Unduh "❄️Семинар 10. Основы расчета пневматических систем. Ч.3 Процесс истечения газа из хранилища в баллон"

Запись семинаров по дисциплине "Машины и аппараты криогенной техники". 📋Десятый семинар по ПМиАКТ на кафедре Э4 для магистров первого года обучения. В ролике рассматривается расчет процесса заправки мобильной емкости из хранилища. В качестве рабочего вещества для примера выбран водород, который закачивается в мобильную емкость до высокого давления. Расчет состоит из двух частей и включает: (1) расчет кинематических характеристик газа в процессе истечения (скорость и ускорение газа в месте истечения) и (2) нестационарное распределение температурного поля по элементам конструкции системы. Для описание процесса истечения вводятся допущения, с учетом которых строится математическая модель. ⚙️Семинар проводит аспирант кафедры Э4 - Мамедов Владислав Марсельевич. Если у Вас есть замечания по содержанию материала или Вы с чем-то не согласны, пожалуйста, напишите комментарий или свяжитесь по почте ([email protected]). 🔍Материалы, представленные на семинарах, находятся в открытом репозитории на GitHub (github.com/Mamedov-Vladislav/Machines-and-apparatus-for-cryogenic-technology) 📌Тайм-коды видео: 00:00 Заставка 00:12 Постановка задачи 01:10 Исходные данные --- Этапы расчета --- 02:20 Этап 1. Кинематические характеристики газа 03:04 Этап 2. Тепловой расчет, распределение температурного поля --- Этап 1. Кинематические характеристики газа --- 04:25 1.1. Исходные данные: температура окружающей среды 05:20 1.1. Чистота газа в мобильной емкости 05:50 1.1. Объемы хранилища и мобильной емкости 07:50 1.2. Свободный объем коммуникаций 09:45 1.3. Оценка точности расчета по уравнению Менделеева-Клапейрона 12:05 1.4. Перевод единиц измерения давления 12:56 1.5. Оценка чистоты газа в ЗЕ (заправленной емкости) 13:40 1.5.1. Плотность газа в ЗЕ 14:48 1.5.2. Масса газа в ЗЕ 15:08 1.5.3. Масса газа в коммуникациях 15:32 1.5.4.1. Плотность продувочного азота в коммуникациях и ЗЕ 16:18 1.5.4.2. Масса продувочного азота в коммуникациях и ЗЕ 16:42 1.5.5.1. Молярные массы рабочего газа и примесей 17:30 1.5.5.2. Уравнение массового баланса после заправки 20:30 1.5.5.3. Истинная концентрация рабочего газа после заправки 22:25 1.5.5.4. Учет примесей в рабочем газе до заправки 23:10 - 23:30 1.6.1. Оценка достаточности рабочего газа в хранилище 24:02 1.6.1. Масса рабочего газа в хранилище 24:36 1.6.1. Суммарная масса рабочего газа и примесей 25:12 1.6.1. Суммарный объем системы 25:25 1.6.1. Плотность смеси в системе 25:55 1.6.2. Уравнение для расчета давления баланса 27:50 1.6.3. Расчет минимального объема хранилища для заправки 34:02 - --- Математическая модель процесса истечения (ПИ) --- 34:14 Допущения математической модели ПИ 34:55 Допущение о нивелирные высотах 36:10 Допущение о скорости газа в хранилище 37:30 Допущение об уравнении адиабаты Пуассона 38:54 Объект математического описания ПИ 40:46 Ограничения математической модели ПИ 44:50 Уравнение состояния газа в ПИ 45:20 Скорость газа после расширения 46:52 1.7. Уравнение неразрывности и закон сохранения массы 48:35 1.7. Скорость газа после расширения 49:58 1.7. Приведенная функция параметров критического расширения 51:45 1.7. Внешний вид приведенной функции и ее анализ 55:12 - 55:33 1.8.1. Максимальная скорость газа в ПИ 56:48 1.8.2. Уточнение уравнения массового расхода 57:13 1.8.3. Приращение времени и порции массового расхода 57:58 1.8.4. Дифференциальный вид уравнения массового расхода 59:49 1.8.5. Способ повышения точности расчета ПИ 01:00:30 1.8.6. Уравнение массового баланса со стороны ЗЕ 01:02:12 1.8.7. Объединение уравнений массового баланса 01:03:15 - 01:03:45 1.8.7. Приведение уравнения к каноническому виду 01:08:00 1.8.8. Решение ДУ в Mathcad 01:11:55 - --- Неудачная попытка --- 01:12:15 Зависимость изменения давления в хранилище от времени 01:17:40 - --- Удачная попытка --- 01:17:54 1.9. Зависимость изменения давления в хранилище от времени 01:19:30 1.10. Зависимость изменения давления в ЗЕ от времени 01:21:55 1.11. Скорость газа в ПИ + интерполяция в Mathcad 01:24:30 1.12. Ускорение газа в ПИ + интерполяция в Mathcad 01:25:20 Момент сил инерции и нагрузка на элементы системы 01:28:00 Особенности построения графика скорости газа в ПИ 01:28:45 Перерыв --- Концентрации вводимой в колонну смеси (не по теме семинара) --- 01:29:00 Распределение компонента по фазовому составу 01:30:30 - --- Этап 2. Тепловой расчет, распределение температурного поля --- 01:31:01 2.1. Исходные данные для расчета 01:32:30 2.2. Изменение энтальпии газа в хранилище 01:32:55 2.3. Допущение о постоянстве температуры газа в месте истечения 01:33:50 2.4. Температура газа в конце ПИ 01:34:30 2.5. Изображение ПИ на T-s диаграмме 01:35:38 2.6. Удельная теплопроизводильность ПИ 01:37:32 2.7. Изменение энтальпии газа в ЗЕ 01:38:10 2.8. Расчет удельной теплопроизводильности ПИ 01:38:30 2.9. Изменение массы газа в хранилище 01:42:15 2.10. Полная интегральная теплопроизводительность ПИ 01:43:20 2.11. Изменение температуры стенок элементов системы 01:47:50 Выводы и итоги 01:49:05 Заключение