Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях - Зубарев В.Н.
ISBN 5-283-00108-3
Скачать (прямая ссылка):
114.1 116,1 118,1 120,1
122.2
124.2
126.3
116,3 116,3 116,6 116,9
117.6
118.3 119,1 119,9
120.7
121.5
122.4
123.3 124,1 125,9
127.8
129.6
131.4 133,3 135,1 137,0 138,8
126,8 126,9 127,1 127,4 128,0
128.7
129.4 130,1
130.8
131.5 132,3 133,1
133.9 135,5
103 Азот
P а к а/а0 Л X Pr
140,0 1143,8 1,59 0,816 709,0 137,1 0,676
160,0 1171,8 1,62 0,796 713,4 138,8 0,672
180,0 1199,3 1,66 0,778 718,0 140,5 0,669
200,0 1226,2 1,69 0,760 722,9 142.1 0,666
220,0 1252,7 1,73 0,744 728,0 143.8 0,663
240,0 1278,7 1,76 0,728 733,2 145,5 0,660
260,0 1304,2 1,79 0,714 738,6 147,2 0,658
280,0 1329,2 1,82 0,700 744,1 148,9 0,655
Г= 2500 К
0,1 979,9 1,29 1,000 742,5 136,7 0,710
1,0 981,3 1,30 0,998 742,5 136,7 0,710
5,0 987,5 1,30 0,992 742,3 137,0 0,709
10,0 995,2 1,31 0,985 742,1 137,2 0,707
20,0 1010,6 1,33 0,970 741,8 137,8 0,705
30,0 1025,7 1,35 0,956 741,8 138,4 0,702
40,0 1040,7 1,37 0,943 742,1 139,0 0,699
50,0 1055,5 1,39 0,930 742,5 139,7 0,697
60,0 1070,2 1,41 0,917 743,1 140,3 0,694
70,0 1084,7 1.43 0,905 743,9 141,0 0,692
80,0 1099,1 1,45 0,893 744,8 141,7 0,690
90,0 1113,4 1,47 0,882 745,9 142,4 0,688
100,0 1127,4 1,49 0,871 747,1 143,1 0,685
120,0 1155,2 1,52 0,850 749,8 144,5 0,681
140,0 1182,5 1,55 0,830 753,0 146,0 0,678
160,0 1209,2 1,59 0,811 756,5 147,6 0,674
180,0 1235,4 1,62 0,794 760,3 149,1 0,671
200,0 1261,2 1,65 0,777 764,3 150,6 0,668
220,0 1286,5 1,68 0,762 768,6 152,2 0,665
240,0 1311,4 1,71 0,747 773,0 153,7 0,662
260,0 1335,8 1,74 0,733 777,6 155,3 0,660
280,0 1359,9 1,77 0,720 782,3 156,9 0,657
300,0 1383,5 1.80 0,707 787.2 158,4 0,655
3.2. Водород
Водород имеет две модификации, отличающиеся взаимной ориентацией ядерных спинов атомов: параводород (/J-It2) и ортоводород (о-Н2). В настоящей работе рассчитаны теплофизические свойства так называемого нормального водорода (п-H2). Последний определяется как водород, находящийся в равновесном состоянии при высоких температурах и содержащий 75% O-H2.
В [104] показано, что термодинамические поверхности параводорода и нормального водорода совпадают в координатах pvT при температурах выше температуры Бойля (Г> 110 К). При температурах выше 500 К не только термические, но и калорические свойства становятся фактически одинаковыми.
В табл. 3.4 приводятся краткие сведения об экспериментальных работах, посвященных исследованию сжимаемости нормального водорода.
Среди экспериментальных работ о сжимаемости нормального водорода необходимо отметить работу Михельса с сотрудниками [108], в которой плотность измерена в широком интервале температур и давлений. Данные отличаются высокой точностью. Наименее точными являются данные [106]. Авторы оценивают погрешность своих данных в 0,1—0,2% при температуре до
104 Таблица 3.4. Работы по экспериментальному исследованию сжимаемости
нормального водорода
AT. К Ар, МПа Авторы Литература
273 473 0—10 Хольборн, Отто (1925) [105]
273 -673 0—100 Бартлетт, Капплес, Тремерн [106]
(1928)
273—573 2,5 100 Вибс, Гэдди (1938) [107]
98 —423 0 300 Михельс, де Грааф, Вассенаар [108]
(1959)
473,15 К, однако при температуре 573,15 К погрешность возрастает до 0,4 - 0,5% и при 7"=673,15 К она может быть еще и больше.
Для получения уравнения состояния нормального водорода вида (1.3) мы имели данные в интервале температур T= 98 -^673 К и давлений р = 0 = 100 МПа. Для обработки использованы данные из области параметров состояния, лежащей ниже критической изохоры нормальною водорода. Предварительная обработка подтвердила низкую точность данных работы [106] при температурах выше 473,15 К, поэтому некоторые из них были исключены из используемого набора точек. Обработано 108 экспериментальных точек: 52 из работы [108], 21 — из [106], 17 из [107] и 8 - из [105]. Области экспериментальных данных перечисленных выше работ представлены на рис. 3.1; заштрихована область данных, использованных при получении уравнения состояния.
Из литературы [1, 109] известно, что для водорода существенное значение имеет квантовая поправка ко второму вириальному коэффициенту. Для потенциала Леннарда-Джонса (12-6) получено следующее выражение суммарного второго вириального коэффициента:
в *=[в:„+х*2в-,+х**в'„+...]+х *3в;>,
где B't„— обычное классическое выражение для второго вириального коэффициента; B'h Ви квантовые поправки; В'0 -второй вириальный коэффициент идеального газа; X* = X/а = И/о рё квантовомеханический параметр.
По данным [I] для водорода квантовомеханический параметр X* = 1,729, т. е. больше, чем для рассматривавшихся нами до сих пор газов; отсюда квантовая поправка имеет существенное значение, и ее необходимо учитывать.
Значения В]. Bi,, а также В*0 рассчитаны и табулированы в работах [1, 109, 110]. В работе [110] рассчитаны значения приведенного второго вириального коэффициента с учетом квантовых поправок в интервале Т* = 3-М 00.
Отметим, что в интересующей нас области температур составляющая квантовой поправки третьего порядка пренебрежимо мала, поэтому в расчетах учтены лишь две поправки: Bi и В"п. На рис. 3.2 представлены составляющие поправки к классическому второму вириальному коэффициенту. Зависимость классического приведенного второго вириального коэффициента и второго вириального коэффициента с учетом квантовой поправки от приведенной температуры показана на рис. 3.3. Как видно из рисунков, квантовая поправка имеет существенное значение лишь при Г* <10.
