在以水和水蒸汽为运行介质的工业领域中，水和水蒸汽热力性质的计算是必不可少的基础和工具。以汽轮发电机组为例，煤在锅炉中燃烧，将其化学能转变为热能，锅炉水冷壁中的水吸热后变为水蒸汽，并且在过热器内过热，成为过热蒸汽，此时蒸汽的温度、压力比外界环境的温度和压力高，具备作功能力。当过热蒸汽被导入汽轮机后，先通过喷管膨胀，速度增大，热力学能变成动能，具有一定动能的蒸汽推动汽轮机叶片转动作功。作功后的蒸汽从汽轮机进入凝汽器，被循环水冷凝成过冷水，并由泵加压送入锅炉加热，完成一个循环。在此过程中，作为工质的水和水蒸汽不断的蒸发、沸腾以及凝结，通过水的相变过程完成了火电机组的运行。因此水和水蒸汽的热力性质计算是火电机组能耗计算和节能评估的基础，其计算结果的准确性直接影响到火电机组热力系统的优化控制和性能指标评价。

1　LabVIEW概述

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering）是一种图形化编程语言，又称为“G”语言，是由美国国家仪器公司（NI）发明设计的一套软件开发环境。由于其面向最终用户的特点，使其广泛地被工业界和研究实验室所接受。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序，其用图标表示函数，用连线表示数据流向。LabVIEW包括了大量的应用函数和相关控件工具，特别适用于数据采集、处理、分析、显示与存储等。通过LabVIEW软件可以很容易的编写出界面友好、功能强大的应用程序，使用LabVIEW所编制的程序称为虚拟仪器程序，简称VI。VI具有层次化和结构化的特征，一个VI可以作为子程序（subVI）被其他VI调用，而这种调用的层次是没有限制的，因此可以实现大型复杂程序的灵活编制和创建[1-2]。

2　IAPWS-IF97计算模型

国际水和水蒸汽热力性质委员会（IAPWS）于1997年提出了新型的工业用水和水蒸汽热力性质计算公式（IAPWS-IF97），该计算模型扩展了原有的IFC-67适用范围，并且计算精度和计算速度明显提高。IAPWS-IF97的有效范围为：

不管在实际生活中，还是在理论依据上存在的某些问题，都有一部分跟遍历性有着紧密联系，如有名的哥尼斯堡七桥中出现的问题是最早引出遍历问题的。哥尼斯堡城的城区分为四个部分，它们之间由七座桥相互连接而成，怎样既可以将这七座桥都走完并且每座桥只能走一次，同时又可以环绕全程？1736年，欧拉用抽象分析法将问题简化为图论问题，这也是历史上的首个图论问题，顺利的将这个问题得以解决。其实这个问题的实质就是要在图中找到一条封闭式的路，这条路要包含这个图中所有的边，所以就可以将这个问题简化为“一笔画”的问题。

273.15　K≤T≤1073.15 K， p≤100 MPa （1）

1 073.15 K≤T≤2273.15 K，p≤10 MPa （2）

IAPWS-IF97将其划分为5个子区域如下图1所示，其中1区为过冷水区；2区为过热蒸汽区；3区为临界水和蒸汽区；4区为饱和状态区；5区为高温低压区。

该试验表明采用金标记BLI技术检测牛乳中抗生素残留竞争结合反应需要90 min以上的时间方能达到平台期，在90 min以内虽然检测信号一直在提高，但在反应初期即可对阴阳性结果进行判定。另外，该研究中金标记BLI检测喹诺酮类抗生素的定量范围较小，并不适用于实际生产中的定量检测，是一种较好的定性检测方法。笔者建立的方法虽然检测周期略长于免疫层析试纸条方法(6 min)，但仍是一种简便、快捷的检测方法，可以用于牛乳中喹诺酮类抗生素残留的快速检测。

为此，杨涛的解决办法是——自建物流体系和在线支付。在物流方面，Kilimall自建仓库，并采取自营物流与第三方相结合的配送方式，在核心城市基本实现了仓库方圆50千米范围内的当日达，稍远的地方也能实现次日达。对此杨涛颇为自豪，“Kilimall是非洲首个实现当日达的电商平台。”

  

图1　IAPWS-IF97水和水蒸汽区域及方程

[2] 张兰勇，孙　健，孙晓云，等.LabVIEW程序设计基础与提高[M]. 北京：机械工业出版社，2012.

由表1可知水和水蒸汽1区基本方程为已知压力和温度参数计算其他物性参数，压力和温度有效区域是1区所规定的边界条件内的计算区域。

3　算法实现

3.1　LabVIEW子程序

窃听节点对多个用户信息的处理我们分两种情况进行讨论.一种是窃听节点没有用户间干扰消除的能力；另一种情况是窃听节点具有用户间干扰消除的能力，这里考虑对信息保密传输最不利的一种情况，即窃听者在接收一个用户的信息时，其他用户的信号其可采用干扰消除技术完全消除.在下面的讨论中，我们将两种情况分别用符号NIC和IC标记.

基于模块化的编程思想是将水和水蒸汽各区方程作为一个子VI（subVI），通过主程序对各个子程序的调用可以实现水和水蒸汽计算模型的程序化。以水和水蒸汽1区基本方程为例其计算结果如表1所示。

 

表1　水和水蒸汽1区基本方程计算结果

  

压力/MPa 温度/℃ 比体积/（m3·kg-1）比焓/（kJ·kg-1）3 26.86 0.001 002 151 68 115.331 273压力/MPa 比热力学能（kJ·kg-1） 比熵/ [kJ·（kg·K）-1]3 112.324 818 0.392 294 792

政府财政救助机制和市场保险赔偿机制在农业救灾中都能发挥重要的作用。市场补偿和风险的再保险机制拥有良好的激励效应，但是不能完全解决灾害补偿问题。原因在于，一是风险管理的公共属性。灾害管理一般具有公共性质，许多政策会对社会的福利和风险水平具有较大影响，只有政府才能发挥协调与控制作用。二是保险市场不完善。在商业保险中，部分灾害并不属于可保风险。因此，在农业灾害风险的管控与救助中，应将政府与市场主体救助结合起来，发挥市场的激励机制与政府的协调和控制机制，形成对农业巨灾补偿的合力，建立多层次的巨灾补偿联动机制。

3.2　主程序算法

与IAPWS-IF97所发布的算例结果相比，通过LabVIEW开发的算法程序具有计算速度快、精度高的特点，由表2－3可以看出该算法程序与算例结果具有较高的一致性，说明该计算程序满足IAPWS-IF97计算精度要求，同时也验证了该算法程序的合理性和可行性。

玉米粗缩病容易感染而且难以治理，目前并没有特别有效的治疗药剂。因此，在玉米粗缩病的防治上，主要以农业防治、化学防治为辅的综合防治方法，其治理核心为控制病毒源，降低虫源，避开玉米发病的生育期和灰飞虱传播的高峰期，尽量减少得病机会避免危害。为了防治灰飞虱传播玉米粗缩病，需要把灰飞虱消灭在传播毒之前。灰飞虱突发和爆发性比较强，并且活动性强，带有病毒的灰飞虱传播病毒的时间比较短，传播病毒的几率比较大，所以农民的分散防治难达到防治效果。除此之外，有些灰飞虱已经对部分农药产生抗体，使防治难度大大增加。

  

图2　主程序算法流程

从图2中可以看出通过选择不同的输入参数类型组合，首先判断输入参数是否处于IAPWSIF97计算模型的有效范围内，如果输入参数超出计算有效范围，需重新输入相关参数，否则，根据水和水蒸汽各区边界条件判断所处计算区域，并调用对应计算区域的子程序。通过模块化的设计思想可以实现基于LabVIEW平台的IAPWS-IF97水和水蒸汽热力性质计算模型开发。

选取我院2017年5月～2018年5月接受救治的急性心肌梗死患者100例为观察对象，按随机排列表法将他们分成对照组、观察组两组，对照组中有男28例、女22例，年龄38～76岁，平均54.7±4.5岁；观察组中有男29例、女21例，年龄39～78岁，平均55.2±4.6岁。两组患者临床资料差异性不鲜明，可进行针对性临床比对；差异无统计学意义（P＞0.05）。

[4] LANLAN SHI，SHIDE MAO. Applications of the IAPWS-95 formulation in fluid inclusion and mineralfluid phase equilibria[J].Geoscience Frontiers，2012，3（4）：51-58.

  

图3　水和水蒸汽相态判定

  

图4　计算结果视图界面

4　算法验证

主程序算法流程如图2所示。

 

表2　已知压力和温度求解水和水蒸汽其他热力参数结果验证

  

）1.5 176.850.121 685 2 721.30 2 538.8 6.291 70 0.121 685 2 721.30 2 538.8 6.291 70 3 26.85 0.001 002 115.33 112.32 0.392 29 0.001 002 115.33 112.32 0.392 29 8 1726.850.115 743 6 583.80 5 657.8 9.156 71 0.115 743 6 583.80 5 657.8 9.156 71 30 426.850.005 429 2 631.40 2 468.6 5.175 40 0.005 429 2 631.40 2 468.6 5.175 40

 

表3　已知温度和密度求解水和水蒸汽其他热力参数结果验证

  

）376.85 200 0.005 22.293 2 263.6 4.854 38 0.005 22.293 2 263.6 4.854 38 376.85 500 0.002 25.583 1 812.2 4.054 27 0.002 25.583 1 812.2 4.054 27 476.85 300 0.003 33 49.038 2 391.3 4.960 12 0.003 33 49.038 2 391.3 4.960 12 476.85 500 0.002 78.309 2 102.0 4.469 71 0.002 78.309 2 102.0 4.469 71

5　结论

水和水蒸汽热力性质计算作为火力发电相关工业领域科学研究的基础和工具，其计算结果直接影响到以水和水蒸汽为运行介质的汽轮机热力系统的优化控制和性能评价分析，因此在实际工程应用和科学计算中有必要对水和水蒸汽的热力性质进行定量计算并准确判断其所处的相态。该文基于LabVIEW开发平台实现了水和水蒸汽各个区基本方程、反推方程以及补充方程计算模型的算法设计，同时利用LabVIEW虚拟仪器的特点使得计算结果的展示更加的直观形象，通过与IAPWS-IF97发布的算例进行对比，验证了该算法程序的合理性和可行性。

参考文献：

[1] 林　静，林振宇，郑福仁. LabVIEW虚拟仪器程序设计从入门到精通[M]. 北京：人民邮电出版社，2011.

由图1可知，1区、2区和5区基本方程为Gibbs自由能函数g（P，T），采用的自变量是压力P和热力学温度T；3区基本方程为Helmholtz自由能函数f（ρ，T），采用的自变量是密度ρ和热力学温度T；4区基本方程为饱和压力方程P（T），采用的自变量是热力学温度T。除此之外，在2区和3区之间定义了一个边界方程称为B23方程。同时，为了对亚稳态蒸汽参数做出说明，IAPWS-IF97定义了一个2区补充方程。相关区域的反推方程也给出了说明。除此之外，为了实现隐函数方程的求解，IAPWS给出了各个计算区域的反推方程。通过基本方程和反推方程的组合，可以实现水和水蒸汽所有热力性质参数的计算[3-12]。

[3] IAPWS.Revised release on the IAPWS industrial formulation 1997 for the thermodynamic properties of water and steam（2007.8）[EB/OL]. http：//www.iapws.org.

图3中左侧方框为输入参数区域，通过输入相关参数变量，计算其他热物性参数，在右侧方框中显示，右侧方框中包括2个状态控制按钮，用于区分饱和水、饱和蒸汽以及亚稳态、未饱和水状态。通过LabVIEW前面板虚拟仪器的特点可以对给定的任何一组变量如压力、温度以及压力和温度、压力和焓、压力和熵、密度和温度等不同变量组合进行水和水蒸汽热力性质计算，以获得其他物性参数，并自动判断水和水蒸汽所处的相态。图3中通过输入压力为0.001 MPa，比焓为3 000 kJ/kg，判断其所处状态为过热蒸汽区，点击计算按钮显示计算结果，如图4所示。

[5] 张　旭，孙　力，张　刚，等.基于IF97公式3区函数v（p，T）的计算方法[J].锅炉技术，2013，44（5）：17-21，74.

[6] 周艳明，李继庚，刘焕彬，等.水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97计算模型分析及算法设计[J].热能动力工程，2010，25（2）：166-171.

[7] 郑　林，常鲜戎，崔　勇.IAPWS-IF97公式在火电厂仿真中的应用[J].热力发电，2009，38（8）：36-40，45.

[8] 尹锐佳.基于IAPWS-IF97的水和水蒸汽热力性质计算在智能手机中的应用[J].企业技术开发，2013，32（13）：84-86.

[9] 刘继男，王兴刚，张静巧.IF97公式在超临界汽轮机数值仿真中的应用研究[J].热力透平，2014，43（2）：146-149.

[10]　刘　晖.IAPWS-IF97公式在热力学法测量离心泵效率中的应用[J].内蒙古石油化工，2013，（20）：9-10，11.

[11]　宋东辉，姚　亮，许乐飞，等.基于IAPWS-IF97反推方程T（P，h）的水蒸汽温度计算程序的编制[J].东北电力大学学报，2013，33（3）：55-58.

[12]　李少华，宋东辉，姚　亮，等.基于IAPWS-IF97及补充方程的水和水蒸汽焓值计算程序的编制[J].动力工程学报，2011，31（11）：851-854，868.