Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
191
На рис. 51 показана изученная в [4.6] область диаграммы
4.3. Сравнение экспериментальных и расчетных данных
При сравнении калориметрических опытных данных с рассчитанными по термическому уравнению состояния необходимо иметь в виду, что для измерения Я, \х и бг двуокиси углерода применяли проточные схемы, что, естественно, затрудняло поддержание чистоты исследуемого газа на высоком уровне и поэтому оценки состава продукта являются средними. В области состояний, удаленной от кривой насыщения, небольшие примеси воздуха не являются опасными [4.2, 4.3], но вблизи линии конденсации и в околокритической области даже небольшие примеси неконденсатов и влаги могут очень сильно исказить результаты измерений*. Из рассмотренных работ наиболее надежной в смысле чистоты исследуемого вещества является работа МЭИ по изотермическому дроссель-эффекту [4.6].
АН,кДж/кг Ь,0
-4,0 4,0
-4,0
-4,0 4,0
-4,0
\ Р=2С 05ар < > <
-ч ----1 о -3
р=15і
Л' ****
р = 10 щ
) < ( >
р=50 бац
1 -4 ^ 1 >
50 ЮО
150
200 250 300 і?С
Рис. 52. Отклонения Д#=Я0п — #табл значений энтальпии СОг, найденных по измерениям адиабатного дроссель-эффекта (/), теплоемкости сР (2), энтальпии (3) от вычисленных по термическому уравнению состояния [4.4]
* Зависимость энтальпии и изотермического дроссель-эффекта от состава смеси в надкритической области системы СОг — N2 изучали в [4.2] и [4.8]. В [4.3] предложена методика расчета Ясм и 6т, см.
192
Расхождения значений энтальпии, полученных разными способами в [4.4, 4.7, 4.10], обычно не превышают оцененных ошибок (см. рис. 52).
Из рис. 53 следует, что рассчитанные по рекомендуемому в настоящей книге уравнению состояния значения бг очень хорошо согласуются с опытными данными МЭИ и лишь в одном случае расхождение превышает оцененную ошибку измерений.
о о ° • о 0 © о • о о о ф °* фО о с • ф • •• • ф о © ® О д • д ф © а д ф •
© д ф д ® дА ® ® ) 0 а © о Ъ253К • Т=303К о 263 ф 313 © 273 • 323 в Ж Д • 293 а #и ф ® •
^5 ?5 45 ^
Рис. 53. Отклонения опытных данных МЭИ по изотермическому дроссель-эффекту СОг от рассчитанных до уравнению состояния
Экспериментальное значение Кейса и Коллинза [4.29] при Г = 300 К и р«2,5 бар удовлетворительно согласуется с данными настоящей работы (расхождение равно 1,7%). Опытные данные [4.22, 4.23] охватывают интервал температур 15—45° С при давлениях до 45 бар и располагаются ниже на 1—8%, причем отклонение возрастает по мере увеличения давления и температуры. По нашему мнению, вероятной причиной такого отклонения опытных данных [4.22] является побочный теплообмен между потоком газа на измерительном участке и выходящим из калориметра.
В результате сравнения опытных данных об адиабатном дроссель-эффекте [4.1, 4.32] с рассчитанными по уравнению состояния установлено, что при температурах выше 323 К расхождение между сравниваемыми данными, как правило, меньше 0,01 К/бар, но по мере понижения температуры расхождения при низких давлениях становятся закономерными и боль-
13-2961
193
шими по величине (до 0,13 К/бар при р=\ атм и Г=248 К), причем [Хоп<м-расч (см. также разд. 4.1). Относительно большие отклонения имеются также на изобаре р = 73 атм вблизи Гкр. В жидкой фазе (вплоть до самых низких температур) расхождение между данными Роэбука и рассчитанными по термическому уравнению состояния обычно не превышает 0,003—0,005 К/бар.
Поскольку опытные данные о бг и \л двуокиси углерода не являются полными, мы считали полезным привести в настоящей работе значения бг и \л (табл. 40 и 41), рассчитанные по тому же уравнению состояния, которое использовано при составлении основных термодинамических таблиц.
Представленные здесь результаты сравнения позволяют утверждать, что использованные при построении уравнения состояния опытные данные о сжимаемости и теплоемкости ср хорошо увязываются с наиболее надежными экспериментальными данными о зависимости энтальпии С02 от давления и температуры.
194
Таблица 40
р,, К/бар, при 7\ К
р, бар 225 250 275 300 320 350 400 500
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000
0,0136 -0,0151 -0,0164 -0,0177 -0,0188 -0,0199 -0,0210 -0,0219 -0,0229 -0,0237 -0,0254
0,0056 0,0023 —0,0006 -0,0030 —0,0052 -0,0070 —0,0087 —0,0102 -0,0116 —0,0128 —0,0151 —0,0187 -0,0216 -0,0240 —0,0261 -0,0279 —0,0296 —0,0311 —0,0336 —0,0368 —0,0393
1,3737 0,0405 0,0293 0,0215 0,0155 0,0108 0,0069 0,0036 0,0008 -0,0016 -0,0056 -0,0114 -0,0156 -0,0187 -0,0211 -0,0231 -0,0249 -0,0264 -0,0290 -0,0323 -0,0350 -0,0374 -0,0394 -0,0411 -0,0425
1,0868 1,0755 0,1759 0,0973 0,0672 0,0496 0,0377 0,0289 0,0220 0,0165 0,0081 -0,0027 -0,0095 -0,0142 -0,0177 0,0205 -0,0226 -0,0244 -0,0274 -0,0307 -0,0335 -0,0361 -0,0386 -0,0412 -0,0439
