
END
Файл исходных данных BUB.DAT
3 0.1E-3 0.1 0.5E-3 0.4 293. 6.E5 8.E-5 2. 2.
8314. 29. 3.1416 9.81 8.E-3 10
N DX Z GB0 GL0 TL0 PL0 DB0 WB0 WL0
UGC AMV PI GS DCM K
PROGRAM BUBBLE1
C Программа позволяет выполнить расчет
C канала с пузырьковой структурой потока.
C Задача обратная, изотермическая, пузырек
C воздушный, учитывается сжимаемость воздуха.
DIMENSION B(10),C(10)
RO(A)=999.9-0.1475*(A-273.)-2.695E-3*(A-273.)**2
SIG(A)=(75.54-0.168*(A-273.))*1.E-3
CPL(A)=4275.5-1.2209*(A-273.)+0.59823E-2*(A-273.)**2
VIS(A)=(613.-4.227*(A-273.)+9.22E-3*(A-273.)**2)*1.E-6
OPEN (2,FILE='BUB1.DAT')
OPEN (8,FILE='REZBUB1.DAT')
READ(2,*) N,DX,Z,GB0,GL0,TL0,PL0,DB0,WB0,WL0,
& UGC,AMV,PI,GS,KK,PSR
GSM0=GB0+GL0
GCA=UGC/AMV
ROB0=PL0/TL0/GCA
SB=6.*GB0/(PI*DB0**3*ROB0)
GB10=PI*DB0**3*ROB0/6.
ROL0=RO(TL0)
FC0=GB0/WB0/ROB0+GL0/WL0/ROL0
DC0=(4.*FC0/PI)**.5
N=2
DC=DC0
PL=PL0
TL=TL0
296
DB=DB0
WB=WB0
WL=WL0
GB=GB0
GL=GL0
FC=FC0
SIGL=SIG(TL)
ROB=(PL+4.*SIGL/DB)*AMV/UGC/TL
IS=0
B(1)=WB
B(2)=WL
J=0
K=0
X=0
WRITE(8,*)' X PL WL WB TL ROSM DC
& ROB GB GL ALF DB ROSGR'
120 X=X+DX
K=K+1
DO 110 LL=1,4
PL=PL0/((PL0/PSR-1.)*(X/Z)**2+1.)
PPL=-2.*PL0*(PL0/PSR-1.)*X/(Z**2*((PL0/PSR-1.)
& *(X/Z)**2+1.)**2)
ROL=RO(TL)
ROSGR=ROL*(1.-PI*2.**.5/6.)
VISL=VIS(TL)
SIGL=SIG(TL)
ROB=(PL+4.*SIGL/DB)*AMV/UGC/TL
FC=GB/WB/ROB+GL/WL/ROL
DC=(4.*FC/PI)**.5
DB=(6.*GB10*GCA*TL/(PI*PL))**0.333
VB=SB*PI*DB**3*ROB/6.
VL=(GSM0-GB0)/ROL
ROSM=GSM0/(VB+VL)
REC=WL*DC*ROSM/VISL
CF=.0791/(REC**.25)
TW=CF*ROSM*WL**2/2.
REB=ABS(WL-WB)*DB*ROL/VISL
IF(REB.GT.0.AND.REB.LE.1.)CX=24./REB
IF(REB.GT.1.AND.REB.LE.390.)CX=24./(REB**.667)
IF(REB.GT.390.)CX=.45
FB=GB/ROB/WB
FL=GL/ROL/WL
297
ALF=FB/FC
BO=1.+ROL/ROB/2.+ROL*WL*GB/(2.*ROB*WB*GL)
C(1)=(-(ROL*WL*FC/(2.*ROB*WB*GL)+1./ROB/WB)*PPL+
& 3.*ROL*CX*ABS(WL-WB)*(WL-WB)/(4.*ROB*WB*DB)-
& ROL*WL*TW*PI*DC/(2.*ROB*WB*GL)+GS*(ROL-ROB)
& /ROB/WB)/BO
C(2)=-(FC*PPL+TW*PI*DC+GB*C(1))/GL
110 CALL RKM(X,DX,N,IS,B,C)
WB=B(1)
WL=B(2)
IF(K.EQ.KK)THEN
WRITE(8,200)
X,PL,WL,WB,TL,ROSM,DC,ROB,GB,GL,ALF,DB,ROSGR
K=0
J=J+1
IF(J.EQ.10) THEN
WRITE(8,*)' X PL WL WB TL ROSM DC
& ROB GB GL ALF DB ROSGR'
J=0
END IF
END IF
IF(X.LT.Z) GOTO 120
IF(ROSM.GE.ROSGR) GOTO 130
200
FORMAT(F6.3,F10.0,2F8.2,F6.0,F8.3,F6.3,F8.3,2F6.3,F6.3,E10.2,
& F8.3)
130 END
Файл исходных данных BUB1.DAT
3 0.1E-3 0.1 0.5E-3 0.4 293. 6.E5 0.05E-3 2. 2.
8314. 18. 3.1416 9.81 10 4.E5
N DX Z GB0 GL0 TL0 PL0 DB0 WB0 WL0
UGC AMV PI GS KK PSR
298
PROGRAM BUBBLE2
C Программа позволяет выполнить расчет
C канала с пузырьковой структурой потока.
C Задача прямая, изотермическая, пузырек
C воздушный, учитывается сжимаемость воздуха.
C Канал в виде сопла Лаваля.
DIMENSION B(10),C(10)
RO(A)=999.9-0.1475*(A-273.)-2.695E-3*(A-273.)**2
SIG(A)=(75.54-0.168*(A-273.))*1.E-3
CPL(A)=4275.5-1.2209*(A-273.)+0.59823E-2*(A-273.)**2
VIS(A)=(613.-4.227*(A-273.)+9.22E-3*(A-273.)**2)*1.E-6
OPEN (2,FILE='BUB2.DAT')
OPEN (8,FILE='REZBUB2.DAT')
READ(2,*) N,DX,GB0,GL0,TL0,PL0,DB0,WB0,WL0,
& UGC,AMG,PI,GS,DCM,DCSR,ZCC,ZCM,ZCD,KK
Z=ZCC+ZCM+ZCD
GSM0=GB0+GL0
GCA=UGC/AMG
ROB0=PL0/TL0/GCA
SB=6.*GB0/(PI*DB0**3*ROB0)
GB10=PI*DB0**3*ROB0/6.
ROL0=RO(TL0)
FC0=GB0/WB0/ROB0+GL0/WL0/ROL0
DC0=(4.*FC0/PI)**.5
N=3
DC=DC0
PL=PL0
TL=TL0
DB=DB0
WB=WB0
WL=WL0
GB=GB0
GL=GL0
FC=FC0
SIGL=SIG(TL)
ROB=(PL+4.*SIGL/DB)*AMG/UGC/TL
IS=0
B(1)=PL
B(2)=WB
B(3)=WL
J=0
K=0
299
X=0
WRITE(8,*)' X PL WL WB TL ROSM DC
& ROB GB GL ALF DB ROSGR'
120 X=X+DX
K=K+1
DO 110 LL=1,4
ROL=RO(TL)
ROSGR=ROL*(1.-PI*2.**.5/6.)
VISL=VIS(TL)
SIGL=SIG(TL)
IF(X.LT.ZCC) DC=DC0-(DC0-DCM)*X/ZCC
IF(X.GE.ZCC.AND.X.LE.(ZCC+ZCM)) DC=DCM
IF(X.GT.(ZCC+ZCM)) DC=DCM+(DCSR-DCM)*(X-
(ZCC+ZCM))/ZCD
FC=PI*DC**2/4.
IF(X.LT.ZCC) PRFC=-PI*(DC0-(DC0-DCM)*X/ZCC)*(DC0-
DCM)/2./ZCC
IF(X.GE.ZCC.AND.X.LE.(ZCC+ZCM))PRFC=0.
IF(X.GT.(ZCC+ZCM))PRFC=PI*(DCM+(DCSR-DCM)*(X-
(ZCC+ZCM)
ROB=(PL+4.*SIGL/DB)*AMG/UGC/TL
DB=(6.*GB10*GCA*TL/(PI*PL))**0.333
VB=SB*PI*DB**3*ROB/6.
VL=(GSM0-GB0)/ROL
ROSM=GSM0/(VB+VL)
REC=WL*DC*ROSM/VISL
CF=.0791/(REC**.25)
TW=CF*ROSM*WL**2/2.
REB=ABS(WL-WB)*DB*ROL/VISL
IF(REB.GT.0.AND.REB.LE.1.)CX=24./REB
IF(REB.GT.1.AND.REB.LE.390.)CX=24./(REB**.667)
IF(REB.GT.390.)CX=.45
FB=GB/ROB/WB
FL=GL/ROL/WL
ALF=FB/FC
BO=1.+ROL/ROB/2.+ROL*WL*GB/(2.*ROB*WB*GL)
AO=GB/GL-FB*WL/(FL*WB)
CO=BO/AO
OPR=-(CO*FB*WL/(ROB*GCA*TL*FL)-CO*FC/GL
& +ROL*WL*FC/(2.*ROB*WB*GL)+1./ROB/WB)
RES=3.*ROL*CX*ABS(WL-WB)*(WL-WB)/(4.*ROB*WB*DB)
FRIC=(CO-ROL*WL/(2.*ROB*WB))*TW*PI*DC/GL