1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344
| c PROBLEME DE THERMODYNAMIQUE Nø3
c
c CARON Laurent
c MAYER Martine
c
c**********************************************************************
PARAMETER ( eps = 1e-4 , gamma = 1.4 )
COMMON/criti/Tc,Pc,Omega
LOGICAL Liqvap
DIMENSION Termlq(4),Termvp(4)
CALL donnee(Ti,Rcomp,eta,cpa,cpb,cpc,cpd,anta,antb,antc,M)
C----CALCUL DE LA PRESSION EN ENTREE DU COMPRESSEUR
T = Ti
P =EXP(anta-antb/(antc+T))/760
10 CONTINUE
CALL Penduc(T,P,Termlq,Termvp,Liqvap)
F = Termlq(4) - Termvp(4)
Fp= Termlq(1)/P - Termvp(1)/P
Pint = P - F / Fp
IF (ABS((Pint-P)/P).LT.eps) THEN
Pi = P
WRITE(*,*)'La pression initiale est de : ',Pi,' atm'
ELSE
P = Pint
GOTO 10
ENDIF
C----CALCUL DE LA TEMPERATURE DE SORTIE
Svi = Termvp(3)
Sli = Termlq(3)
Hli = Termlq(2)
Hvi = Termvp(2)
C--Cas du gaz parfait
Tfis1 = Ti * Rcomp**(( gamma - 1)/ gamma)
15 DS=cpa*log(Tfis1/Ti)+cpb*(Tfis1-Ti)+cpc*(Tfis1**2-Ti**2)/2
++cpd*(Tfis1**3-Ti**3)/3-8.314*log(Rcomp)
DSp=cpa/Tfis1+cpb+cpc*Tfis1+cpd*Tfis1**2
Tfis = Tfis1-DS/DSp
IF (ABS((Tfis-Tfis1)/Tfis).LT.eps) THEN
WRITE(*,*)'La temprature de sortie pour un gaz parfait est :
+ ',Tfis,' K'
ELSE
Tfis1 = Tfis
GOTO 15
ENDIF
C Cas du gaz rel
T = Tfis
deltaT = 10
20 CONTINUE
CALL penduc(T,Pi*Rcomp,Termlq,Termvp,Liqvap)
IF (Termvp(3).LT.Svi) THEN
T = T + deltaT
GOTO 20
ELSE
deltaT = deltaT/2
IF( deltaT.LT.eps ) GOTO 30
T = T - deltaT
GOTO 20
ENDIF
30 Tf = T
WRITE(*,*)'Pour un gaz rel dans le cas d''une compression isentro
+pique,Tf = ',Tf,' K'
T=Tf
deltaT=10
CALL Penduc(T,Pi*Rcomp,Termlq,Termvp,liqvap)
Hfis = Termvp(2)
40 CALL Penduc(T,Pi*Rcomp,Termlq,Termvp,liqvap)
IF ((Hfis-Hvi)/(Termvp(2)-Hvi).GT.eta) THEN
T=T-deltaT
GOTO 40
ELSE
deltaT=deltaT/2
IF (deltaT.LT.eps) GOTO 50
T=T+deltaT
GOTO 40
ENDIF
50 Tf=T
WRITE(*,*)'La temprature finale est : ',Tf,' K'
C---CALCUL DE LA PUISSANCE CONSOMMEE
Pui =1000/(eta*M)*(cpa*(Tf-Ti)+cpb*(Tf**2-Ti**2)/2+cpc*(Tf**3-Ti
+**3)/3+cpd*(Tf**4-Ti**4)/4)
WRITE(*,*)'La puissance absorbe par le compresseur est :'
+, Pui/1000,' kcal/kg '
C---TEST DE CONDENSATION EN FIN DE COMPRESSION
CALL condensation(Pi,Tf,Ti,Rcomp,Svi,eta,cpa,cpb,cpc,cpd)
END
C---ENTREE DES DONNEES
SUBROUTINE Donnee(Ti,Rcomp,eta,cpa,cpb,cpc,cpd,anta,antb,antc,M)
COMMON/criti/Tc,Pc,Omega
CHARACTER nom*20
CHARACTER rep
LOGICAL present
WRITE(*,*)'Entrez le rapport de compression Rcomp : '
READ(*,*) Rcomp
WRITE(*,*)'Entrez le rendement par rapport
l''isentropique :'
READ(*,*) eta
WRITE(*,*)'Entrez le nom du gaz de travail'
READ(*,'(a,A20)')nom
INQUIRE ( FILE = nom , EXIST = present )
IF ( present ) THEN
OPEN (10,FILE=nom,STATUS='old')
READ(10,*)Tc,Pc,omega
READ(10,*)cpa,cpb,cpc,cpd
READ(10,*)anta,antb,antc
READ(10,*)M
CLOSE(10)
ELSE
WRITE(*,*)'Entrez la temprature critique, en K'
READ(*,*)Tc
WRITE(*,*)'Entrez la pression critique, en atm'
READ(*,*)Pc
WRITE(*,*)'Entrez le facteur acentrique omega'
READ(*,*)omega
WRITE(*,*)'Entrez les coefficients du cp : cpa,cpb,cpc,cpd
+'
READ(*,*)cpa,cpb,cpc,cpd
WRITE(*,*)'Entrez les coefficients de la loi d''Antoine :
+anta,antb,antc'
READ(*,*)anta,antb,antc
WRITE(*,*)'Entrez la masse molaire, en g/mol'
READ(*,*)M
WRITE(*,*)'Voulez-vous enregistrer ces valeurs dans un fich
+ier ? (o/n)'
READ(*,'(a)')rep
IF (rep.EQ.'o'.OR.rep.EQ.'O') THEN
OPEN (10,FILE=nom,STATUS='new')
WRITE(10,*)Tc,Pc,omega
WRITE(10,*)cpa,cpb,cpc,cpd
WRITE(10,*)anta,antb,antc
WRITE(10,*)M
CLOSE(10)
ELSE
GOTO 10
ENDIF
ENDIF
10 WRITE(*,*)'Donnez la temprature initiale du rservoir en øC '
READ(*,*) Tj
Ti = Tj + 273.15
END
C--CALCUL DE LA FRACTION DE LIQUIDE EVENTUELLEMENT CONDENSEE
SUBROUTINE Condensation(Pi,Tf,Ti,Rcomp,Svi,eta,cpa,cpb,cpc,cpd)
COMMON/criti/Tc,Pc,Omega
LOGICAL Liqvap
DIMENSION Termlq (4),Termvp (4)
P = Pi*Rcomp
CALL Penduc(Tf,P,Termlq,Termvp,Liqvap)
IF (Liqvap) THEN
WRITE(*,*)'Il y a condensation en fin de compression '
Slf = Termlq(3)
Svf = Termvp(3)
Hlf = Termlq(2)
Hvf = Termvp(2)
xlis=(Svi-Svf-(cpa*log(Tf/Ti)+cpb*(Tf-Ti)+cpc/2*(Tf**2-Ti*
+*2)+cpd/3*(Tf**3-Ti**3))/8.314-log(Rcomp))/(Slf-Svf)
deltHis = xlis*Hlf + (1-xlis)*Hvf
deltHre = deltHis/eta
xl = ( deltHre - Hvf ) / ( Hlf - Hvf )
WRITE(*,*)'La fraction de liquide est : xl = ', xl
ELSE
WRITE(*,*)'Il n''y a pas condensation'
ENDIF
END
C--PROCEDURE DE CALCUL DES ECARTS AU GAZ PARFAIT
SUBROUTINE penduc(T,P,Termlq,Termvp,Liqvap)
C 'PENDUC' conducteur de 'PENROB' sous-programme calculant les
C proprietes thermodynamiques d'un fluide en termes d'ecart
C aux gaz parfaits par l'equation de Peng et Robinson.
C
LOGICAL Liqvap
C Liqvap est vrai si deux phases sont possibles
DIMENSION Termlq (4),Termvp (4)
COMMON/criti/Tc,Pc,Omega
Tr = T / Tc
Pr = P / Pc
CALL PENROB (Tr,Pr,Termlq,Termvp,Liqvap)
IF (Liqvap) THEN
c WRITE (*,*)' Liquide'
c WRITE (*,*)'Z= ',Termlq (1),' (H-H*)/RTc= ',Termlq(2)
c WRITE (*,*)'(S-S*)/R=',Termlq(3),' LN(f/P)= ',Termlq(4)
c WRITE (*,*)
c WRITE (*,*)' Vapeur'
c WRITE (*,*)'Z= ',Termvp(1),' (H-H*)/RTc= ',Termvp(2)
c WRITE (*,*)'(S-S*)/R=',Termvp(3),' LN(f/P)= ',Termvp(4)
ELSE
c WRITE (*,*)' Phase unique'
c WRITE (*,*)'Z= ',Termvp(1),' (H-H*)/RTc= ',Termvp(2)
c WRITE (*,*)'(S-S*)/R=',Termvp(3),' LN(f/P)= ',Termvp(4)
ENDIF
c WRITE (*,*)
END
SUBROUTINE Penrob (Tr,Pr,Termlq,Termvp,Liqvap)
C Calcul des proprits thermodynamiques en termes d'cart au gaz parfait
C Equation de Peng et Robinson
PARAMETER (OMA=0.45724,OMB=0.0778)
PARAMETER (OO=1.414214)
LOGICAL Liqvap
COMPLEX Cx2,Cx3
DIMENSION Termlq(4),Termvp(4)
COMMON/criti/Tc,Pc,Omega
COMMON/ABF/A,B,F0,F1
C Coefficients de l'quation cubique
O0=2 * OO
OU=1.0-OO
OV=1.0+OO
F0=0.37464 + Omega * (1.54226-Omega*0.26992)
F1=1.0 + F0 * (1.0-SQRT(Tr))
F=F1 * F1
Pdivt = Pr/Tr
A= OMA * F * Pdivt /Tr
B= OMB * Pdivt
A0= B * (B * (B+1.0) - A)
A1= A - B * (2.0 + 3.0*B)
A2= B - 1.0
C Rsolution
CALL Trique (A2,A1,A0,X1,Cx2,Cx3,Kod)
GOTO (10,10,30) Kod
C 3 Solutions: liquide et vapeur + instable
10 Liqvap=.TRUE.
X2=REAL(Cx2)
X3=REAL(Cx3)
C Choix des facteurs de compression liquide et vapeur
Zmax= (X1 + X2 + ABS(X1-X2))*0.5
Zvap= (Zmax + X3 + ABS(Zmax-X3))*0.5
Zmin= (X1 + X2 - ABS(X1-X2))*0.5
Zliq= (Zmin + X3 -ABS(Zmin-X3))*0.5
C Calcul des carts liquide et vapeur
CALL Prptrm (Tr,Zliq,Termlq)
CALL Prptrm (Tr,Zvap,Termvp)
GOTO 40
C 1 seule solution: phase unique
30 Liqvap=.FALSE.
C Calcul des carts
CALL Prptrm (Tr,X1,Termvp)
40 CONTINUE
RETURN
END
C
C
C
SUBROUTINE Prptrm (Tr,Z,Term)
C Calcul des proprits en termes d'cart
partir de Z connu
PARAMETER (OO=1.414214)
DIMENSION Term(4)
COMMON/ABF/A,B,F0,F1
O0=2*OO
OU=1.0-OO
OV=1.0+OO
G0=A / B / O0 * ALOG((Z+OV*B)/(Z+OU*B))
C Log du coefficient de fugacit
Term(4)= Z - 1.0 -ALOG(Z-B) -G0
C Ecart entropique compt en R
Term(3)= ALOG(Z-B) - G0*F0/F1*SQRT(Tr)
C Ecart enthalpique compt en RTc
Term(2)= (Term(4) + Term(3))*Tr
C Facteur de compression
Term(1)= Z
RETURN
END
C Sous-programme pour la resolution de l'equation de degre 3
C normalisee selon la methode de Cardan.
C
SUBROUTINE Trique (A2,A1,A0,X1,CX2,CX3,Kod)
IMPLICIT COMPLEX (C)
PARAMETER (Dpi3 = 2.094395E0,Qpi3 = 4.188790E0,
*Rac3d2 = 0.866025E-1,Unter = 3.333333E-1,EPSIL = 1.0E-8)
Racub(X) = SIGN(ABS(X)**Unter,X)
C
C
C Racine nulle
IF(ABS(A0).LT.Epsil) THEN
Kod = -1
RETURN
ENDIF
C
C Forme Y**3+P*Y+Q = 0 Y = X+AA
AA = A2/3.0
AA2 = AA*AA
P3 = A1/3.0-AA2
Q = A0+AA*(2.0*AA2-A1)
Q2 = Q*0.5
Delta = Q2*Q2+P3*P3*P3
IF(Delta) 10,20,30
C 3 racines reelles distinctes
10 Racp3 = SQRT(-P3)
Teta = ACOS(Q2/P3/Racp3)/3.0
Alfa = 2.0*Racp3
X1 = Alfa*COS(Teta)-AA
CX2 = Alfa*COS(Teta+Dpi3)-AA
CX3 = Alfa*COS(Teta+Qpi3)-AA
Kod = 1
RETURN
C 3 racines reelles dont une double
20 IF (P3.NE.0.0) THEN
QP3 = Q/P3
ELSE
QP3 = 0.0
ENDIF
X1 = QP3-AA
CX2 = -QP3*0.5-AA
CX3 = CX2
Kod = 2
RETURN
C 1 racine reelle, 2 racines complexes conjuguees
30 IF (P3.NE.0.0) THEN
W = Racub(-Q2+SQRT(Delta))
P3W = P3/W
ELSE
W = 0.0
P3W = Racub ( Q )
ENDIF
X1 = W-P3W-AA
CX2 = CMPLX(-(A2+X1)*0.5,Rac3d2*(W+P3W))
CX3 = CONJG(CX2)
Kod = 3
RETURN
END |
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