Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Табличные данные для жидкой двуокиси углерода сообщаются в [1.13, 1.15, 1.16, 1.24, 1.36, 1.37, 1.42, 1.89, 1.100]. Напомним, что в предыдущем издании этой книги [1.24,] таблицы термодинамических величин для жидкой СО2 базируются на данных [1.89]. До последнего времени наиболее полными являлись таблицы Головского и Цымарного [1.16, 1.36]. Эти таблицы рассчитаны по уравнению состояния, которое составлено на основании графоаналитической обработки опытных /?, V, Г-дан-ных, полученных авторами в ОИИМФ [3.16, 3.18]. Таблицы ОИИМФ в целом удовлетворительно согласуются в перекрывающихся областях с табличными данными настоящей работы и.[1.42]. Более ранние таблицы [1.89, 1.100] основаны на недостаточно точных исходных /?, и, Г-данных, имевшихся к тому времени, и по этой причине, а также из-за некоторых дефектов расчетных методик (см. подробнее в [1.24], стр. 230) должны быть признаны устаревшими.
Как видно из табл. 1, до недавних пор основное внимание уделялось табулированию термодинамических величин газообразной двуокиси углерода, причем большая часть опубликованных до 1964 г. таблиц составлена с использованием различных графических и графоаналитических методов по имевшимся к тому времени /?, V, Г-данным. В работах Свайгерта, Вебера, Аллена [1.99] и Прайс [1.94] необходимые для вычис-
ления Я и 5 значения производной [—) определялись
чисто графическим способом.
В 1957 г. Калафати и Румшиский [1.41] указали на существенные дефекты таблиц Свайгерта и, пользуясь численными методами, на основании табличных данных [1.86, 1.94, 3.71] составили другие таблицы, которые позднее были включены в некоторые справочные пособия (см. [1.38, 1.49]).
Обычно для повышения точности определения производной
только часть последней определяется графическим
дифференцированием, а большая часть производной вычисляется аналитическим путем. При табулировании термодинамических функций С02 разными авторами было использовано
Т 1
ли для определения производной (jp^ ) пользоваться ве-
ной
несколько способов разделения всей производной {•—)
на графически и аналитически дифференцируемые части. В 1931 г. Деминг и Шуп, исходя из того, что кривые а = f(T) по изобарам имеют значительную кривизну, предложи-
' ду\
\дТ)р личиной
a-&-v-v(±--l). (1.1)
Из равенства (1.1) следует, что
/il\e^_(*L). (1.2)
\дТ)р р \дТ)р
Величина а строится как функция от температуры по изобарам и графическим дифференцированием определяется производная • Так как производная (jj^^J часто составляет небольшую долю от искомой производной 9
то погрешность графического дифференцирования величины а мало сказывается на точности определения производ-
(—\ 9 Однако, как показано в [1.24], для С02 сущест-\дТ }р
вует достаточно большая область состояний, в которой производная (— \ составляет до 50% от величины (— ) и по-\дТ 1Р \дТ /р
грешности графического дифференцирования по способу Де-минга и Шуп могут быть значительными.
Соответственно понижается и вероятная точность табличных значений Н и 5 в однофазной области, полученных Нью-иттом с соавторами [1.89] по опытным /?, v, Г-данным Амстердамской лаборатории с помощью способа Деминга и Шуп. Так, например, по энтальпии СОг в интервале температур 25—150° С обычные расхождения табличных данных [1.89] и вычисленных Михельсом и Де Гроотом [1.86] другим графоаналитическим методом по тем же исходным р, v, Г-данным составляют ± (4—8) кДж/кг, а максимальные расхождения 13 кДж/кг. При построении Я, s-диаграммы по данным [1.89] Котляревским обнаружено, что величина работы адиабатного сжатия в жидкой фазе от линии насыщения до 100—300 атм,
выраженная через разность антальпий Д# ^ , больше вели-
Рн
чины работы проталкивания несжимаемой жидкости v'Ap. Этот факт противоречит первому началу термодинамики [1.33].
Табулированные в [1.89] значения ср и cv найдены численным способом ino табличным величинам Н и s (с шагом 10 и 20 К) и графически сглажены в двух сечениях. Предпочтителен
12
метод, предложенный Гавличеком и Мишковским,—построение изолиний Ср = const в р, Г-диаграмме. Но наилучшими диаграммами для согласования данных по ср и их сглаживания
являются Ср, v и — , р, причем в первом случае наносят
ср
изобары, а во втором — изохоры.
Сказанное выше вполне объясняет большие расхождения между табличными [1.89] значениями ср и опытными данными, полученными в МЭИ [5.13] и во ВТИ [5.26].
В работе А. Михельса, Бейл и С. Михельс [1.85] для вычисления Fy иу s и cv двуокиси углерода по опытным р, и, Г-данным Амстердамской лаборатории использован графоаналитический способ, получивший позднее название способа Михельса. Здесь для повышения точности определения производной /—) графическому дифференцированию подвер-\дТ/Р
гается отклонение А изохоры от прямой, проходящей через две точки на данной изохоре, т. е. от ее секущей:
Др= [PVA— (/ЮА)лин]р. (1-3)
Здесь pvA определяется по уравнениям изотерм типа
/юА= А + Bdk + CdA2 + W + EdS + FdA* + ША8, (1.4)
которые передают исходные данные с погрешностью менее 0,3%. Прямые на всех изохорах проводились через соответствующие точки на изотермах 40,105 и 99,767° С и коэффициенты уравнений прямых вычислялись с помощью полиномов (1.4) для этих изотерм.
