蒸気発電サイクルの解析のためのCantera ベースのPythonコンピュータープログラム

Core Concepts

Canteraライブラリを使用して、任意の過熱蒸気発電サイクルを分析するためのPythonコンピューターコードを開発した。

Abstract

本研究では、Canteraライブラリを使用して、任意の過熱蒸気発電サイクルを分析するためのPythonコンピューターコードを開発した。このコードは、ユーザーが最大5つの入力パラメータを入力することで、対応する過熱サイクルを一意に決定し、その性能を要約して表示する。

コードは以下のように構成されている:

1. ユーザーが入力するパラメータ(ポンプ効率、タービン効率、最大圧力、最小圧力、最高温度)を定義する。
2. 圧縮プロセス(ポンプ)と膨張プロセス(タービン)を計算する関数を定義する。
3. 各状態の温度、圧力、エンタルピー、エントロピーを表示する関数を定義する。
4. 主要な分析部分では、以下のステップを実行する:
   • 水のオブジェクトを作成する
   • 基準状態(三重点)のエンタルピーとエントロピーを定義する
   • 状態1(サチュレーション液体)の条件を設定する
   • 状態2(圧縮後)の条件を設定する
   • 状態3(過熱後)の条件を設定する
   • 状態4(膨張後)の条件を設定する
   • サイクル効率を計算する
5. サイクル分析の概要を表示する

このコードは、Canteraバージョン2.5.0以降を使用する必要があり、サブクリティカルおよびスーパークリティカルの両方の過熱蒸気サイクルをモデル化できる。

コードの検証のために、文献の基準事例に適用し、結果が一致することを確認した。

Stats

ポンプ作業 (kJ/kg) = 5.04
タービン作業 (kJ/kg) = 1336.99
正味出力作業 (kJ/kg) = 1331.95
入熱量 (kJ/kg) = 3450.93
排熱量 (kJ/kg) = 2118.98

Quotes

なし

Key Insights Distilled From

Cantera-Based Python Computer Program for Solving Steam Power Cycles with Superheating

by Osama A. Mar... at arxiv.org 05-02-2024

https://arxiv.org/pdf/2405.00007.pdf

Deeper Inquiries

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