Astra_help (Расчет системы охлаждения ЖРД)

МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И ФАЗОВЫХ

РАВНОВЕСИЙ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

( A С T Р A . 4 / pc )

Версия 1:14, Февраль 1995

СОДЕРЖАНИЕ

Аннотация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Условия применения . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Начальная установка программного комплекса . . . . . . .

4. Входные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1. Вызов программного комплекса и его настройка

перед проведением расчетов . . . . . . . . . . . . .

4.2. Подготовка входных данных . . . . . . . . . . . . .

4.3. Правила составления входных данных . . . . . . . . .

4.3.1. Директивы к расчету . . . . . . . . . . . . .

4.3.2. Исходная информация к расчету . . . . . . . .

а) дата расчета и номер варианта . . . . . . . .

б) термодинамические параметры, определяющие

равновесное состояние системы . . . . . . . .

в) содержание химических элементов в

исследуемой системе . . . . . . . . . . . . .

г) содержание химических элементов в двух-

компонентных топливных смесях . . . . . . . .

д) правила записи химических формул

индивидуальных веществ . . . . . . . . . . .

е) исключение индивидуальных веществ из

расчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ж) назначение (фиксация) концентраций

индивидуальных веществ . . . . . . . . . . .

з) описание конденсированных растворов . . . . .

4.3.3. Задание исходной информации к специальным

случаям расчета . . . . . . . . . . . . . . .

а) определение параметров процесса

адиабатического расширения . . . . . . . . .

б) определение состава и свойств системы

за фронтом ударной волны . . . . . . . . . .

4.3.4. Выбор индивидуальных веществ и их свойств

для включения в расчет равновесия . . . . . .

а) база данных свойств индивидуальных

веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

б) расширение базы данных к конкретному

расчету . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

в) создание частной базы данных для

проведения конкретного расчета . . . . . . .

5. Выходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1. Размерности выходных величин . . . . . . . . . . .

5.2. Вывод на экран дисплея . . . . . . . . . . . . . .

5.3. Вывод в дисковый файл . . . . . . . . . . . . . .

5.4. Вывод на печатающее устройство . . . . . . . . . .

5.5. Вывод промежутоных величин для отладки

и проверки результатов расчетов . . . . . . . . .

6. Примеры проблем, разрешимых с помощью программного

комплекса Астра.4/pc . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Перечень ссылочных документов . . . . . . . . . . . . .

2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ

4.2. Подготовка входных данных.

Входные данные к расчету подготавливаются в окне встроенного

текстового редактора (см.рис.3).

Если при настройке на расчет очередного варианта предусматри-

вается ввод с клавиатуры дисплея, то это окно предварительно прог-

раммно очищается. Входные данные создаются пользователем заново,

после чего они используются для расчетов, а после этого уничтожа-

ются.

При вводе исходных данных из файла (см.раздел 4.1) в окно вы-

зывается его содержимое. Переписанная информация в ходе подготовки

входных данных может произвольным образом видоизменяться и после

окончания редактирования вновь записывается на диск под тем же

именем, тем самым замещая старое содержимое файла. Если в качестве

входного файла названо несуществующее имя, то такой файл создается

заново и подготовленная в окне текстового редактора информация

сохраняется.

После завершения подготовки входных данных следует нажать

клавишу <Esc>.

+----------- Директивы к расчету и описание системы ---------+

¦ <PrFull <ion > ¦

¦ var = properties, ¦

¦ p=0.1, ¦

¦ T = 2000, 2200, 2400, 2600, ¦

¦ (40 % C1H4 ), ¦

¦ (55 % O2), ¦

¦ ( 4.5 % N2), ( 0.5 % H2O) ; ¦

¦ ¦

¦ ¦

¦ ¦

¦ ¦

+------------------------------------------------------------+

+------------------------- Сообщения ------------------------+

¦ ¦

¦ - Для реактирования используйте стрелки, Del,BS,Ins,Еnter ¦

¦ - Нажмите <Esc>, чтобы перейти к решению ¦

¦ ¦

+------------------------------------------------------------+

АСТРА.4/pc v.1:14 Московский технический университет

Рис. 3

Окно текстового редактора содержит 12 строк по 78 позиций в

каждой.

Для отображения символов, внесенных из файла, используется

светлосерый цвет на черном фоне. Литеры, введенные с клавиатуры,

высвечиваются с повышенной яркостью.

Нажатие любой из алфавитно-цифровых клавиш вызывает занесение

соответствующего символа в позицию под курсором. Информация справа

сдвигается, если только это не вызывает "выталкивания" за пределы

окна какого-либо значащего символа.

Клавиши-стрелки перемещают курсор.

Нажатие клавиши <Ins> переводит текстовый редактор из режима

вставки в режим замены. Повторное нажатие <Ins> восстанавливает

режим вставки.

Клавиши <Home> и <End> помещают курсор соответственно в нача-

ло и в конец строки.

Клавиша <Del> удаляет символ, находящийся в позиции курсора.

В режиме вставки одновременно "подтягиваются" литеры, расположен-

ные справа. Клавиша <-- (BackSpace) работает так же, но удаляет

символ, расположенный слева от курсора. Нажатие клавиши <Del>,

когда справа от курсора нет ни одного символа и следующая строка

пуста, вызывает удаление строки (все нижерасположенные строки под-

нимаются вверх).

Нажатие клавиши <Enter> вызывает "разрыв" строки, в которой

находится курсор. Символы, находящиеся слева от курсора, остаются

на старом месте, а остальные переносятся в начало вновь созданной

строки. Такое построчное раздвигание текста возможно до тех пор,

пока свободна нижняя, 12-я строка.

4.3. Правила составления входных данных.

Исходная информация для расчета состава и параметров равно-

весного состояния включает в себя данные трех типов:

- директивы к конкретному варианту расчета, которые оп-

ределяют условия его проведения и служат для настройки

программы;

- собственно исходные данные; они задают элементный сос-

тав рассматриваемой термодинамической системы и пара-

метры, определяющие условия ее равновесия. К числу

исходных данных отнесены также списки индивидуальных

веществ, устанавливающие качественный состав конденси-

рованных растворов;

- термодинамические свойства индивидуальных веществ, об-

разующихся в равновесных условиях.

Все остальные параметры и константы, необходимые для органи-

зации итерационного процесса и вычисления термодинамических функ-

ций в равновесных условиях, определяются через взаимосвязанные

величины или формируются непосредственно в программе.

Отбор ожидаемых компонентов равновесного состава и задание

для них начальных концентраций производится автоматически на осно-

вании информации из базы данных.

Для исходных данных принят "свободный" формат и ключевой ха-

рактер записи входных величин.

4.3.1. Директивы к расчету.

Входная информация к каждому расчету начинается с директив,

которые определяют специальные требования к вводу-выводу и служат

для настройки алгоритма.

Все директивы начинаются знаком < , за которым следует не ме-

нее трех символов, определяющих действие директивы. При записи ди-

ректив строчные и прописные буквы равнозначны.

Список директив может занимать произвольное число строк и на-

чинаться с любой позиции. Пробелы разрешены в любом месте.

Замыкать список директив должен символ > . Исходные данные,

следующие за ним, начинаются с новой строки.

Вот перечень допустимых директив:

<InSI - указание на то, что величины исходных данных за-

<Inte даются в системе СИ или в технической системе

единиц.

<List - первая из двух директив указывает на то, что

<Step массивы значений термодинамических параметров,

заданных в исходных данных, необходимо рассма-

тривать как списки величин; по директиве <Step

второй из задаваемых термодинамических парамет-

ров изменяется по закону арифметической прогрес-

сии.

<PrSI - вывод результатов вычислений в единицах измере-

<Prte ния СИ или в технической системе единиц.

<Prfull - вывод равновесных концентраций для всех компо-

<Prdom нентов термодинамической системы, участвоваших в

расчете, или только для преобладающих (доминиру-

ющих) в рассматриваемых условиях.

<Ion - по первой директиве расчет производится с учетом

<Noion возможности образования ионизированных компонен-

тов, а по второй эта возможность исключается,

даже если в базе данных присутствуют свойства

заряженных индивидуальных веществ.

<PrM - директивы, обусловливающие вывод равновесного

<PrP состава в следующих размерностях:

<PrR <PrM в моль/кг

<PrC <PrP в парциальных давлениях (атм или МПа)

<PrR в объемных долях

<PrC в объемных концентрациях (1/куб.см).

<Dif - директива обеспечивает вывод рассчитанных значе-

ний коэффициентов диффузии компонентов газовой

фазы.

<Inbibl - осуществляет отмену обращения к базе данных на

магнитных дисках; по этой директиве ввод свойств

индивидуальных веществ производится с экрана

дисплея (из файла исходных данных).

<Incomp - по этой директиве организуется ввод с экрана

дисплея (из файла исходных данных) части термо-

динамических свойств индивидуальных веществ в

дополнение или взамен информации, хранящейся в

базе данных.

<NoSol - директива задает режим вычислений параметров

процесса адиабатического расширения с задержкой

кристаллизации конденсированных фаз (без учета

теплоты плавления)

<Frex - используется для установки режима "замораживания"

состава при расчете параметров адиабатического

расширения в сопле.

<Shock - используется для задания режима вычислений за

фронтом ударной волны.

<Contr - директива для вывода на печатающее устройство

справочных сведений при отладке и проверке ре-

зультатов.

<Last - эта директива инициирует вывод на печать некото-

рых вспомогательных результатов очередного рас-

чета сразу же после завершения последней итера-

ции; использование этой директивы не отменяет

итоговой печати результатов.

<ppp-qqq - директива вызывает печать промежуточных резуль-

татов вычислений, начиная с итерации номер ppp

по итерацию номер qqq; количество директив та-

кого типа не может быть больше трех.

На порядок расположения директив не накладывается ограниче-

ний. В случае одновременного использования парных (взаимоисключаю-

щих) директив, выполняется последняя. Например, если во входных

данных использовть запись <Noion<Ion> , то будет выполняться ди-

ректива <Ion.

Директивы <InSI <List <PrSI <Prdom <Ion <PrM предполагаются

по умолчанию и их можно не вводить в состав исходных данных.

Внимание ! В отличие от предыдущих версий, где вход-

ные данные к расчету обязательно должны

были содержать хотя бы одну директиву,

Астра.4/pc допускает полное их отсутствие

(включая замыкающий символ > ).

При программном обнаружении ошибки среди директив обработка

исходных данных прекращается и на экране дисплея в окне "Сообще-

ния" появляется информация (см.рис. 3):

Ошибка: непредусмотренная директива

<содержимое строки, содержащей ошибочную директиву>

Нажмите любую клавишу

или

Ошибка: в директиве менее трех символов

<содержимое строки, содержащей ошибочную директиву>

Нажмите любую клавишу

Нажатие любой клавиши вновь делает активным окно текстового

редактора и пользователю предоставляется возможность исправить до-

пущенную ошибку. Если первичный ввод данных производился не из

файла, а с клавиатуры дисплея, то окно редактора очищается.