Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Из краткого обзора видно, что экспериментальные р, i>, Т-данные различных авторов получены при разных температурах и давлениях. Поэтому при графическом согласований данные были предварительно сглажены по изотермам и приведены к одинаковым давлениям. Сопоставление по изобарам показало, что хотя разброс данных, полученных отдельными авторами, в основном незначителен, расхождения превышают указываемую исследователями погрешность эксперимента.
Наиболее подробными являются данные Ван-Иттербика и соавторов [42, 46], в совокупности охватывающие почти всю область температур от тройной точки до критической. Результаты [42] и [46] при температуре 90° К согласуются между собой с погрешностью 0,05—0,10?^. При сравнении с данными других авторов в широком интервале температур не обнаруживается систематических расхождений в отличие от аналогичного сопоставления данных Ван-Иттербика и Вербека [42, 43, 83] об азоте и кислороде. Только на изотермах 134,40 и 136,02° К значения плотности [46] в ряде точек занижены на 0,3—0,4%.
Значения плотности, полученные Михельсом, Левельтом и Де Грааф-фом [123], на изотермах 133,15 и 148,15° К выше данных [46] на 0,2%, а при температурах 138,15 и 143,15° К расхождения между ними в основном не превышают ±0,1 %: лишь две точки [123] при 143,15° К и давлениях до 70 бар расположены ниже на0,4—0,5%. ДанныеИ. А.Роговой и М. Г. Ka-ганера [127] на изотерме 138,12° К практически совпадают с указанными в [46], но в области более низких температур систематически меньше их (на 0,2% при 123,07° К и на 0,3—0,4% при 90,13° К). Результаты [127] для жидкости вполне удовлетворительно согласуются с данными [123], хотя в околокритическом районе между обеими группами данных имеются расхождения, отмеченные в работе [127].
Выбор опорных значений плотности жидкого аргона первоначально проводился до максимально достигнутого в опытах давления —300 бар. В основу сетки опорных величин были положены данные Ван-Иттербика и соавторов [42, 46], а в области температур, охваченной экспериментом Михельса, Левельта и Де Грааффа [123], —также и результаты этих исследователей. Сверхкритические изобары опорной сетки были согласованы с расчетными данными [70] о газе, что не представляло затруднений, так как последние получены на основании результатов [123]. В области низких температур изобары жидкости были незначительно экстраполированы до кривой затвердевания. В связи с этим целесообразно рассмотреть имеющиеся для нее данные.
Зависимость температуры плавления (затвердевания) аргона от давления изучена рядом авторов. Симон, Руэман и Эдварде [85, 130] и Брид-жмен [82, 88] исследовали кривую плавления при высоких давлениях (от 1000 до 6000 кГ/см2). Позднее Клюзиус и Вейганд [131] провели эксперименты в интересующей нас области умеренных давлений (до 200 атм). Сравнительно недавно Михельс и Принс [132] получили опытные данные для кривой плавления аргона (а также для кривых плавления криптона
101
и ксенона) при давлениях от 0,68 до 1497 атм. Результаты [131 ] и [132] хорошо согласуются: расхождения не превышают 0,08 град (1 атм); указанные данные были использованы нами для определения зависимости температуры затвердевания аргона от давления.
В литературе приведены лишь четыре опытных значения удельного объема аргона на кривой затвердевания при давлениях 1; 2000; 4000 и 6000 кГ/см2 [82]; значение 0,702 дм3/кг при р = 1 кГ/см2 неудовлетворительно согласуется с удельным объемом жидкости в тройной точке v' = = 0,7067 дм3/кг, полученным в [70] на основании экспериментальных данных Матиаса, Кроммелина и Камерлинг Оннеса [133]. Поэтому для аргона, в отличие от азота, нельзя надежно определить плотность на кри-
058 OM
0.58 0,60
I I 3 -О--- -О---
2 о--- -о--- -о--
0.58
!
°-°—I °—\ In. 7 -о--- -о--
о
2
wtl
Рис. 15. Отношение значений плотности жидких азота и аргона в функции приведенного давления и при одинаковых приведенных температурах т: / — 0,6586; 2 — 0,7378; 3 — 0,8170.
вой затвердевания при заданном давлении, и изобары опорной сетки были экстраполированы до температур затвердевания таким образом, чтобы получилась плавная кривая затвердевания в координатах плотность — температура.
С целью экстраполяции опорных данных в область более высоких давлений (до 500 бар) использована та же методика, что и для кислорода. Были проанализированы отношения значений плотности жидких азота и аргона при одинаковых приведенных температурах и давлениях. На девяти рассмотренных нами изотермах в интервале т = 0,5727—0,9755 и я = 0,408—6,125 эти отношения изменяются в зависимости от давления на 1—2%, причем по мере роста температуры интервал изменения на изотермах увеличивается (рис. 15).
Отношения pN,/pAr на изотермах были экстраполированы до давления 500 бар; экстраполированные участки кривых показаны на рис. 15 пунктиром. Рассчитанные затем значения плотности аргона были сглажены по изобарам, согласованы с данными [70] о газе и экстраполированы до кривой затвердевания. После сглаживания по изобарам снова проверена плавность отношений pN2/pAr на изотермах. В итоге обработки данных по двум сечениям обеспечена плавность экстраполированной части поверхности состояния жидкого аргона. Поскольку pN2/pAr на большинстве изотерм изменяются в узких пределах и экстраполяция их по давлениям не
