Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.
Скачать (прямая ссылка):
4^- - 1 +2,45•10"3JtN, —6,75-10"5?, +7,5•10"7JtN,. (94)
В дальнейшем были рассчитаны приведенные давления азота на шести изотермах в интервале т = 1,0905—1,4540 и со = 1,5913—1,9372 (сов = = 2,3—2,8) и затем по уравнению (94) найдены соответствующие значения приведенного давления воздуха. В табл. 31 представлены значения приведенного давления азота и воздуха для исследуемой области высоких плотностей, где экспериментальные данные о воздухе отсутствуют.
После экстраполяции изотерм воздуха следовало перейти к построению изохор. Однако плотность жидкого воздуха в состоянии насыщения р' плохо исследована экспериментально, в связи с чем потребовалось предварительно уточнить ее значения.
Таблица 31
Приведенные давления азота и воздуха в соответственных состояниях для области высоких плотностей
со При T3 X = = 150° К; 1,0905 При тв X = = 160° к; 1,1632 При Гв = 170° К; X = 1,2359
^n2 *В лв
2,3 1,5913 7,449 7,340 9,117 8,962 10,76 10,55
2,4 1,6605 9,349 9,186 11,22 11,00 13,05 12,77
2,5 1,7297 11,70 11,46 13,78' 13,47 15,81 15,43
2,6 1,7988 14,59 14,25 16,89 16,47 19,14 18,63
2,7 1,8680 18,12 17,64 20,67 20,10 23,14 22,47
2,8 1,9372 22,46 21,82 25,28 24,50 28,02 27,15
144
Продолжение табл. 31
G) При тв = 180° к; T : 1,3086 При тв = 190° к; X = 1,3813 При Тв X ' = 200° к; 1,4540
V в 31N2 яв 31N2 • *В
2,3 1,5913 12,39 12,13 13,98 13,66 15,53 15,16
2,4 1,6605 14,86 14,51 16,62 16,21 18,35 17,87
2,5 1,7297 17,82 17,36 19,77 19,23 21,68 21,07
2,6 1,7988 21,35 20,75 23,50 22,82 25,61 24,84
2,7 1,8680 25,58 24,81 27,95 27,08 30,26 29,29
2,8 1,9372 30,71 29,72 33,31 — 35,86 —
В работе [70] получены расчетные значения ортобарической плотности воздуха. При температурах ниже 90° К р' определена по соответствующим величинам для компонентов воздуха с учетом экспериментальных данных об изменении объема при смешении; выше 100° К для расчета использована обобщенная зависимость р7ркр = / (7s/7Kp), полученная в [70] обработкой опытных данных об азоте и кислороде (в качестве величин рКр и 7КП для воздуха приняты параметры критической точки контакта).
Выше показано, что закон соответственных состояний соблюдается точнее в области высоких плотностей при использовании опорной точки подобия на кривой Бойля, выбранной при Z0 = 0,3. Поскольку эта точка близка к пограничной кривой жидкости, интересно проверить, совпадают ли для азота и кислорода зависимости плотности кипящей жидкости от температуры в приведенных координатах при образовании последних с помощью параметров новой опорной точки. С этой целью была определена кривая Бойля кислорода и найдена на ней точка со значением Z0 = 0,3, параметры которой составляют: T0 = 161,00° К, р0 = 0,5808 кг/дм3. Затем по сглаженным опытным значениям плотности жидких азота и кислорода в состоянии насыщения [70] определены величины со' для обоих веществ при одинаковых т5 (табл. 32).
Из табл. 32 видно, что в интервале т = 0,48—0,88 значения со' азота
и кислорода при равных т5 согласуются в пределах -+0,10ч--0,22%,
и лишь по мере приближения к критической температуре наблюдаются более существенные расхождения. Справедливость обобщенной зависимости со' = / (т5) для азота и кислорода позволяет полагать, что она соблюдается также и для воздуха. Поэтому нами рассчитана плотность жидкого воздуха в состоянии насыщения на основании параметров его опорной точки Z0 = 0,3 по зависимости со' = / (т5) для азота.
Полученные значения р' воздуха несколько отличаются от данных [70], однако при температурах до 128° К расхождения в основном не превышают ±0,5%. В околокритическом районе новые данные были
3 _
сглажены графически в координатах р', УI — ts для согласования с критической плотностью воздуха ркр = 0,3129 кг/дм3; в итоге расхождения с величинами [70] при T = 130—132° К превысили 1%, однако улучшилось согласование с экспериментальными данными [125, 144]. При температурах ниже 82° К нами приняты преимущественно полученные ранее значения р' воздуха, опирающиеся в этой области, как отмечено выше, на экспериментальные данные о его компонентах и практически совпадающие с новыми данными в интервале 76—83° К.
Ю Зак. 1978
145
Таблица 32
Приведенные плотности азота и кислорода в состоянии насыщения со' по данным (70)
со' со' Со'
N2 O2 N2 O2 Ts N2 O2
0,48 2,059 2,057 0,64 1,840 1,840 0,80 1,558 1,559
0,50 2,034 2,033 0,66 1,809 1,809 0,82 1,514 1,516
0,52 2,008 2,007 0,68 1,778 1,778 0,84 1,467 1,469
0,54 1,982 1,981 0,70 1,745 1,745 0,86 1,415 1,418
0,56 1,955 1,954 0,72 1,710 1,710 0,88 1,358 1,361
0,58 1,927 1,927 0,74 1,675 1,675 0,90 1,290 1,295
0,60 1,899 1,899 0,76 1,638 1,639 0,92 1,208 1,215
0,62 1,870 1,870 0,78 1,599 1,600 0,94 1,099 1,108
На рис. 21 (аналогичном приведенному в монографии [70]) сопоставлены принятые в настоящей работе значения плотности жидкого воздуха в состоянии насыщения с приведенными в таблицах [70] для воздуха и его основных компонентов. Новые данные удовлетворительно согласуются с частью экспериментальных величин, а расхождения с результатами [70] гораздо меньше разброса опытных [125, 144] и расчетных [140, 145] данных.
