Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Опорные значения избыточной вязкости воздуха при плотностях менее 0,6 кг/дм3 рассчитаны нами по уравнению для газа [70]. Для нахождения этих значений в области более высоких плотностей ввиду ограниченности экспериментальных данных о жидком воздухе потребовалось использовать закон соответственных состояний. В монографии [217] отмечено, что для воздуха и двухатомных газов справедлива обобщенная
194
зависимость избыточной вязкости от плотности в приведенных координатах Аг)/Аг)кр=/ (р/Ркр). Поэтому мы определили отношения значений Ar) азота и кислорода при одинаковых приведенных плотностях в интервале со = = 1,4—1,8, где для обоих веществ имеются надежные опытные данные. Эти отношения в указанном интервале плотностей изменяются незначительно (от 0,968 до 0,982), поэтому было выбрано среднее значение отношения Ar)N,/At]Q2 и с его помощью на основании данных об азоте рассчитана избыточная вязкость воздуха при приведенной плотности до со — 3.0.
0,5 0,5 0,7 0,8 O1 ™
\ дм3
Рис. 30. Зависимость избыточной вязкости воздуха от плотности по опытным данным:
; — Г. П. Филипповой и И. П. Ишкина [168, 169]; 2 — С. Ф. Герфа и Г. И. Галкова [158]; 3 — Н. С. Руденко [155].
Полученная опорная кривая хорошо согласуется с данными [158] и частью опытных точек [168, 169] для изотермы —183° С. Данные [169] при температуре —140° С ниже этой кривой, что наблюдалось и при сопоставлении опытных значений вязкости газообразного воздуха.
Уравнение для расчета вязкости воздуха при плотностях менее 0,6 кг!'дм3 имеет вид
4P9T = % + Ю,76р + 61,47ра — 53,13р8 + 132,87р4. (126)
Применительно к жидкому воздуху это уравнение используется лишь при температурах выше 122° К.
Для интервала плотностей 0,60—0,93 кг/дм3 составлено отдельное уравнение, описывающее кривую Ar) = / (р) с максимальной погрешностью 2%:
Лр9 г—% = 34>33 + 141 >9 (P — °>6) + 350 (Р — °>6)2 + + 4762 (р — 0,6)3 — 41943 (р — 0,6)4 + 140 530 (р — 0,6)5. (127)
13*
195
По уравнениям (120)—(127) рассчитана вязкость жидкого воздуха и его компонентов при давлениях до 500 бар. Необходимые для расчетов значения плотности взяты из таблиц термодинамических свойств, приведенных в главах II—V, а г\т приняты по данным [70] (для температур ниже нормальной температуры кипения, как отмечено выше, данные [70] экстраполированы графически).
Расчетные значения вязкости были графически согласованы по изобарам с данными о рассматриваемых веществах в газообразном состоянии. Благодаря хорошей согласованности значений плотности, использованных для расчетов, при построении изобар почти не потребовалось корректировать величины вязкости. Так, для кислорода и воздуха значения вязкости жидкости и газа не были изменены, и только при давлении до 500 бар были пополнены данные на изотермах 170 и 180° К для кислорода и 160° К для воздуха, ограниченные в таблицах [70] давлениями 250—300 бар. Для азота были незначительно скорректированы (на 0,2— 0,4%) значения вязкости на изотермах 135—150° К при давлениях 300— 500 бар. Данные об аргоне были изменены на изотермах 170 и 180° К при давлениях 300—500 бар на 0,3—1,6% и при температурах 155 и 160° К и давлениях 100—250 бар в пределах 0,5%. Скорректированные величины вязкости были дополнительно сглажены по изотермам.
В табл. XIII—XVI приведены значения коэффициента динамической вязкости четырех веществ в жидком и газообразном состояниях в диапазоне давлений 1—500 бар и температур 65—150° К для N2, 75—180° К для O2, 85—180° К для Ar и 75—160° К для воздуха. Погрешность расчетных данных может быть оценена равной 3% для азота и 5% для остальных веществ, что является приемлемым для инженерных расчетов.
Таблица XIII Динамическая вязкость жидкого и газообразного азота
T 0K Ti-IO6, н-сек/м2, при р, бар
1 10 20 30 40 50 60 70 80
65 70 75 SO $5 90 95 100 105 НО 115 120 125 130 135 140 150 263,3 211,3 167,7 5,52 5,86 6,20 6,54 6,88 7,22 7,56 7,89 8,21 8,52 8,83 9,14 9,45 10,06 267,7 215,4 171,3 136,6 111,1 93,26 80,93 71,30 7,83 8,11 8,40 8,68 8,96 9,25 9,54 9,83 10,41 272,8 219,7 175,3 140,0 113,6 95,28 82,60 72,97 63,97 55,17 46,26 9,53 9,68 9,88 10,10 10,28 10,85 277,7 224,4 179,3 143,3 116,4 97,37 84,29 74,59 65,84 57,28 49,02 39,74 11,55 11,07 11,03 11,12 11,45 282,6 229,0 183,2 146,7 119,2 99,51 86,02 76,16 67,60 59,25 51,40 43,35 33,69 18,05 13,14 12,50 12,32 287,6 233,6 187,5 150,1 121,9 101,8 87,77 77,72 69,29 61,12 53,54 46,12 38,10 . 29,45 19,98 15,51 13,65 292,7 238,3 191,4 153,7 124,8 104,0 89,51 79,22 70,89 62,94 55,53 48,49 41,35 34,24 26,86 20,68 15,70 297,8 242,9 195,7 157,3 127,8 106,3 91,35 80,76/ 72,42 64,69 57,37 50,41 44,07 37,63 31,31 25,44 18,47 302,7 247,5 199,8 160,9 130,8 108,7 J93.19 82,29 73,92 66,36 59,10 52,55 46,33 40,33 34,62 29,23 21,47
196
Продолжение табл. XIIJ
T 0K Т). 10е, н-сек/м2, при р, бар
90 100 125 150 175 200 225 250 275
70 75 80 85 90 95 100 105 ПО 115 120 125 130 135 140 150 252,3 204,1 164,5 133,8 111,1 95,07 83,86 75,39 67,94 60,78 54,37 48,36 42,70 37,30 32,29 24,34 256,8 208,4 168,2 113,6 97,00 85,42 76,81 69,48 62,43 56,08 50,23 44,79 39,70 34,87 26,96 268,7 219,1 177,7 144,8 120,0 102,0 89,49 80,34 73,08 66,36 60,05 54,45 49,31 44,27 40,12 32,48 280,8 230,1 187,2 153,0 126,7 107,5 93,76 83,95 76,44 69,93 63,76 58,21 53,23 48,63 44,38 36,94 292,7 241,1 197,1 161,4 133,8 113,1 98,25 87,63 79,72 73,25 67,30 61,67 56,77 52,29 48,11 40,82 304,7 252,3 207,1 170,2 141,2 119,1 103,0 91,50 83,05 76,40 70,56 65,07 60,07 55,63 51,54 44,25 316,8 263,5 217,5 179,2 148,8 125,5 108,1 95,58 86,45 79,47 73,63 68,27 63,23 58,76 54,72 47,35 328,8 274,7 227,9 188,4 156,8 132,1 113,5 99,92 90,02 82,55 76,55 71,27 66,31 61,72 57,65 50,32 340,9 286,4 238,3 197,9 164,9 138,9 119,3 104,5 93,76 85,72 79,44 74,13 69,24 64,63 60,50 53,06
