PROGRAM KR
COMMON /A/ TKR, PKR, ROKR, R
COMMON /B/ H00, H000, s00, s000, T0
COMMON /C/ A(10), C(10)
COMMON /D/ F(10)
COMMON /E/ B(8,10)
COMMON /M/ AM(7), BM(15), IM(15), JM(15)
COMMON /SS/ SN
COMMON /L/ AL(9), BL(15), IL(15), JL(15), CL(7)
COMMON /T5/ FI, DE, DPR, E1, E2
COMMON /T6/ DR, DELTAR, TAUR, FIT
open (5, file=’heat.dat’)
READ(5, 8) NV, NK1,NK2
8 FORMAT (3I5)
READ (5,9) D1, D2, TRO, TZO, DC, QT
9 FORMAT (6F10.5)
READ (5, 10) T1, T2, T3, T4,P1, P2
10 FORMAT (6F10.5)
READ (5, 11) W1, W2, GM1, GM2, DTCR
11 FORMAT (5F10.5)
READ (5, 12) FI, DE, DPR, E1, E2
12 FORMAT (5F10.5)
READ (5, 13) DR, DELTAR, TAUR, FIT
13 FORMAT (4F10.5)
CALL KRIAG3
CALL RTEP (D1, D2, TRO, TZO, DC, T1, T2, T3, T4,P1, P2, QT, W1, W2, GM1, GM2, DTCR, NV, NK1, NK2)
STOP
END
SUBROUTINE RTEP(, D2, TRO, TZO, DC, T1, T2, T3, T4,P1, P2, QT, W1, W2, GM1, GM2, DTCR, NV, NK1, NK2)
REAL MU1, MU2, LAMDA1, LAMDA2, KQ, LO, MPS
COMMON/T5/ FI, DE, DPR, E1, E2
COMMON /T6/ DR, DELTAR, TAUR, FIT
COMMON /A/ TKR, PKR, ROKR, R
COMMON /B/ H00, H000, s00, s000, T0
COMMON /C/ A(10), C(10)
COMMON /D/ F(10)
COMMON /E/ B(8,10)
COMMON /M/ AM(7), BM(15), IM(15), JM(15)
COMMON /SS/ SN
COMMON /L/ AL(9), BL(15), IL(15), JL(15), CL(7)
DIMENSION D(100), JZN(100), BS(100), SL(100), NX(25)
WRITE (20, 8)
8 FORMAT (/25X,’ISHODNII PARAMERTI’/)
WRITE (20,9) DTCR, D1, D2, TRO, TZO, DC
FORMAT (2x,’DT=’, F6.2, 2x,’D1=’, F6.3, 2x, ’D2=’, F6.3, 2x, ’TRO=’, F6.3, 2x, ’TZO=’, F6.3, 2x, ’DC=’, F6.3)
WRITE (20, 19) T1, T2, T3, T4,P1, P2, Q, FI, DE, DPR, E1, E2
19 FORMAT (2x, ’T1=’, F6.2, 2x, ’T2=’, F6.2, 2x, ’P1=’, F6.3, 2x, ’P2=’, F6.3, 2x, ’T3=’, F6.2, 2x, ’T4=’, F6.2, 2x, ’Q=’, F6.2,
2x, ’FI=’, F6.3, 2x, ’DE=’, F10.5, 2x, ’DPR=’, F10.5, 2x, ’E1=’, F10.5, 2x, ’ 2E=’, F10.5)
WRITE (20, 119) GM1, GM2, W1, W2, NV, NK1,NK2
119 FORMAT (2x, ’GM1=’, F6.2, 2x, ’GM2=’, F6.2, 2x, ’W1=’, F6.3, 2x, ’W2=’, F6.2, 2x, ’NV =’, I3, 2x, ’NK1=’, I3, 2x, ’NK2=’, I3)
IF (N.EQ. 0) CALL AER
IF (N.EQ. 1) CALL N2
IF (N.EQ. 3) CALL O2
IF (N.EQ. 4) CALL HE1
IF (N.EQ. 5) CALL HE2
IF (N.EQ. 6) CALL CH4
WRITE (20, 71)
71 FORMAT (25x, ‘ RASTCHTET RTEPLO’)
T= (T1+T2)/2.
TT= (T3+T4)/2.
RO1= FRO (P1, T)
MU1= FMU (RO1, T)
LAMDA1= FLA (RO1, T)
CP1= CRCP (RO1, T)*1000.
WRITE (6, 555) RO1, MU1, LAMDA1, CP1
555 FORMAT (2x, 4E15.7)
TR= TRO*D2
TZ= TZO*D2
IF (NV.EQ.5) TZ= D2+1.5*DPR
IF (NV.EQ.5) TR=.866*(D2+1.5*DPR)
DELTA= TR-D2
IF (NV.EQ.6) TR= DR*TRO
IF (NV.EQ.6) TZ= DR*TZO
IF (NV.EQ.6) DELTA= TR-TZ
XN=.75
DO 65 I=1, 25
65 NX(I)= 1+((2*I-1)**2-1)*NX
NT= GM1/(.785*W1*RO1*D1**2)+.5
IF (NT.LE.1) NT=1
W1=GM1/(.785*NT*RO1*D1**2)
CALL ALFAT (W1, D1, DC, MU1, RO1, CP1, LAMDA1, ALFA1, DZITA1, RE1)
N=NK2
IF (N.EQ. 0) CALL AER
IF (N.EQ. 1) CALL N2
IF (N.EQ. 3) CALL O2
IF (N.EQ. 4) CALL HE1
IF (N.EQ. 5) CALL HE2
IF (N.EQ. 6) CALL CH4
RO2= FRO (P2, TT)
MU2= FMU (RO2, TT)
LAMDA2= FLA (RO2, TT)
CP2= CRCP (RO2, TT)*1000.
100IF (NV.NE. 5) CALL ALFAM (NV, W2, TR, TZ, D2, MU2, LAMDA2, RO2, ALFA2, DZITA2, RE2)
DTL= ((T1-T4)-(T2-T3))/ALOG((T1-T4)-(T2-T3))
DTL=DTCR
KQ=1./(D2/(ALFA1*D1)+1./ALFA2)
IF (NV.EQ.5) KQ=1./(FI/ALFA1+1./ALFA2)
IF (NV.EQ.6) KQ=1./(FIT/ALFA1+1./ALFA2)
F1= 11.3*Q*1000./(KQ*DTL)
FYD=1.-.785*(D2**2.)/(TR*TZ)
IF (NV.EQ.6) FYD= 1.-.785*(D2**2.+(DR**2.-D2**2.)*DELTAR/TAUR)/(TR*TZ)
FP=GM2/(W2*RO2)
IF (NV.EQ.5) FYD= E1
IF (NV.EQ.6) S=FP/ E1+.785*DC**2
S= FP/ АНВ+.785*DC**2.
DH=SQRT (S/ 0.785)
EO= (DH-DC)/(2.*TR)
NKK= E0+.5
IF (NV.EQ.5) NKK=.5+((DH-DC)/2.-DPR)/TR
DHAP= DC+2. *TR*NKK
SF=.785*DHAP**2.-DC**2.)
FHS= 0.785* DHAP**2.
FPY= FHS*FYD-.785*FYD*DC**2.
IF (NV.EQ.5) FPY=.785*(DHAP**2.-DC**2.)*E1
W2Y= GM2/ (FPY*RO2)
EPS= ABS (W2-W2Y)
W2=W2Y
IF (NV.EQ.5) H= F1/ (FP*E2)
LO=F1/ (3.14*D2*NT)
IF (NV.EQ.5) LO= F1/(3.14*D1*NT*FI)
IF (NV.EQ.5) LO= F1/(3.14*D1*NT*FIT)
IF (EPS.GT. 0.02) GO TO 100
H= 2*NT*LO**TZ/ (3.14*(DC+DHAP)*NKK)
IF (NV.EQ.5) H= F1/ (FP*E2)
DGIDR= (DC+DHAP)/4.
EL= DGIDR/D1
IF (NV.GT.5) DZITA2=0.03
DP2= (DZITA2*H*RO2*W2**2.)/(TZ*10**3.)
IF (NV.EQ.5) DP2= F2*W2**2.*F1*RO2/ (2.*FPY*10**3.)
AA= EL-12.
IF (AA.GT.0) MPS= 1.1
IF (AA.LT.0) MPS=.00866*EL**2.-.1952*EL+2.3234
DP1= (DZITA1*MPS*RO1*LO*W1**2.)/ (2*D1*10**3.)
WRITE (20, 40) ALFA1, ALFA2, KQ, F1, F2
40 FORMAT (5x, ‘ALFA1=’, F8.2, 2x, ‘ALFA2=’, F8.2, 2x, ‘KQ=’, F8.2, 2x, ‘F1=’, F7.4, 2x, ‘DZAR2=’, F10.2)
WRITE (20, 43) DP1, DP2, H, LO, NT
43 FORMAT (5x, ‘DP1=’, F10.3, 2x, ‘DP2=’, F10.3, 2x, ‘H=’, F7.4, 2x, ‘LO=’, F7.4, 2x, ‘NT=’, I4)
WRITE (20, 55)
55 FORMAT (15x, ‘TABLICA NAVIVKI’)
WRITE (20, 56)
WRITE (20, 57)
WRITE (20, 58)
WRITE (20, 59)
56 FORMAT (5x, ‘___________________________________________________________________________’,/)
57 FORMAT (5x, ‘NOMER DIAMETR KOLIC KOLIC DLINA’)
58 FORMAT (5x, ‘SLOIA SLOIA VITKOV ZAHODOV TRUBKI’)
NP=0
DO 70 I=1, NKK
D(I)= DC+TR*(2*I-1)
HH=2*NT*D(I)/ (DHAP+DC)/ NKK
NS= HH+.5
IF (I.EQ. NKK) NS= NT-NP
NP= NP+NS
JZN (I)= NS
BS (I)= H/ (TZ*JZN(I))
SL (I)= 3.14*BS (I)*D(I)
WRITE (20, 60) I, D (I), BS (I), JZN (I), SL (I)
60 FORMAT (5x, I3, 2x, F7.3, 2x, F7.1, 3x, I3, 5x, F6.1)
70 CONTINUE
RETURN
END
SUBROUTINE ALFAT (W1, D1, DC, MU1, RO1, CP1, LAMDA1, ALFA1, DZITA1, RE1)
REAL MU1, LAMDA1, NU1
PR1= CP1*MU1/ LAMDA1
RE1= W1*D1*RO1/ MU1
RCR= DC/ 2.
REKR= 2300. +10500.*(D1/RCR) **.3
IF (RE1.LE. 2300) GO TO 20
IF (RE1.GT. 2300. AND. RE1.LE. REKR) GO TO 21
IF (RE1.GT. REKR) GO TO 22
22 NU1=.23*(1. +1.77*D1/RCR)*RE1**.8*PR1**.47)
DZITA1=.3164/ RE1**.25
GO TO 23
21 NU1= (RE1/300.)*PR1**.37*(1. +1.77*D1/ RCR)
DZITA1=.3164/ RE1**.25
GO TO 23
20 NU1= 3.66
DZITA1= 64./ RE1
23 ALFA1= NU1*LAMDA1/ D1
WRITE (20, 72) D1, W1, RE1, NU1, PR1
FORMAT (5x, ‘D1=’, F6.3, 2x, ‘W1=’, F6.3, 2x, ‘RE1=’, F8.1, 2x, ‘NU1=’, F6.2, 5x, ‘PR1=’, F6.3)
RETURN
END
SUBROUTINE ALFAM (NV, W2, TR, TZ, D2, MU2, LAMDA2, RO2, ALFA2, DZITA2,RE2)
REAL MU2, LAMDA2, NU2
RE2= W2*D2*RO2/ M2
TRO= TR/ D2
TZO=TZ/ D2
IF (NV.EQ.6.AND.RE2.LE.400.OR.RE2.GT.5000) WRITE (6, 257)
IF (NV.EQ.6) GO TO 300
IF (NV.EQ.1) GO TO 30
IF (NV.EQ.2) GO TO 31
IF (NV.EQ.3) GO TO 41
30 A=.185
AM=.95
B= 8.1
BM=.2
IF (RE2.LE. 2000. OR. RE2.GT. 10000) WRITE (6, 257)
GO TO 300
31 A=.083
AM=.85
B= 13.
BM=.21
IF (RE2.LE. 1000. OR. RE2. GT.7000) WRITE (6, 257)
NTR= 100.*TRO
NTZ= 100.*TZO
IF (NTR.EQ. 110. AND. NTZ. EQ.120) GO TO 431
IF (NTR.EQ. 120. AND. NTZ. EQ.120) GO TO 432
IF (NTR.EQ. 115. AND. NTZ. EQ.130) GO TO 433
431 IF (RE2.LE. 1000. OR. RE2. GT.8000) WRITE (6, 257)
B= 33.8
GO TO 300
433 IF (RE2.LE. 1500. OR. RE2. GT.4000) WRITE (6, 257)
B= 15.9
GO TO 300
432 IF (RE2.LE. 1000. OR. RE2. GT.26000) WRITE (6, 257)
B= 13.
GO TO 300
41 A=.1
AM=.88
B= 19.2
BM=.1
IF (TZO.LE. 1.8. AND. TZO. GT.1.6) GO TO 334
IF (TZO.LE. 1.6. AND. TZO. GT.1.4) GO TO 333
IF (TZO.LE. 1.8. AND. TZO. GT.1.6) GO TO 334
IF (TZO.LE. 1.2) GO TO 331
334 IF (RE2.LE. 1000. OR. RE2. GT.7000) WRITE (6, 257)
A=.195
AM=.8
B= 13.7
BM=.1
GO TO 300
333 IF (RE2.LE. 1000. OR. RE2. GT.7000) WRITE (6, 257)
A=.1
AM=.83
B= 17.1
BM=.1
GO TO 300
331 IF (RE2.LE. 800. OR. RE2. GT.44000) WRITE (6, 257)
A=.009
AM= 1.1
B= 48.5
BM=.21
GO TO 300
332 IF (RE2.LE.10. OR. RE2. GT.7000) WRITE (6, 257)
A=.1
AM=.88
B= 19.2
BM=.1
GO TO 300
300 NU2= A*RE2**AM
ALFA2= NU2*LAMDA2/ D2
DZITA2= B*RE2**(-BM)
257 FORMAT (11x, ‘VNIMANIE RE2 NE SOOTVETSTVUET B’)
WRITE (20, 72) D2, W2, RE2, NU2, A, B
72 FORMAT (5x, ‘D2=’, F6.3, 2x, ‘W2=’, F6.3, 2x, ‘RE2=’, F8.1, 2x, ‘NU2=’, F6.2, 2x, ‘A=’, F6.3, 2x, ‘B=’, F7.4)
RETURN
END
SUBROUTINE ALFAR (W2, DE, MU2, LAMDA2, RO2, CP2, ALFA2, F2,RE2)
REAL MU2, LANDA2
RE2=W2*RO2*DE/ MU2
PR2= CP2*MU2/ LAMDA2
ST2=.168*RE2**(-.3)*PR2**(-.666)
ALFA2= ST2*W2*CP2*RO2
IF (RE2.GE.30. AND.RE2. LT.100) F2= 12.8/RE**(.64)
IF (RE2.GE.100. AND.RE2. LT.5000) F2= 2.65/RE**(.3)
WRITE (20, 72) DE, W2, RE2, ST2, PR2, F2
72 FORMAT (5x, ‘DE=’, F6.3, 2x, ‘W2=’, F6.3, 2x, ‘RE2=’, F8.1, 2x, ‘ST2=’, F6.2, 2x, ‘PR2=’, F6.3, 2x, ‘DZAR2=’, F10.8)
RETURN
END
Приложение
Текст подпрограммы конструкторского расчета
Конденсатора-испарителя из напыленно-оребренных
Труб RKINOT.
SUBROUTINE RKINOT(trez)
common/dan/NK1,NK2,Q,p1,d1,d2,st,dTv,HH_,Hok_,cm_,Htr,Hsg_,ntr_
common/danr/hr,cr,br,dr,Nr
common/in2/C1,dTsr,GCF
external sdT
character(80) trez!переменная для сообщений об ошибках
character(10) prod
select case(NK1)
case(1); prod="Aer"
case(2); prod="N2"
case(3); prod="Ar"
case(4); prod="O2"
case(5); prod="He1"
case(6); prod="He2"
endselect
CALL agent(prod)!вычисление свойств криопродукта
T1=Ts(p1)!Tисп в верхнем сечении
R1=R(T1)*1000.!теплота парообразования
rov1=rov(p1,T1)!плотность пара
rol1=rol(p1,T1)!плотность жидкости
select case(NK2)
case(1); prod="Aer"
case(2); prod="N2"
case(3); prod="Ar"
case(4); prod="O2"
case(5); prod="He1"
case(6); prod="He2"
endselect
CALL agent(prod)
T2=T1+dTv/2.!Тконд среднее в верхнем сечении
p2=ps(T2)!рконд в верхнем сечении
R2=R(T2)*1000.!теплота парообразования
rov2=rov(p2,T2)!плотность пара
rol2=rol(p2,T2)!плотность жидкости
fmu2=fmu(rol2,T2)!динамическая вязкость
fla2=fla(rol2,T2)/1000.!теплопроводность
q01=7000.!можно задать в исходных данных или оценить как в RKIMT
wp1=q01*d1*Htr/(R1*rov1*(995.*st**2.-900.*d1**2.))!привед. скорость (3)
Ho=(SQRT(1.+5.4*wp1*rol1)-1.)/(2.7*wp1*rol1)!относительный уровень (2)
dlT=T1*Htr*Ho*rol1/(.102*R1*rov1)!температурная депрессия (1)
dT=dTv-0.5*dlT!средний температурный напор (4)
!комплекс E в формуле (20) Z=E*dTконд
E=4.*fla2*fmu2/(R2*9.8*rol2**2)*(89*.001/(fla2*hr**2))**4*Htr
Ar=.6171*9.8*R2*rol2**2*hr/fmu2*(fla2*hr**2/(89.*.001))**3*E**(7./8.)!Aр в (21)
!Lambda ребра принято const=89, полутолщина ребра (t) – const=0.001
C=8866.8!коэффициент в (16)
F1=3.14*d1*Htr!поверхность кипения 1 трубки
!пов. конденсации –- ребро + межреберное пр-во на ед. высоты трубки
Fr1=dr+br+2.*sqrt(((cr-br)/2.)**2+hr**2)
F2=Nr*Fr1*Htr!поверхность конденсации 1 трубки
C1=Nr*Ar/(C*F1)!первые две дроби в (26)
GCF=.5*d1/89.*log(d1/d2)*c*d1*2./(d1+d2)!множитель в (25)
dTi=1.5; dTa=.1; eps=.01!диапазон поиска dTкип и заданная погрешность
dT1=bisection(dTi,dTa,sdT,eps)!расчет dTкип половинным делением
dT2=dTsr-dT1-GCF*dT1**1.4655!dTконд из баланса температур
Q1=C*F1*dT1**1.4655!Qкип 1 трубки
Q2=Nr*Ar*dT2**0.875!Qконд 1 трубки
ntr=Q*1000./Q1!количество трубок
Alfa1=Q1/(F1*dT1)!коэффициент теплоотдачи при кипении
Alfa2=Q2/(F2*dT2)!коэффициент теплоотдачи при конденсации
write(1,*)
write(1,*)' РЕЗУЛЬТАТЫКОНСТРУКТОРСКОГО РАСЧЕТА'
write(1,*)
write(1,*)'Температура в верхней части испарителя, К ',T1
!write(1,*)'Теплота парообразования там же, ',R1
!write(1,*)'Плотность пара там же, кг/куб.м ',rov1
!write(1,*)'Плотность жидкой фазы там же, кг/куб.м ',rol1
!write(1,*)
write(1,*)'Температура в верхней части конденсатора, К ',T2
write(1,*)'Давление в конденсаторе, МПа ',p2
!write(1,*)'Теплота парообразования там же, ',R2
!write(1,*)'Плотность пара там же ',rov2
!write(1,*)'Плотность жидкой фазы там же, кг/куб.м ',rol2
!write(1,*)'Кинематическая вязкость там же, ',fmu2
!write(1,*)'Теплопроводность там же, Вт/(м*К) ',fla2
!write(1,*)
!write(1,*)'Эквивалентный диаметр, м ',de
!write(1,*)'Плотность теплового потока кипения, Вт/кв.м ',q01
write(1,*)'Тепловой поток кипения одной трубки ',Q1
write(1,*)'Тепловой поток конденсации одной трубки ',Q2
write(1,*)'Поверхность кипения одной трубки ',F1
write(1,*)'Поверхность конденсации одной трубки ',F2
!write(1,*)
!write(1,*)'Высота трубки, м ',Htr
!write(1,*)'Высота столба светлой жидкости, м ',Hsg
write(1,*)'Скорость пара в межтрубном пространстве, м/с ',wp1
write(1,*)'Относительный уровень межтрубного кипения, м ',Ho
!write(1,*)
!write(1,*)'Плотн. теплового потока конденсации, Вт/кв.м ',q02
write(1,*)'Температурная депрессия, К ',dlT
write(1,*)'Средний температурный напор, К ',dTsr
!write(1,*)
write(1,*)'Температурный напор кипения, К ',dT1
write(1,*)'Температурный напор конденсации, К ',dT2
write(1,*)'Коэффициент теплоотдачи кипения, К ',ALFA1
write(1,*)'Коэффициент теплоотдачи конденсации, К ',ALFA2
write(1,*)'Поверхность кипения одной трубки, кв.м ',F1
write(1,*)'Количество трубок ',ntr
RETURN
END
Список литературы.
1. Архаров А.М., Марфенина И.В., Микулин Е.И. Криогенные системы. В 2 т. Т. 1: Основные теории и расчета: Учебник для студентов вузов. 3-е изд. М.:Машиностроение, 1996. 575 с;
2. Архаров А.М., Смородина А.И. Криогенные системы. В 2 т. Т.2:Основы проектирования аппаратов, установок и систем: Учебник для студентов вузов. 2-ое изд. М.:Машиностроение, 1999. 720с;
3. Расчет криогенных установок. Л. А. Акулов, Е. И. Борзенко, С. С. Будневич. Учеб. Пособие для холодильных и технологических вузов. 2-е изд., перераб.. и доп.
Л.: Машиностроение, 1979. 367 с;
4. Справочник по физико-техническим основам криогеники. Под ред. М. П. Малкова
М.: Энергия, 1973.
5. Солнцев Ю. П., Борзенко Е. И., Вологжанинова С. А. Материаловедение, выбор и
применение. Учебное пособие. ХИМИЗДАТ.
6. А. А. Лощинский, А. Р. Торчинский. Основы конструирования и расчета химической
аппаратуры. 2-е изд., перераб.. и доп. Л.: Машиностроение.
7. Теплофизические св-ва криопродуктов. Учебное пособие для вузов. Л. А. Акулов,
Е. И. Борзенко, В. Н. Новотельнов. СПб: Политехника, 2001. – 243 с.
8. Акулов Л. А., Холодковский С. В. Криогенные установки (атлас технологических
схем криогенных установок): Учеб. пособие.-СПб.:СПбГАХПТ, 1995. -65 с.
9. Акулов Л. А., Холодковский С. В. Криогенные установки. Метод. указания.
2-е изд., испр.- СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. -33 с.
10. Л. А. Акулов, Е. И. Борзенко. Расчет на ЭВМ ректификационных колонн узла
разделения воздуха. Метод. указан. 2-е изд., испр.- СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. -25 с.
11. Л. А. Акулов, Е. И. Борзенко, Иванов Д. Н., Расчет двухпоточных витых
Теплообменников на ЭВМ. Метод. указан..- СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. -33 с.
12. Автоматизированный расчет трубчатых кондненсаторов-испарителей.
Л. А. Акулов, Е. И. Борзенко, А. В. Зайцев, Метод. указан. по курсовому и
дипломному проектированию. СПб.: СПбГУНиПТ, 2007. -33 с.
13. Акулов Л. А., Холодковский С. В. Графическая часть курсовых проектов.
Метод. указан. СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. -38 с.