Удосконалення математичного описання теплофізичних властивостей альтернативних моторних палив на основі модифікованої термодинамічної теорії збурень. Частина 1

Abstract

У дослідженні, метою якого було вдосконалення математичного апарату на основі модифікованої термодинамічної теорії збурень для описання теплофізичних характеристик альтернативних моторних палив зі сферичною конфігурацією взаємодіючих структурних елементів та довільного агрегатного стану, послідовно виконано побудову формальної схеми модифікованої теорії збурень, надано описання основних характеристик модельної системи, описано параметри потенціалів взаємодії компонентів альтернативного палива, отримано розрахунком теплофізичні властивості компонентів альтернативного палива, здійснено розрахунок термодинамічних властивостей компонентів альтернативного палива, проаналізовано та проілюстровано у виді ізотерм діаграм фазової рівноваги та таблиць даних із результатами розрахунку термодинамічних характеристик альтернативного палива та їх аналіз. Об'єктом дослідження є теплофізичні характеристики традиційних, альтернативних та сумішевих моторних палив, що перебувають у рідинному чи газоподібному агрегатному стані. Предметом дослідження є математичний апарат на основі модифікованої теорії збурень для описання теплофізичних характеристик моторних палив. Наукова новизна результатів дослідження полягає в тому, що вдосконалено математичний апарат на основі модифікованої термодинамічної теорії збурень для вичерпного описання всіх теплофізичних характеристик моторних палив будь-якого генезису, тобто традиційних, альтернативних та сумішевих, які перебувають як у рідинному, так і в газоподібному агрегатному стані, у частині зменшення часу розрахунку та зниження похибки отримання теплофізичних характеристик порівняно з довідниковими та експериментальними даними. Практичне значення результатів дослідження, полягає у тому, що вдосконалений математичний апарат придатний для надання точної інформації до складу набору вихідних даних у дослідженнях щодо виробництва, зберігання, перевезення, дистрибюції, використання моторних палив будь-якого генезису, які перебувають у різних агрегатних станах, а також прогнозування перебігу та результатів процесів забруднення атмосфери газоподібними продуктами повного й неповного горіння компонентів палив у камерах згоряння теплових машин різного типу.

In the study, the purpose of which was to improve the mathematical apparatus based on the modified thermodynamic perturbation theory for describing the thermophysical characteristics of alternative motor fuels with a spherical configuration of interacting structural elements and an arbitrary aggregate state, the formal scheme of the modified perturbation theory was consistently constructed, the main characteristics of the model system were described, the parameters of the interaction potentials of the alternative fuel components were described, the thermophysical properties of the alternative fuel components were obtained by calculation, the thermodynamic properties of the alternative fuel components were calculated, the results of the calculation of the thermodynamic characteristics of the alternative fuel were analyzed and illustrated in the form of isotherm of phase equilibrium diagrams and data tables. The object of the study is the thermophysical characteristics of traditional, alternative and mixed motor fuels in a liquid or gaseous aggregate state. The subject of the study is a mathematical apparatus based on the modified thermodynamic perturbation theory for describing the thermophysical characteristics of motor fuels. The scientific novelty of the study results lies in the fact that a mathematical apparatus based on a modified perturbation theory has been improved for a comprehensive description of all thermophysical characteristics of motor fuels of any genesis, i.e. traditional, alternative and mixed, which are in both liquid and gaseous aggregate states in terms of reducing the calculation time and reducing the error of obtaining thermophysical characteristics in comparison with reference and experimental data. The practical significance of the research results is that the improved mathematical apparatus is marketable for providing accurate information to the composition of the initial data set in research on the production, storage, transportation, distribution, use of motor fuels of any genesis, which are in different states, as well as forecasting the course and results of processes of atmospheric pollution by gaseous products of complete and incomplete combustion of fuel components in combustion chambers of various types of heat engines.