Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.
Скачать (прямая ссылка):
С целью привлечь внимание экспериментаторов в книге указаны и те области изменения параметров, где опытные данные отсутствуют или недостаточно надежны. Появление новых данных, безусловно, будет способствовать осуществлению программы составления международных таблиц теплофизических свойств воздуха и его компонентов, намеченной Международным союзом по теоретической и прикладной химии (ШРАС).
Настоящая монография является частью исследований теплофизических свойств газов и жидкостей, проводимых в Одесском институте инженеров морского флота и во Всесоюзном научно-исследовательском институте физико-технических и радиотехнических измерений. Главы III и V написаны А. А. Вассерманом, глава IV — В. А. Рабиновичем, остальные — совместно.
Авторы благодарны сотрудникам кафедры термодинамики ОИИМФ и особенно ее заведующему — профессору Я. 3. Казавчинскому, а также сотрудникам лаборатории апробации • справочных данных ВНИИФТРИ за ценную помощь, оказанную при выполнении настоящей работы. Авторы глубоко признательны профессору Н. Б. Варгафтику за ценные замечания, высказанные им при чтении рукописи книги.
Все критические замечания читателей будут приняты авторами с большим вниманием и признательностью.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И РАЗМЕРНОСТИ ВЕЛИЧИН, ВХОДЯЩИХ В ТАБЛИЦЫ I — XX
T9 0K — термодинамическая температура (абсолютная)
Т", 0K — температура начала кипения Т"9 0K — температура начала конденсации P9 бар (1 бар --- 105 я/ж2) —давление
P'9 бар—давление начала кипения Р", бар—давление начала конденсации р, кг/дм3 — плотность V9 дм3/кг — удельный объем и', дм3/кг — удельный объем кипящей жидкости I9 кдж/кг — удельная энтальпия
кдж/кг — удельная энтальпия кипящей жидкости S9 кдж/(кг-град) —удельная энтропия
s', кдж/(кг-град) — удельная энтропия кипящей жидкости
г, кдж/кг — теплота парообразования ср, кдж/(кг-град) — удельная теплоемкость при постоянном давлении
с', кдж/(кг-град)—удельная теплоемкость кипящей жидкости при постоянном давлении ?, 10"4 бар'1 — изотермическая сжимаемость ?', 10"4 бар'1 — изотермическая сжимаемость кипящей жидкости
т], 10"6 н-сек/м2—динамическая вязкость Я, 10"6 кет!{м-град) —теплопроводность
Глава I
О РАЦИОНАЛЬНОЙ ФОРМЕ УРАВНЕНИЯ
состояния для жидкости
Сравнительно недавно в некоторых отечественных и зарубежных лабораториях были экспериментально исследованы термические свойства ряда жидкостей. Получение экспериментальных р, V1 Г-данных усилило интерес к расчетным методам определения калорических свойств с помощью уравнений состояния.
Для описания термодинамического поведения газа предложено большое число достаточно надежных уравнений состояния, многие из которых могут быть представлены в теоретически обоснованной вириальной форме. К сожалению, для жидкости не существует теоретического уравнения состояния, удовлетворительно отображающего экспериментальные данные. Поэтому целью настоящей главы явилась разработка рационального метода расчета термодинамических свойств жидкости на основе уравнения состояния, описывающего опытные значения термических величин в широком диапазоне параметров, включая кривые насыщения и затвердевания.
1.1. Краткие сведения из теории жидкого состояния
На термодинамической поверхности вещества жидкая фаза занимает промежуточное положение между твердой и газообразной фазами. Это может быть проиллюстрировано с помощью диаграммы давление — температура (так называемой фазовой диаграммы) для аргона, где нанесены линии равновесия между фазами (рис. 1). Линии плавления или кристаллизации (кривой тп) соответствуют значения давления и температуры, при которых равновесно сосуществуют твердая и жидкая фазы. Кривая упругости mk соответствует сосуществованию жидкости и газа. В точке т (тройной точке) находятся в равновесии все три фазы. При температурах и давлениях ниже параметров тройной точки вещество не может находиться в жидком состоянии.
Некоторые авторы [1, 2] полагают, что на кривой плавления в области давлений, не исследованной экспериментально, имеется критическая точка. Однако Бриджмен [3] и Симон [4], основываясь на полученных ими опытных данных о многих веществах при давлении до 10 ООО— 50 ООО кГ/см2, отрицают ее существование. Это мнение подтверждается теоретическими расчетами Джилварри [5]. По-видимому, при повышении давления температура плавления монотонно возрастает, и невозможен переход от жидкого состояния к твердому, минуя двухфазную область.
Непрерывный переход от жидкости к газу возможен благодаря наличию критической точки на кривой упругости. Различные сочетания термического и механического воздействий позволяют реализовать такой переход при любых значениях начальных и конечных параметров процессов.
7
Однако в распространенном на практике изобарическом процессе непрерывный переход из жидкого состояния в газообразное возможен лишь придавлений, превышающем критическое. Характер изменения удельного объема на изобарах виден на диаграмме T—v (рис. 2). Докритические изобары имеют горизонтальный участок, соответствующий двухфазной области, а закритические представляют собой монотонные кривые.
