Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.
Скачать (прямая ссылка):
* Отмеченные точки при определении отклонений не учитывались.
тическое отклонение расчетных значений от опытных для 278 точек составляет 0,10%.
Сопоставление с данными Ван-Иттербика и Вербека [83] на изотермах 77,35 и 90,07° К показало, что значения плотности, рассчитанные нами, при давлениях до 517 и 506 бар меньше экспериментальных на 0,1—0,3%. Такое расхождение вполне объясняется тем, что принятые нами опорные величины меньше приведенных в работе [83]..
В табл. 13 значения плотности на кривой насыщения, рассчитанные по уравнению состояния с привлечением уравнения кривой упругости [70 ], сопоставлены с данными Д. Л. Тимрота и В. П. Борисоглебского [39]. При температурах до 128,15° К расчетные значения вполне удовлетворительно согласуются с опытными — расхождение не превышает возможной погрешности результатов [39]; поэтому в таблице термодинамических.
76
Таблица 13
г, 0K р, бар кг/дм3 Ррасч кг/дм3 бр, % т, °к р, бар Роп кг/дм3 Ррасч кг/ом3 op, %
83,15 0,4529 1,169 1,169 0 118,15 9,165 0,981 0,982 —0,10
88,15 0,8146 1,145 1,146 —0,09 123,15 12,20 0,948 0,948 0
93,15 1,369 1,121 1,121 0 128,15 15,89 0,912 0,911 0,11
98,15 2,173 1,095 1,096 —0,09 133,15 20,33 0,873 0,870 0,34
103,15 3,289 1,068 1,070 —0,19 138,15 25,62 0,828 0,822 0,73
108,15 4,782 1,041 1,042 —0,10 143,15 31,87 0,775 0,767 1,04
113,15 6,717 1,011 1,013 —0,20 148,15 39,20 0,705 0,703 0,28
свойств жидкого кислорода в состоянии насыщения для интервала температур 75—130° К приняты расчетные значения плотности. При более высоких температурах отклонения расчетных величин от опытных возрастают, достигая 1%, в связи с чем значения плотности при температурах 138— —152° К приняты нами поданным [70 ], а в интервале 131 —137° К получены графическим согласованием этих данных и расчетных. Величина ркр, ^ также значения р' при температурах 153 и 154° К были уточнены путем
построения комплексов р ~^ р и Ур'р" в зависимости от температуры.
Значения плотности жидкого кислорода, полученные по уравнению ¦состояния (79), были также сопоставлены с рассчитанными Стюартом, Хастом и Мак-Карти [73]. В интервале температур ПО—160° К при давлении до 304 бар (максимального для таблиц [73]) обе группы данных согласуются в основном с отклонением 0,1—0,2%, и только в околокритическом районе расхождения достигают 0,5—1,5%. Удовлетворительное согласование при давлениях свыше 196 бар можно рассматривать как свидетельство надежности экстраполяции по давлениям, выполненной авторами работы [73] и нами. При температурах ниже 110° К значения плотности в [73] оказываются систематически более высокими. Расхождения достигают 0,4—0,5%, что объясняется различием опорных данных, принятых .в настоящей работе и в [73].
Переходя к рассмотрению калорических свойств жидкого кислорода, можно отметить, что значительное число экспериментальных работ посвящено определению его теплоты испарения при атмосферном давлении. Наиболее точными являются исследования Дэйна [104]*, Джиока и Джон-стона [117], Франка и Клюзиуса [118], Клюзиуса и Коннертца [119]; несколько более ранних работ упомянуто в обзоре М. П. Орловой [120].
Альт [98] первым получил опытные данные о теплоте испарения кислорода в достаточно широком интервале температур (68—90° К). В дальнейшем Фурукава и Мак-Коски [99] измерили ее примерно в том же диапазоне температур и Алиханов [121] провел эксперименты в интервале •80—106° К. Результаты этих трех работ согласуются вполне удовлетворительно.
Теплоемкость жидкого и твердого кислорода в состоянии равновесия с газом впервые измерил Эйкен [103] при температурах 17—73° К. В дальнейшем Клюзиус [107] и Джиок и Джонстон [117] получили аналогичные данные в интервалах T — 10,2—72,8 и 13,0—90,3° К соответственно. JVL П. Орлова [120] отмечает, что при температурах выше 44° К данные П07] и [117] расходятся примерно на 5—8%, хотя сами авторы оценивают погрешность получения экспериментальных данных в этой области величиной 0,1%; более надежными являются результаты [117], полученные с помощью адиабатического калориметра.
77
Сопоставление расчетных значений плотности р жидкого кислорода на кривой насыщения с опытными данными [39]
Изобарная теплоемкость жидкого кислорода исследована экспериментально Э. Э. Шпильрайном в интервале температур —120—190° С и давлений 10—90 кГ/см2; полученные им данные приведены в справочнике [122]. Имеются также немногочисленные опытные данные Хоуджа [115] об изохорной теплоемкости кислорода в интервале температур 125—160° К и приведенных плотностей о = 0,56—1,52, которые частично относятся к области жидкости.
Расчетные данные о термодинамических свойствах жидкого кислорода до недавнего времени отсутствовали. В упомянутых ранее (гл. II) работах Роулинсона [14] и Ван-Иттербика и Ван-Дэйла [113] приведены только данные для кривой насыщения жидкости. В 1960 г. Ван-Иттербик и Вер-бек [43] с помощью составленного ими уравнения состояния получили значения ср в интервале температур 65—90° К при давлении до 150 кГ/см2. Стюарт и соавторы [73] рассчитали подробные таблицы термодинамических свойств кислорода, где наряду с данными о плотности представлены калорические величины (энтальпия, внутренняя энергия и энтропия) при давлениях до 300 атм для температур 86—300° К и до 140 атм для 56— 85° К.
