221201-2120: implement CombustionChamber class
This commit is contained in:
Yeongdo Park
parent
65bb12b4f5
commit
d2525fe2f1
1 changed files with 143 additions and 465 deletions
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@ -11,6 +11,8 @@
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"import cantera as ct\n",
|
"import cantera as ct\n",
|
||||||
"import pde\n",
|
"import pde\n",
|
||||||
"\n",
|
"\n",
|
||||||
|
"import ipywidgets as widgets\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
"from matplotlib import pyplot as plt\n",
|
"from matplotlib import pyplot as plt\n",
|
||||||
"%matplotlib widget"
|
"%matplotlib widget"
|
||||||
]
|
]
|
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@ -45,7 +47,7 @@
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|
{
|
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|
"data": {
|
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@ -70,7 +72,7 @@
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@ -84,7 +86,7 @@
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|
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|
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|
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@ -904,6 +906,81 @@
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"h2.thermo.h(25+273.15)"
|
"h2.thermo.h(25+273.15)"
|
||||||
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|
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|
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|
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|
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|
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|
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|
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|
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|
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"application/vnd.jupyter.widget-view+json": {
|
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"model_id": "e44ad08b1cf141639749b2aca1c1b6d7",
|
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|
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"text/plain": [
|
||||||
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"interactive(children=(Textarea(value='', description='Fuel Composition:', placeholder='\"species_name_0:X0, spe…"
|
||||||
|
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|
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|
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|
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"metadata": {},
|
||||||
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|
||||||
|
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|
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|
],
|
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|
"source": [
|
||||||
|
"@widgets.interact(\n",
|
||||||
|
" composition=widgets.Textarea(\n",
|
||||||
|
" value='',\n",
|
||||||
|
" placeholder='\"species_name_0:X0, species_name_1:X1, species_name_2:X2, ... \"',\n",
|
||||||
|
" description='''Fuel Composition:''',\n",
|
||||||
|
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|
||||||
|
"),\n",
|
||||||
|
" O2_in_exhaust=widgets.FloatSlider(\n",
|
||||||
|
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|
||||||
|
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|
||||||
|
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|
||||||
|
" step=0.1,\n",
|
||||||
|
" description='excess O2(%)',\n",
|
||||||
|
" readout=True,\n",
|
||||||
|
" readout_format='.1f',\n",
|
||||||
|
")\n",
|
||||||
|
")\n",
|
||||||
|
"def calculate_AF (composition, O2_in_exhaust):\n",
|
||||||
|
" gas = ct.Solution('gri30.xml')\n",
|
||||||
|
" try:\n",
|
||||||
|
" gas.TPX = 300, ct.one_atm, composition\n",
|
||||||
|
" except ct.CanteraError:\n",
|
||||||
|
" gas.TPX = 300, ct.one_atm, \"H2:1\"\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" gas()\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" AF_st = stoich_AF(composition)\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" print(f'stoichiometric A/F = {AF_st}')\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" f_found = opt.root_scalar(lambda x: exhaust_stoichiometry(x)[\"O2\"] - O2_in_exhaust/100, \n",
|
||||||
|
" bracket=[3e-1, 1])\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" # print(f_found)\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" phi = f_found.root\n",
|
||||||
|
" print(f_found)\n",
|
||||||
|
" print(f'phi for {O2_in_exhaust}% O2 in exhaust gas = {phi}')\n",
|
||||||
|
" print(f'A/F(vol) for {O2_in_exhaust}% O2 in exhaust gas = {AF_st / phi}')\n",
|
||||||
|
" # mean molecular weight needed to calc mass A/F\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
" gas.TPX = 300, ct.one_atm, exhaust_stoichiometry(phi)\n",
|
||||||
|
" gas()"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "markdown",
|
"cell_type": "markdown",
|
||||||
"id": "4c6c962f",
|
"id": "4c6c962f",
|
||||||
|
|
@ -914,7 +991,7 @@
|
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|
},
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|
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|
"cell_type": "code",
|
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"execution_count": null,
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|
"id": "2f732468",
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"metadata": {
|
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"scrolled": false
|
"scrolled": false
|
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@ -934,47 +1011,10 @@
|
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},
|
},
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{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
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"execution_count": 38,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "53b2c1b9",
|
"id": "53b2c1b9",
|
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|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
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|
|
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"output_type": "stream",
|
|
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"text": [
|
|
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"\n",
|
|
||||||
" gri30:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 298.15 K\n",
|
|
||||||
" pressure 1.0133e+05 Pa\n",
|
|
||||||
" density 1.1869 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 29.039 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" phase of matter gas\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -1.5255e+06 -4.4299e+07 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.6109e+06 -4.6778e+07 J\n",
|
|
||||||
" entropy 6999.5 2.0326e+05 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -3.6124e+06 -1.049e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 1027.5 29837 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 741.17 21523 J/K\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" mass frac. Y mole frac. X chem. pot. / RT\n",
|
|
||||||
" --------------- --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" H2 0.0018679 0.026906 -19.333\n",
|
|
||||||
" O2 0.1362 0.1236 -26.764\n",
|
|
||||||
" CH4 0.0041445 0.0075018 -57.401\n",
|
|
||||||
" CO 0.098029 0.10163 -70.646\n",
|
|
||||||
" CO2 0.12525 0.082645 -186.95\n",
|
|
||||||
" C2H4 0.00052634 0.00054482 -12.715\n",
|
|
||||||
" C2H6 0.00017359 0.00016764 -70.088\n",
|
|
||||||
" N2 0.63381 0.657 -23.453\n",
|
|
||||||
" [ +45 minor] 0 0 \n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"gas_u = ct.Solution('gri30.xml')\n",
|
"gas_u = ct.Solution('gri30.xml')\n",
|
||||||
"gas_u.TPX = 25 + 273.15, ct.one_atm, Xu\n",
|
"gas_u.TPX = 25 + 273.15, ct.one_atm, Xu\n",
|
||||||
|
|
@ -991,43 +1031,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
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"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 39,
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"execution_count": null,
|
||||||
"id": "a1bc3d15",
|
"id": "a1bc3d15",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
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"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" gri30:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 298.15 K\n",
|
|
||||||
" pressure 1.0133e+05 Pa\n",
|
|
||||||
" density 1.2684 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 31.031 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" phase of matter gas\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -2.9803e+06 -9.2481e+07 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -3.0602e+06 -9.496e+07 J\n",
|
|
||||||
" entropy 6565.1 2.0372e+05 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -4.9377e+06 -1.5322e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 997.71 30960 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 729.77 22645 J/K\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" mass frac. Y mole frac. X chem. pot. / RT\n",
|
|
||||||
" --------------- --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" O2 0.046403 0.045 -27.775\n",
|
|
||||||
" H2O 0.026987 0.046486 -123.33\n",
|
|
||||||
" CO2 0.2928 0.20645 -186.03\n",
|
|
||||||
" N2 0.63381 0.70206 -23.387\n",
|
|
||||||
" [ +49 minor] 0 0 \n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"gas_b = ct.Solution('gri30.xml')\n",
|
"gas_b = ct.Solution('gri30.xml')\n",
|
||||||
"gas_b.TPX = 25 + 273.15, ct.one_atm, Xb\n",
|
"gas_b.TPX = 25 + 273.15, ct.one_atm, Xb\n",
|
||||||
|
|
@ -1044,21 +1051,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
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"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 46,
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"execution_count": null,
|
||||||
"id": "067ae187",
|
"id": "067ae187",
|
||||||
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|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
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|
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{
|
|
||||||
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|
|
||||||
"text/plain": [
|
|
||||||
"'1.454825772118082 MJ/kg'"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"execution_count": 46,
|
|
||||||
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|
|
||||||
"output_type": "execute_result"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"heating_value_J_kg = gas_u.enthalpy_mass - gas_b.enthalpy_mass\n",
|
"heating_value_J_kg = gas_u.enthalpy_mass - gas_b.enthalpy_mass\n",
|
||||||
"f'{heating_value_J_kg*1e-6} MJ/kg'"
|
"f'{heating_value_J_kg*1e-6} MJ/kg'"
|
||||||
|
|
@ -1066,7 +1062,7 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 41,
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"execution_count": null,
|
||||||
"id": "f8713062",
|
"id": "f8713062",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [],
|
"outputs": [],
|
||||||
|
|
@ -1076,21 +1072,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 42,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "42f68b81",
|
"id": "42f68b81",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"data": {
|
|
||||||
"text/plain": [
|
|
||||||
"'3636.3636363636365 MJ / hr to a combustion chamber'"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"execution_count": 42,
|
|
||||||
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|
|
||||||
"output_type": "execute_result"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"heat_to_chamber = heat_to_battery * 1000 * 3 / 66 # MJ / hr\n",
|
"heat_to_chamber = heat_to_battery * 1000 * 3 / 66 # MJ / hr\n",
|
||||||
"f'{heat_to_chamber} MJ / hr to a combustion chamber'"
|
"f'{heat_to_chamber} MJ / hr to a combustion chamber'"
|
||||||
|
|
@ -1106,21 +1091,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 43,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "fd85f6dc",
|
"id": "fd85f6dc",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"data": {
|
|
||||||
"text/plain": [
|
|
||||||
"'2499.5182970050437 (kg/hr) = 3636.3636363636365 (MJ/hr) / 1.454825772118082 (MJ/kg)'"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"execution_count": 43,
|
|
||||||
"metadata": {},
|
|
||||||
"output_type": "execute_result"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"mfr_to_chamber = heat_to_chamber * 1e6 / heating_value_J_kg # kg / hr\n",
|
"mfr_to_chamber = heat_to_chamber * 1e6 / heating_value_J_kg # kg / hr\n",
|
||||||
"f'{mfr_to_chamber} (kg/hr) = {heat_to_chamber} (MJ/hr) / {heating_value_J_kg * 1e-6} (MJ/kg)'"
|
"f'{mfr_to_chamber} (kg/hr) = {heat_to_chamber} (MJ/hr) / {heating_value_J_kg * 1e-6} (MJ/kg)'"
|
||||||
|
|
@ -1136,47 +1110,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 49,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "fa7ef7a2",
|
"id": "fa7ef7a2",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" gri30:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 1990.3 K\n",
|
|
||||||
" pressure 1.0133e+05 Pa\n",
|
|
||||||
" density 0.18983 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 31.002 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" phase of matter gas\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -8.9328e+05 -2.7694e+07 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.427e+06 -4.4241e+07 J\n",
|
|
||||||
" entropy 8783.1 2.7229e+05 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -1.8374e+07 -5.6963e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 1347.2 41767 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 1079 33452 J/K\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" mass frac. Y mole frac. X chem. pot. / RT\n",
|
|
||||||
" --------------- --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" O 6.69e-05 0.00012964 -15.939\n",
|
|
||||||
" O2 0.045092 0.043688 -31.879\n",
|
|
||||||
" OH 0.00048954 0.00089239 -30.541\n",
|
|
||||||
" H2O 0.02669 0.045932 -45.143\n",
|
|
||||||
" CO 0.001079 0.0011942 -41.097\n",
|
|
||||||
" CO2 0.29111 0.20507 -57.036\n",
|
|
||||||
" NO 0.003114 0.0032174 -29.575\n",
|
|
||||||
" N2 0.63235 0.6998 -27.272\n",
|
|
||||||
" [ +45 minor] 8.9232e-06 7.3917e-05 \n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"gas_chamber = ct.Solution('gri30.xml')\n",
|
"gas_chamber = ct.Solution('gri30.xml')\n",
|
||||||
"gas_chamber.TPX = 600 + 273.15, ct.one_atm, Xu\n",
|
"gas_chamber.TPX = 600 + 273.15, ct.one_atm, Xu\n",
|
||||||
|
|
@ -1190,73 +1127,30 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 87,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "1d6c95a7",
|
"id": "1d6c95a7",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"Tad = 1717.1055126606984 `C\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"print(f'Tad = {eq_state[0] - 273.15} `C')"
|
"print(f'Tad = {eq_state[0] - 273.15} `C')"
|
||||||
]
|
]
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 89,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "e437f3b4",
|
"id": "e437f3b4",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"NO: 3217.3809731942233 ppm\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"print(f'NO: {gas_chamber.mole_fraction_dict()[\"NO\"] * 1e6} ppm')"
|
"print(f'NO: {gas_chamber.mole_fraction_dict()[\"NO\"] * 1e6} ppm')"
|
||||||
]
|
]
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 103,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "683e1479",
|
"id": "683e1479",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"564968.6851296029 1057170.3471485006\n",
|
|
||||||
"258568.46996560355\n",
|
|
||||||
"239.0022179980857 1363443.6972422504\n",
|
|
||||||
"-612434.5630397515\n",
|
|
||||||
"400326.765370211 1148091.5363109885\n",
|
|
||||||
"3005.361043723591\n",
|
|
||||||
"398382.53608438675 1149155.5265008416\n",
|
|
||||||
"-2.858431953645777\n",
|
|
||||||
"398384.3836843984 1149154.51548965\n",
|
|
||||||
"0.000179249735083431\n",
|
|
||||||
"398384.3835685452 1149154.5155530453\n",
|
|
||||||
"8.731149137020111e-10\n",
|
|
||||||
"398384.38356854365 1149154.515553046\n",
|
|
||||||
"-1.6298145055770874e-09\n",
|
|
||||||
"496.511875 converged: True\n",
|
|
||||||
" flag: 'converged'\n",
|
|
||||||
" function_calls: 7\n",
|
|
||||||
" iterations: 6\n",
|
|
||||||
" root: 1558.4107622013973\n",
|
|
||||||
"Outlet Gas Temperature: 1285.2607622013975 `C\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"htc = 568 # W / m2 / K\n",
|
"htc = 568 # W / m2 / K\n",
|
||||||
"\n",
|
"\n",
|
||||||
|
|
@ -1310,8 +1204,21 @@
|
||||||
" self.T0 = T0\n",
|
" self.T0 = T0\n",
|
||||||
" self.P0 = P0\n",
|
" self.P0 = P0\n",
|
||||||
" self.X0 = X0\n",
|
" self.X0 = X0\n",
|
||||||
|
" self.gas = ct.Solution(\"gri30.xml\")\n",
|
||||||
|
" self.h0 = 0\n",
|
||||||
" \n",
|
" \n",
|
||||||
" def balance_energy_equation (Tout, Twall0, Twall1):\n",
|
" def energy_balance_equation (Tout, Twall0, Twall1):\n",
|
||||||
|
" # mdot * (dh) - self.heat()\n",
|
||||||
|
" pass\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" def solve (self, ):\n",
|
||||||
|
" pass\n",
|
||||||
|
" \n",
|
||||||
|
" def heat (self, Tgas, Twall0, Twall1):\n",
|
||||||
|
" # Tgas = (T0 + T1) / 2\n",
|
||||||
|
" # heat_to_Twall0 + heat_to_Twall1\n",
|
||||||
|
" pass\n",
|
||||||
" "
|
" "
|
||||||
]
|
]
|
||||||
},
|
},
|
||||||
|
|
@ -1325,18 +1232,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 77,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "858a862e",
|
"id": "858a862e",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"346.5 Mcal / ton\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"# 50'C 장입탄 1 톤을 1100'C 코크스로 건류시키기 위해 필요한 열량\n",
|
"# 50'C 장입탄 1 톤을 1100'C 코크스로 건류시키기 위해 필요한 열량\n",
|
||||||
"heat_coking_mcal_per_ton = (1100 - 50) * 0.33 # Mcal / t-c\n",
|
"heat_coking_mcal_per_ton = (1100 - 50) * 0.33 # Mcal / t-c\n",
|
||||||
|
|
@ -1345,18 +1244,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 78,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "d9a3443d",
|
"id": "d9a3443d",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"925.2 Mcal / ton\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"# 50`C 물 1톤을 800`C 수증기로 증발하는데 필요한 열량\n",
|
"# 50`C 물 1톤을 800`C 수증기로 증발하는데 필요한 열량\n",
|
||||||
"# 액체 가열 + 증발 + 증기 가열\n",
|
"# 액체 가열 + 증발 + 증기 가열\n",
|
||||||
|
|
@ -1367,18 +1258,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 79,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "bc35e30a",
|
"id": "bc35e30a",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"90.223776 GJ / charge\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"# 1~4 기 장입 습탄 34 톤 중 수분 5.9% (2 톤) 제외 건탄 32 톤\n",
|
"# 1~4 기 장입 습탄 34 톤 중 수분 5.9% (2 톤) 제외 건탄 32 톤\n",
|
||||||
"# 1 문당 장입에서 추출까지 필요한 열량\n",
|
"# 1 문당 장입에서 추출까지 필요한 열량\n",
|
||||||
|
|
@ -1389,7 +1272,7 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 80,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "c5a556cd",
|
"id": "c5a556cd",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [],
|
"outputs": [],
|
||||||
|
|
@ -1399,18 +1282,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 81,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "2b8e5d35",
|
"id": "2b8e5d35",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"59.4 rev / charge\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"# 건류 시간 동안 rev 횟수\n",
|
"# 건류 시간 동안 rev 횟수\n",
|
||||||
"n_rev_total = 3 * 24 * 66 / 80\n",
|
"n_rev_total = 3 * 24 * 66 / 80\n",
|
||||||
|
|
@ -1421,21 +1296,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 82,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "9e3eee55",
|
"id": "9e3eee55",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"data": {
|
|
||||||
"text/plain": [
|
|
||||||
"'100.24864 GJ / rev'"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"execution_count": 82,
|
|
||||||
"metadata": {},
|
|
||||||
"output_type": "execute_result"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"# 66 문에 rev 당 공급되는 열량\n",
|
"# 66 문에 rev 당 공급되는 열량\n",
|
||||||
"f'{66 * heat_total_gj / n_rev_total} GJ / rev'"
|
"f'{66 * heat_total_gj / n_rev_total} GJ / rev'"
|
||||||
|
|
@ -1443,7 +1307,7 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 83,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "4ae27703",
|
"id": "4ae27703",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [],
|
"outputs": [],
|
||||||
|
|
@ -1453,7 +1317,7 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 90,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "d552c14d",
|
"id": "d552c14d",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [],
|
"outputs": [],
|
||||||
|
|
@ -1463,72 +1327,20 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 91,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "c4d73576",
|
"id": "c4d73576",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" water:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 300 K\n",
|
|
||||||
" pressure 1.0132e+05 Pa\n",
|
|
||||||
" density 996.63 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 18.016 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" vapor fraction 0\n",
|
|
||||||
" phase of matter liquid\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -1.5858e+07 -2.857e+08 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.5858e+07 -2.857e+08 J\n",
|
|
||||||
" entropy 3913.2 70500 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -1.7032e+07 -3.0685e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 4180.8 75321 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 4131 74424 J/K\n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"water"
|
"water"
|
||||||
]
|
]
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 93,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "4c82456a",
|
"id": "4c82456a",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" water:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 313.15 K\n",
|
|
||||||
" pressure 1.0132e+05 Pa\n",
|
|
||||||
" density 992.27 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 18.016 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" vapor fraction 0\n",
|
|
||||||
" phase of matter liquid\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -1.5803e+07 -2.8471e+08 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.5803e+07 -2.8471e+08 J\n",
|
|
||||||
" entropy 4092.4 73728 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -1.7085e+07 -3.078e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 4175.6 75228 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 4067.9 73288 J/K\n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"water.TP = 40 + 273.15, ct.one_atm\n",
|
"water.TP = 40 + 273.15, ct.one_atm\n",
|
||||||
"\n",
|
"\n",
|
||||||
|
|
@ -1537,36 +1349,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 97,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "9dd982a4",
|
"id": "9dd982a4",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" water:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 313.15 K\n",
|
|
||||||
" pressure 7367.2 Pa\n",
|
|
||||||
" density 0.051107 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 18.016 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" vapor fraction 1\n",
|
|
||||||
" phase of matter liquid-gas-mix\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -1.3397e+07 -2.4135e+08 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.3541e+07 -2.4395e+08 J\n",
|
|
||||||
" entropy 11778 2.1219e+05 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -1.7085e+07 -3.078e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 1884.7 33955 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 1414.4 25481 J/K\n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"water.TQ = 40 + 273.15, 1\n",
|
"water.TQ = 40 + 273.15, 1\n",
|
||||||
"h_vapor = water.enthalpy_mass\n",
|
"h_vapor = water.enthalpy_mass\n",
|
||||||
|
|
@ -1575,36 +1361,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 98,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "70b5436f",
|
"id": "70b5436f",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" water:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 313.15 K\n",
|
|
||||||
" pressure 7367.2 Pa\n",
|
|
||||||
" density 992.23 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 18.016 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" vapor fraction 0\n",
|
|
||||||
" phase of matter liquid-gas-mix\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -1.5803e+07 -2.8471e+08 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.5803e+07 -2.8471e+08 J\n",
|
|
||||||
" entropy 4092.4 73729 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -1.7085e+07 -3.078e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 4176.1 75236 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 4067.9 73287 J/K\n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"water.TQ = 40 + 273.15, 0\n",
|
"water.TQ = 40 + 273.15, 0\n",
|
||||||
"h_water = water.enthalpy_mass\n",
|
"h_water = water.enthalpy_mass\n",
|
||||||
|
|
@ -1613,57 +1373,20 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 99,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "1c18625b",
|
"id": "1c18625b",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
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|
||||||
{
|
|
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"data": {
|
|
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"text/plain": [
|
|
||||||
"2406727.679574404"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"execution_count": 99,
|
|
||||||
"metadata": {},
|
|
||||||
"output_type": "execute_result"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"h_vapor - h_water"
|
"h_vapor - h_water"
|
||||||
]
|
]
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 100,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "17f8781a",
|
"id": "17f8781a",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
||||||
{
|
|
||||||
"name": "stdout",
|
|
||||||
"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" water:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 282.88 K\n",
|
|
||||||
" pressure 1.0133e+05 Pa\n",
|
|
||||||
" density 999.71 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 18.016 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" vapor fraction 0\n",
|
|
||||||
" phase of matter liquid\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -1.593e+07 -2.8699e+08 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.593e+07 -2.8699e+08 J\n",
|
|
||||||
" entropy 3667 66064 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -1.6967e+07 -3.0568e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 4201.1 75688 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 4197.7 75626 J/K\n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"water.TP = 40+273.15, ct.one_atm\n",
|
"water.TP = 40+273.15, ct.one_atm\n",
|
||||||
"h0 = water.enthalpy_mass\n",
|
"h0 = water.enthalpy_mass\n",
|
||||||
|
|
@ -1673,36 +1396,10 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
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"execution_count": 104,
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"execution_count": null,
|
||||||
"id": "f4e62efb",
|
"id": "f4e62efb",
|
||||||
"metadata": {},
|
"metadata": {},
|
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"outputs": [
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"outputs": [],
|
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{
|
|
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"name": "stdout",
|
|
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"output_type": "stream",
|
|
||||||
"text": [
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" water:\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" temperature 338.15 K\n",
|
|
||||||
" pressure 24986 Pa\n",
|
|
||||||
" density 0.16107 kg/m^3\n",
|
|
||||||
" mean mol. weight 18.016 kg/kmol\n",
|
|
||||||
" vapor fraction 1\n",
|
|
||||||
" phase of matter liquid-gas-mix\n",
|
|
||||||
"\n",
|
|
||||||
" 1 kg 1 kmol \n",
|
|
||||||
" --------------- ---------------\n",
|
|
||||||
" enthalpy -1.3353e+07 -2.4056e+08 J\n",
|
|
||||||
" internal energy -1.3508e+07 -2.4335e+08 J\n",
|
|
||||||
" entropy 11352 2.0451e+05 J/K\n",
|
|
||||||
" Gibbs function -1.7191e+07 -3.0972e+08 J\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_p 1926.9 34715 J/K\n",
|
|
||||||
" heat capacity c_v 1443.6 26008 J/K\n",
|
|
||||||
"\n"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
],
|
|
||||||
"source": [
|
"source": [
|
||||||
"water.TQ = 65 + 273.15, 1\n",
|
"water.TQ = 65 + 273.15, 1\n",
|
||||||
"water()"
|
"water()"
|
||||||
|
|
@ -1710,32 +1407,13 @@
|
||||||
},
|
},
|
||||||
{
|
{
|
||||||
"cell_type": "code",
|
"cell_type": "code",
|
||||||
"execution_count": 106,
|
"execution_count": null,
|
||||||
"id": "54881653",
|
"id": "54881653",
|
||||||
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|
"metadata": {},
|
||||||
"outputs": [
|
"outputs": [],
|
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{
|
|
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"data": {
|
|
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"text/plain": [
|
|
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"0.8110541903465941"
|
|
||||||
]
|
|
||||||
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|
|
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|
||||||
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|
|
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|
|
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}
|
|
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],
|
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||||||
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|
"source": [
|
||||||
"20 / (24986 / ct.one_atm * 100)"
|
"20 / (24986 / ct.one_atm * 100)"
|
||||||
]
|
]
|
||||||
},
|
|
||||||
{
|
|
||||||
"cell_type": "code",
|
|
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"execution_count": null,
|
|
||||||
"id": "38f04ea4",
|
|
||||||
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|
|
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"outputs": [],
|
|
||||||
"source": []
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
],
|
],
|
||||||
"metadata": {
|
"metadata": {
|
||||||
|
|
|
||||||
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