'coolprop' 태그의 글 목록

coolprop

CoolProp 물성 DB 및 함수 구조

2020. 7. 11. 03:13

CoolProp 물성 DB

CoolProp에서는 기본적으로 「PureFluid 122종류」, 「PredefinedMixture 105종류」의 물성 DB를 보유하고 있다.

해당 DB는 다음 링크를 통해 확인 가능하다.

1. PureFluid

http://www.coolprop.org/fluid_properties/PurePseudoPure.html

2. PredefinedMixture

http://www.coolprop.org/fluid_properties/Mixtures.html

CoolProp 함수 구조

개요에서 설명하였듯이 CoolProp은 다양한 프로그램에서 연동되어 사용된다.

이번 장에서는 Excel VBA와 Python에서 사용하는 함수 구조를 설명할 것이다.

기본적으로 냉매는 PropsSI, 습공기는 HAPropsSI 함수를 사용하여 상태량을 계산한다.

「PropsSI」의 경우 상태량 계산을 위해 두 가지 상태량을 입력값으로 줘야하며 함수 구조는 다음과 같다.

Property_ref = PropsSI("Parameter", "Par_input_1", input_1_value, "Par_input_2", input_2_value, "Fluid_name")

<표1: 냉매의 Parameter 종류 및 설명>

Parameter	Units	Input/Output	Trivial	Description
`DELTA`, `Delta`		IO	False	Reduced density (rho/rhoc)
`DMOLAR`, `Dmolar`	mol/m^3	IO	False	Molar density
`D`, `DMASS`, `Dmass`	kg/m^3	IO	False	Mass density
`HMOLAR`, `Hmolar`	J/mol	IO	False	Molar specific enthalpy
`H`, `HMASS`, `Hmass`	J/kg	IO	False	Mass specific enthalpy
`P`	Pa	IO	False	Pressure
`Q`	mol/mol	IO	False	Mass vapor quality
`SMOLAR`, `Smolar`	J/mol/K	IO	False	Molar specific entropy
`S`, `SMASS`, `Smass`	J/kg/K	IO	False	Mass specific entropy
`TAU`, `Tau`		IO	False	Reciprocal reduced temperature (Tc/T)
`T`	K	IO	False	Temperature
`UMOLAR`, `Umolar`	J/mol	IO	False	Molar specific internal energy
`U`, `UMASS`, `Umass`	J/kg	IO	False	Mass specific internal energy
`ACENTRIC`, `acentric`		O	True	Acentric factor
`ALPHA0`, `alpha0`		O	False	Ideal Helmholtz energy
`ALPHAR`, `alphar`		O	False	Residual Helmholtz energy
`A`, `SPEED_OF_SOUND`, `speed_of_sound`	m/s	O	False	Speed of sound
`BVIRIAL`, `Bvirial`		O	False	Second virial coefficient
`CONDUCTIVITY`, `L`, `conductivity`	W/m/K	O	False	Thermal conductivity
`CP0MASS`, `Cp0mass`	J/kg/K	O	False	Ideal gas mass specific constant pressure specific heat
`CP0MOLAR`, `Cp0molar`	J/mol/K	O	False	Ideal gas molar specific constant pressure specific heat
`CPMOLAR`, `Cpmolar`	J/mol/K	O	False	Molar specific constant pressure specific heat
`CVIRIAL`, `Cvirial`		O	False	Third virial coefficient
`CVMASS`, `Cvmass`, `O`	J/kg/K	O	False	Mass specific constant volume specific heat
`CVMOLAR`, `Cvmolar`	J/mol/K	O	False	Molar specific constant volume specific heat
`C`, `CPMASS`, `Cpmass`	J/kg/K	O	False	Mass specific constant pressure specific heat
`DALPHA0_DDELTA_CONSTTAU`, `dalpha0_ddelta_consttau`		O	False	Derivative of ideal Helmholtz energy with delta
`DALPHA0_DTAU_CONSTDELTA`, `dalpha0_dtau_constdelta`		O	False	Derivative of ideal Helmholtz energy with tau
`DALPHAR_DDELTA_CONSTTAU`, `dalphar_ddelta_consttau`		O	False	Derivative of residual Helmholtz energy with delta
`DALPHAR_DTAU_CONSTDELTA`, `dalphar_dtau_constdelta`		O	False	Derivative of residual Helmholtz energy with tau
`DBVIRIAL_DT`, `dBvirial_dT`		O	False	Derivative of second virial coefficient with respect to T
`DCVIRIAL_DT`, `dCvirial_dT`		O	False	Derivative of third virial coefficient with respect to T
`DIPOLE_MOMENT`, `dipole_moment`	C m	O	True	Dipole moment
`FH`		O	True	Flammability hazard
`FRACTION_MAX`, `fraction_max`		O	True	Fraction (mole, mass, volume) maximum value for incompressible solutions
`FRACTION_MIN`, `fraction_min`		O	True	Fraction (mole, mass, volume) minimum value for incompressible solutions
`FUNDAMENTAL_DERIVATIVE_OF_GAS_DYNAMICS`, `fundamental_derivative_of_gas_dynamics`		O	False	Fundamental derivative of gas dynamics
`GAS_CONSTANT`, `gas_constant`	J/mol/K	O	True	Molar gas constant
`GMOLAR_RESIDUAL`, `Gmolar_residual`	J/mol/K	O	False	Residual molar Gibbs energy
`GMOLAR`, `Gmolar`	J/mol	O	False	Molar specific Gibbs energy
`GWP100`		O	True	100-year global warming potential
`GWP20`		O	True	20-year global warming potential
`GWP500`		O	True	500-year global warming potential
`G`, `GMASS`, `Gmass`	J/kg	O	False	Mass specific Gibbs energy
`HELMHOLTZMASS`, `Helmholtzmass`	J/kg	O	False	Mass specific Helmholtz energy
`HELMHOLTZMOLAR`, `Helmholtzmolar`	J/mol	O	False	Molar specific Helmholtz energy
`HH`		O	True	Health hazard
`HMOLAR_RESIDUAL`, `Hmolar_residual`	J/mol/K	O	False	Residual molar enthalpy
`ISENTROPIC_EXPANSION_COEFFICIENT`, `isentropic_expansion_coefficient`		O	False	Isentropic expansion coefficient
`ISOBARIC_EXPANSION_COEFFICIENT`, `isobaric_expansion_coefficient`	1/K	O	False	Isobaric expansion coefficient
`ISOTHERMAL_COMPRESSIBILITY`, `isothermal_compressibility`	1/Pa	O	False	Isothermal compressibility
`I`, `SURFACE_TENSION`, `surface_tension`	N/m	O	False	Surface tension
`M`, `MOLARMASS`, `MOLAR_MASS`, `MOLEMASS`, `molar_mass`, `molarmass`, `molemass`	kg/mol	O	True	Molar mass
`ODP`		O	True	Ozone depletion potential
`PCRIT`, `P_CRITICAL`, `Pcrit`, `p_critical`, `pcrit`	Pa	O	True	Pressure at the critical point
`PHASE`, `Phase`		O	False	Phase index as a float
`PH`		O	True	Physical hazard
`PIP`		O	False	Phase identification parameter
`PMAX`, `P_MAX`, `P_max`, `pmax`	Pa	O	True	Maximum pressure limit
`PMIN`, `P_MIN`, `P_min`, `pmin`	Pa	O	True	Minimum pressure limit
`PRANDTL`, `Prandtl`		O	False	Prandtl number
`PTRIPLE`, `P_TRIPLE`, `p_triple`, `ptriple`	Pa	O	True	Pressure at the triple point (pure only)
`P_REDUCING`, `p_reducing`	Pa	O	True	Pressure at the reducing point
`RHOCRIT`, `RHOMASS_CRITICAL`, `rhocrit`, `rhomass_critical`	kg/m^3	O	True	Mass density at critical point
`RHOMASS_REDUCING`, `rhomass_reducing`	kg/m^3	O	True	Mass density at reducing point
`RHOMOLAR_CRITICAL`, `rhomolar_critical`	mol/m^3	O	True	Molar density at critical point
`RHOMOLAR_REDUCING`, `rhomolar_reducing`	mol/m^3	O	True	Molar density at reducing point
`SMOLAR_RESIDUAL`, `Smolar_residual`	J/mol/K	O	False	Residual molar entropy (sr/R = s(T,rho) - s^0(T,rho))
`TCRIT`, `T_CRITICAL`, `T_critical`, `Tcrit`	K	O	True	Temperature at the critical point
`TMAX`, `T_MAX`, `T_max`, `Tmax`	K	O	True	Maximum temperature limit
`TMIN`, `T_MIN`, `T_min`, `Tmin`	K	O	True	Minimum temperature limit
`TTRIPLE`, `T_TRIPLE`, `T_triple`, `Ttriple`	K	O	True	Temperature at the triple point
`T_FREEZE`, `T_freeze`	K	O	True	Freezing temperature for incompressible solutions
`T_REDUCING`, `T_reducing`	K	O	True	Temperature at the reducing point
`V`, `VISCOSITY`, `viscosity`	Pa s	O	False	Viscosity
`Z`		O	False	Compressibility factor

*출처: http://www.coolprop.org/coolprop/HighLevelAPI.html#propssi-function

「HAPropsSI」의 경우 세 가지 상태량을 입력값으로 줘야하며 함수 구조는 다음과 같다. (절대습도/상대습도 둘 중 하나는 반드시 들어가야 함.)

Property_air = HAPropsSI("Parameter", "Par_input_1", input_1_value, "Par_input_2", input_2_value, "Par_input_3", input_3_value)

<표2: 공기의 Parameter 종류 및 설명>

Parameter	Units	Input/Output	Description
`B`, `Twb`, `T_wb`, `WetBulb`	K	Input/Output	Wet-Bulb Temperature
`C`, `cp`	J/kg dry air/K	Output	Mixture specific heat per unit dry air
`Cha`, `cp_ha`	J/kg humid air/K	Output	Mixture specific heat per unit humid air
`CV`	J/kg dry air/K	Output	Mixture specific heat at constant volume per unit dry air
`CVha`, `cv_ha`	J/kg humid air/K	Output	Mixture specific heat at constant volume per unit humid air
`D`, `Tdp`, `DewPoint`, `T_dp`	K	Input/Output	Dew-Point Temperature
`H`, `Hda`, `Enthalpy`	J/kg dry air	Input/Output	Mixture enthalpy per dry air
`Hha`	J/kg humid air	Input/Output	Mixture enthalpy per humid air
`K`, `k`, `Conductivity`	W/m/K	Output	Mixture thermal conductivity
`M`, `Visc`, `mu`	Pa-s	Output	Mixture viscosity
`psi_w`, `Y`	mol water/mol humid air	Input/Output	Water mole fraction
`P`	Pa	Input	Pressure
`P_w`	Pa	Input	Partial pressure of water vapor
`R`, `RH`, `RelHum`		Input/Output	Relative humidity in [0, 1]
`S`, `Sda`, `Entropy`	J/kg dry air/K	Input/Output	Mixture entropy per unit dry air
`Sha`	J/kg humid air/K	Input/Output	Mixture entropy per unit humid air
`T`, `Tdb`, `T_db`	K	Input/Output	Dry-Bulb Temperature
`V`, `Vda`	m $^{3}$ /kg dry air	Input/Output	Mixture volume per unit dry air
`Vha`	m $^{3}$ /kg humid air	Input/Output	Mixture volume per unit humid air
`W`, `Omega`, `HumRat`	kg water/kg dry air	Input/Output	Humidity Ratio
`Z`		Output	Compressibility factor (Z = $Z = p v / (R T)$ )

*출처: http://www.coolprop.org/fluid_properties/HumidAir.html

추가로 「Excel」에서는 냉매의 경우 PhaseSI 로 유체의 상(phase)을 구하거나 Props1SI 로 임계점(critical point)을 계산할 수 있으며,

「Python」에서는 PropsSI 에서 "Phase" 를 입력하여 유체의 상(phase)을 구하거나, "p_critical" 을 입력하여 임계점(critical point)을 계산할 수 있다.

해당 내용은 뒤에서 자세히 다루도록 하자.

저작자표시 (새창열림)

'CoolProp' 카테고리의 다른 글

혼합냉매의 표면장력 계산 (1) (0)	2020.07.26
혼합냉매의 상태량 계산법 (0)	2020.07.18
CoolProp 함수 목록 [Excel] (0)	2020.07.12
CoolProp 설치 (0)	2020.07.10
CoolProp 개요 (0)	2020.07.10

CoolProp 설치

2020. 7. 10. 23:30

Excel 사용자 설치 과정

CoolProp은 2020.07.10 기준 6.4.0 버전까지 업데이트 되어있다.

하단 링크를 통해 설치하도록 하자.

6.4.0 버전 링크: https://sourceforge.net/projects/coolprop/files/CoolProp/6.4.0/Installers/Windows/

설치 후 실행하면 다음과 같은 화면이 뜬다.

운영체제 맞게 선택하여 다음으로 넘어가자.

(wrapper는 프로그램 연동 개념으로 EES에서도 사용할 사람은 밑에도 체크하면 된다.)

설치 후 Excel을 실행하여 "파일>옵션>추가 기능>관리"에서 "이동"을 누르면 "사용 가능한 추가 기능"에 Coolprop이 추가된 것을 확인할 수 있다.

해당 기능을 체크하면 Excel에서 사용할 준비는 끝났다.

잘 적용되었는지 판단하기 위해 빈 셀에 =PropsSI 혹은 =HAPropsSI 를 써서 함수식이 완성되는지 확인하자.

Python 사용자 설치 과정

우선 가장 중요한 것은 본인이 얼마전에 컴퓨터를 구매한 후 Python을 3.8.x 버전을 설치하였는데 CoolProp을 사용할 수 없었다.

이것저것 다 찾아보고 내린 결론은 3.8버전에서는 아직 CoolProp을 지원하지 않는다는 것이었다.

따라서 추후 어떻게 될 진 모르겠지만 현재 20년 7월 10일자 기준으로는 안전하게 Python을 3.7.8 버전을 설치하도록 하자.

설치 링크: https://www.python.org/downloads/windows/

해당 링크에서 3.7.8 버전 Download Windows x86-64 executable installer 클릭

Python에서 CoolProp을 사용하기 위해서는 Python Wrapper를 설치해야 한다.

pip-package만 설치하였다면 pip install CoolProp 명령어로 간편하게 설치할 수 있다.

여담으로 본인은 VScode로 python code 작성 중이다.

(VScode는 공짜에 한 줄 실행이 간편하고 프로그램이 가벼워서 좋다.)

잘 설치되었는지 확인하기 위해 Python code 창에 다음과 같이 입력하여 실행해보자.

from CoolProp.CoolProp import PropsSI

T = 100+273.15

P = 101325

h = PropsSI("H", "T", T, "P", P, "water")

print(h)

설치가 잘 되었다면 다음과 같은 값이 출력될 것이다.

2675582.786954203

저작자표시 (새창열림)

'CoolProp' 카테고리의 다른 글

혼합냉매의 표면장력 계산 (1) (0)	2020.07.26
혼합냉매의 상태량 계산법 (0)	2020.07.18
CoolProp 함수 목록 [Excel] (0)	2020.07.12
CoolProp 물성 DB 및 함수 구조 (0)	2020.07.11
CoolProp 개요 (0)	2020.07.10

CoolProp 개요

2020. 7. 10. 00:07

개요

유체의 상태량을 계산할 때 대부분의 사람들이 습공기, 물, 냉매 로 분류하여 계산을 할 것이다.

Refprop이라는 유용한 Tool이 있으나 내가 필요하다고 바로 구매하여 사용할 사람은 많지 않다.

따라서 유체 종류에 따라 다음과 같은 방법을 이용해 상태량을 계산하는게 보통이다.

<표: 유체 종류에 따른 상태량 계산 방법 예>

1. 습공기: 열역학/열전달 서적의 물성 Table을 이용한 회귀식, Psychart(SAREK), xtool(엑셀 기반) 등..

2. 냉매: 열역학/열전달 서적의 물성 Table을 이용한 회귀식

「습공기」의 경우 기존 Tool은 어떤 한 포인트에서 상태량을 계산하기는 편하지만 보고자 하는 Data가 많을 경우 상당한 불편함이 존재한다.

회귀식을 만든다 하더라도 온도, 압력, 습도 3가지 영향을 모두 받기 때문에 조건을 벗어나면 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

냉매의 경우 다음과 같은 문제점이 존재한다.

(「물」의 경우 전공 서적에서 구하고자 하는 물성치가 모두 존재하기 때문에 회귀식을 만들기 쉬움)

하지만 그 외 「단일 냉매」의 경우, 1) 구하고자 하는 물성 Table이 존재하지 않거나, 2) 온도 범위가 한정적으로 정리되어 있는 경우가 많다.

또한, 「혼합냉매」의 경우 혼합비와 화학식을 이용하여 계산을 해야하기 때문에 실질적으로 회귀식을 만드는 것이 불가능하다.

위에서 언급한 문제점을 모두 해결해주는 공짜 프로그램이 바로 CoolProp이다.

CoolProp은 습공기와 각종 냉매의 상태량을 모두 계산가능하며 처리해야 할 Data가 많을때 더욱 빛을 발한다.

CoolProp은 EES, Excel, MATLAB, Python, C++ 등의 프로그램에서 연동하여 사용할 수 있으며 각 프로그램마다 사용법이 조금씩 다르다.

본 블로그에서는 Excel VBA와 Python에서 CoolProp을 적용하는 방법에 대해 본인 마음대로 작성할 것이다.

앞으로 정리할 내용들은 실전에서 빠르게 적용하고자 하는 사람들에게 도움이 될 것으로 생각된다.

저작자표시 (새창열림)

'CoolProp' 카테고리의 다른 글

혼합냉매의 표면장력 계산 (1) (0)	2020.07.26
혼합냉매의 상태량 계산법 (0)	2020.07.18
CoolProp 함수 목록 [Excel] (0)	2020.07.12
CoolProp 물성 DB 및 함수 구조 (0)	2020.07.11
CoolProp 설치 (0)	2020.07.10

PREV 1 NEXT

주화입마(走火入魔)

coolprop

CoolProp 물성 DB 및 함수 구조

'CoolProp' 카테고리의 다른 글

CoolProp 설치

'CoolProp' 카테고리의 다른 글

CoolProp 개요

'CoolProp' 카테고리의 다른 글

+ Recent posts

티스토리툴바