Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях - Зубарев В.Н.
ISBN 5-283-00108-3
Скачать (прямая ссылка):
Средняя квадратическая погрешность описания экспериментальных данных о коэффициенте сжимаемости фтора предлагаемым уравнением состояния составляет 0,036%.
135 р, м no
15
10
О
100
Рис. 3.6. Область обработки экспериментальных данных о сжимаемости фтора в газообразном состоянии
Так как экспериментальные данные о вязкости и теплопроводности фтора в интересующей нас области параметров состояния отсутствуют, то совместная обработка данных о сжимаемости и свойствах переноса не производилась. Для расчета таблиц теплофизических свойств использованы константы уравнения состояния, приведенные ниже.
Коэффициент динамической вязкости при атмосферном давлении рассчитан по уравнению Энскога (124), в котором использована аппроксимация //fl' приведенная в § 2.1.
Вязкость при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению с тремя 200 Г, К членами ряда (1.25). Константы аппроксимации комплексов ?*/]/fi(2-2)* и CrJJfl'2-2'* использованы те же, что и в § 2.1.
Теплопроводность при пониженном давлении рассчитана по уравнению Мейсона и Мончика (1.27). Функция ?0 (Г*) для фтора аппроксимирована полиномом P0(Tt) = Hmi(EKkT)Y'. Теплопроводность фтора при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению вида (1.25), в котором
?l/?>/n<2.2,.= ? pj{E,{kTp. J=I
CifPiciW= ? чЛфтр-і= і
Значения коэффициентов аппроксимации и соответствующих им степеней аргументов для Cl f13)/П(2 2)* использованы те же, что и в § 2.1. Значения Bl для фтора рассчитаны, и произведена их аппроксимация.
Для расчета калорических функций фтора использованы значения идеально-газовых функций по данным [42, 112]. Значения идеально-газовых функций аппроксимированы полиномами вида (3.2) в интервале 70—1100 К. За начало отсчета энтальпии принят 0 К. Получены следующие значения констант аппроксимации:
P0 =4,78823089-10° J1 = —2,79739038 ¦ 10"1 J2 = -7,96216193 IO"2
Ct0=4,62881033 ¦ 10° Oc1=-8,20664478 10~ Ct2 = 2,52105188 - Ю-1 а =-4,11459926 10"
Ct4 = 3,70517498 - 10 3 а5=-1,73135527-Ю"4 а6 = 3,26999627 -10"6
J3 = 3,39267513-10
Y0 = 3,50628787 • IO1 у і = —7,67754312' 10° T2 = 2,38573453-10° Y3= —4,35002653-10"1 у4=4,35634000-IO"2 75=-2,21839129-10"3 76 = 4,47923425 -IО"5
р;= -4,45752034 -IO"3 J5=2,56340567-10"4 J6=-5,50848910-10~6
Точность аппроксимации c''/R составляет 0,1; (Л°—h0)IRT— 0,04 и s°/R — 0,19%.
Таблицы теплофизических свойств фтора рассчитаны в интервале 300— 1000 К. Нижний предел таблиц по давлению определяется началом заметной диссоциации фтора. Диссоциация фтора происходит по схеме F2±?2F. Константа равновесия Icp=PfIPf2 в предположении идеальности F2 и F дана в зависимости от температуры в [42].
В качестве критерия выбора наинизшего давления, при котором возможен расчет таблиц при данной температуре, взято следующее условие: (pFl Pp2) • 100^0,5%. Рассчитанные значения минимальных давлений в соответ-
136 ствии с указанным условием следующие:
Т, К.................. 400 500 600 700 800 900 1000
/W МПа......... 7¦ IO-12 1,1-10 7 7• IO"5 7,8-Ю'3 0,26 4 36,5
При 900 и 1000 К приведенные значения являются ориентировочными,
вследствие того, что оценка проведена по значению кр, рассчитанному без учета реальности газа.
Верхняя граница таблиц по давлению определяется плотностью р= = 550 кг/м3, выше которой точность уравнения состояния с пятью вириальными коэффициентами снижается и значения термодинамических функций содержат значительную погрешность.
При обработке экспериментальных данных и расчете таблиц фтора использованы следующие значения физических констант: масса моля ц=37,9968 г/моль; газовая постоянная R = 218,807 Дж/(кг - К);
константы потенциала Леннарда-Джонса (12-6); b0 = 1,26800- IO-3 м3/кг; е/к= 108,326833 К.
Константы аппроксимации вириальных коэффициентов:
00 = 5,99149141 10"1
01 = —6,91473629 -10"1 а2=~ 8,39099593 -10° 03 = 2,06252913-101 o4= —3,66271635 • IO1 «5=4,21921628 • IO1 а6= —3,12862494- IO1 O1= 1,42911865 - IO1 аа= —3,64597613 ¦ 10° а9 = 3,96345407 -IO"1 <4=6,27240901 -10" 3 </, = 1,98980916-10° ?/2=-1,26189800-101 </3=4,62769040 IO1 <?= -1,16759341 -IO2 </5 = 1,94064619 IO2
</6 = — 1,91704442 -102 </7 = 1,05851342-IO2 dg= —2,73812054- IO1
C0 = 2,43846242 -IO1 (-, = 7,25418597-10"1 c2=-3,32279306-10° C3=9,20305447 • 10° c4= -1,01469910- IO1 C5 = 5,54006866 -10° c6=-1,81316434-10°
е0=8,44759355 -10"1 е, = 1,59590766 -IO1 е2= -1,08295331 IO2 «>з = 3,69941916-IO2 е4= -6,77677195- IO2 «>5=6,28281990-IO2 е6 = -2,29928318- IO2
Константы аппроксимации второго и третьего вириальных коэффициентов, а также комплекса//О'2-2'* приведены в § 2.1. Коэффициенты аппроксимации и степень аргументов для функций ?0 и ?j/P'/fl'2 фтора приводятся ниже:
/я, = -3,26596-10° j, =4
ш2 = 4,20907 10° j2 = 3
«з = — 5,04769 -10"1 J3 = 2
/и4=-1,32026-10° j4=i
w5 = 1,31558 -10° j5=O
р, = 1,87002- IO1 j1 =2,5
/72=-3,99276-101 j2 = 2,0
/»З = 3,12712 - IO1 j3 = 1,5
P4= —1,19124 - IO1 j4 = I5O
P5 = 2,87623-10° j5=0,5
