Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях - Зубарев В.Н.
ISBN 5-283-00108-3
Скачать (прямая ссылка):
173 На рис. 3.10 показан ход неаддитивного третьего вириального коэффициента оксида углерода.
В результате обработки экспериментальных данных о сжимаемости получены константы потенциала Леннарда-Джонса (12-6) для оксида углерода: =2,25415588 • IO"3 м3/кг; ф= 100,473972 К.
Средняя квадратическая погрешность описания экспериментальных данных полученным уравнением состояния оксида углерода составляет 0,11%, причем данные [132] описываются с погрешностью 0,06, данные [131]—с погрешностью 0,14 и данные [133] с погрешностью 0,3%.
В обработку включены только три точки из работы [133]:
Г= 473,15 К; р=209,3 МПа;
T= 573,15 К; р = 236,5 МПа;
Г= 573,15 К; р=256,6 МПа;
р=603,13 кг/м3; р=582,32 кг/м3; р=602,30 кг/м3.
Это связано с ограничением уравнения состояния, основанного на использовании потенциала Леннарда-Джонса (12-6), по плотности при невысоких температурах из-за наличия только пяти вириальных коэффициентов. Эти точки, естественно, имеют малый вес, однако дают возможность проверить, насколько хорошо экстраполируется уравнение состояния. Отклонение расчетных значений сжимаемости от экспериментальных при указанных выше параметрах составляет 0,3%, что соответствует точности эксперимента в работе [133].
По полученному уравнению состояния рассчитаны таблицы термодинамических свойств оксида углерода.
Таблицы идеально-газовых функций оксида углерода представлены Национальным бюро стандартов США [36]. Приведенные в [36] значения энтальпии, теплоемкости и энтропии аппроксимированы полиномами вида (3.2) по обратным степеням температур в интервале 300—3000 К. Средняя квадратическая погрешность аппроксимации энтальпии 0,006, теплоемкости—0,02 и энтропии—0.01 %.
За начало отсчета энтальпии принято состояние кристалла при 0 К. По данным [37] для оксида углерода теплота сублимации A/ig = 8,034 кДж/моль. С учетом последней коэффициенты аппроксимации идеально-газовых функций оксида углерода имеют следующие значения:
«0=4,5860747 10° Oi= -0,89044561 -10° Ct2 = 1,32679977 -10° а3=-4,90518433 IO1 oi4=9,27972959 IO-2 а5=-7,12129042 IO-3
?o=4,64629732 10° Ji =-3,66319829 IO"1 J2=-4,69593035 IO"1 J3 =-4,73606790 IO"2 J4=4,18171508 -HT1 Js =-2,40801733-10"1 J6= —4,67556651 - IO"3
7О = 3,94746533 • IO1 7! = — 2,91275242 • 101 72 = 3,65579511 -IO1 73= —3,02383715 • IO1 74= 1,55865856- IO1 75=-4,80514119-10° 76 = 8,07607057-10"1 -у7 = _ 5,67607900 -IO"2
Свойства переноса оксида углерода рассчитаны на основе потенциала Леннарда-Джонса (12-6) с параметрами, полученными по данным о сжимаемости.
Коэффициент динамической вязкости при атмосферном давлении рассчитан по уравнению Энскога (1.24), в котором использована аппроксимация/|3)/0(2'2)*, приведенная в § 2.1.
Вязкость при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению с тремя членами ряда (1.25). Константы аппроксимации комплексов fi*/j3)/0(2'21" и С'/і3»/0<2-2" использованы те же, что и в § 2.1.
Теплопроводность при атмосферном давлении рассчитана по уравнению Мейсона и Мончика (1.27). Функция ?0(T*) для оксида углерода рассчитана и аппроксимирована полиномом
?o(T-)= ? т,(фт))\
174 Теплопроводность оксида углерода при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению вида (1.25), в котором
W _ * (±У'
Для комплекса C'f[3> использованы те же значения констант
аппроксимации и соответствующих им степеней аргументов, что и в § 2.1.
Значения Bi для оксида углерода рассчитаны по методике, предложенной в [22], и комплекс Bffii*/О!1 2)* аппроксимирован полиномом по обратным степеням приведенной температуры.
Коэффициенты аппроксимирующих полиномов и степени аргументов в них для ?o и B{f).3)/Cli2 2h оксида углерода приводятся ниже:
w1 = 7,33990 ¦ IO2 Sl = 5 Pi = -5,76250 10° Sl =2,5
w2 = -7,36240-IO2 S2 =4 Pi = 1,72150-IO1 S2 =2,0
w3 = 2,60430-IO2 S3 = 3 Pi = -1,70650-IO1 S3 = 1,5
w4 = -3,26020 -IO1 j4 = 2 P¦ = 6,76200-10° j4 = 1,0
w5 = -1,17570-10° ss = 1 Ps = 1,48910- IO"1 S5 =0
w6 = 1,76900-10° S6 =0
При расчете таблиц теплофизических свойств использовались следующие значения физических констант оксида углерода: масса моля ц=28,01 г/моль; газовая постоянная /?=296,83 5 Дж/(кг-К); теплота сублимации при OK AAo=8034 Дж/кмоль;
параметры потенциала Леннарда-Джонса (12-6): в/к = 100,473972 К; b0= = 2,25415588 -IO"3 м3/кг.
Таблицы рассчитаны в интервале 500—2250 К. Результаты расчета теплофизических свойств оксида углерода приведены в табл. 3.19 и 3.20.
Таблица 3.19. Оксид углерода
P P z h S Cv Cp
Г= 500 К
0,1 0,67 1,0004 808,1 7,599 0,767 1,064
1,0 6,71 1,0037 807,6 6,913 0,768 1,069
2,0 . 13,37 1,0076 807,1 6,705 0,769 1,074
3,0 19,98 1,0115 806,5 6,583 0,769 1,079
4,0 26,54 1,0156 806,1 6,495 0,770 1,084
5,0 33,04 1,0198 805,6 6,427 0,771 1,089
6,0 39,48 1,0241 805,2 6,371 0,771 1,093
8,0 52,18 1,0330 804,4 6,282 0,773 1,102
10,0 64,64 1,0423 803,8 6,212 0,774 1,111
12,0 76,85 1,0521 803,3 6,154 0,775 1,119
16,0 100,50 1,0727 802,5 6,062 0,778 1,134
20,0 123,10 1,0947 802,1 5,989 0,781 1,147
