Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зубарев В.Н. -> "Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях" -> 88

Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях - Зубарев В.Н.

Зубарев В.Н., Козлов А.Д., Кузнецов В.Д. Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 232 c.
ISBN 5-283-00108-3
Скачать (прямая ссылка): teplofizsvoystvagazov1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 104 >> Следующая


Значительное отличие наблюдается в положении кривой инверсии, рассчитанной по приведенным выше уравнениям и по уравнению Ван-дер-Вааль-

200 Рис. 4.4. Кривая инверсии водяного пара:

1—[151]; 2—[150]; 3—настоящая работа

са. Точка максимального давления на кривой инверсии по уравнению Ван-дер-Ваальса должна иметь параметры: P = 9Pkp ~ 19^ МПа; T= 3 Ткр я 1942 К. Эта точка обозначена на рис. 4.4 буквой И.

Однако точка максимального давления на кривой инверсии, полученная с помощью уравнения (4.12), а также уравнения состояния из [150], имеет давление 380 -390 МПа (примерно Пркр) и температуру 1250 -1400 К (примерно 2Ткр), что существенно отличается от расчета по уравнению Ван-дер-Ваальса (см. рис. 4.4). Это отличие намного больше, чем для других, в первую очередь одноатомных газов. Необходимо отметить, что точка максимального давления на кривой инверсии для водяного пара, рассчитанная по теоретически обоснованным уравнениям, лежит вблизи массива экспериментальных данных, т. е. экстраполяция уравнений по температуре не очень велика, и поэтому положение этой точки сомнений не вызывает.

Кривая инверсии при р->0 по уравнению Ван-дер-Ваальса, как известно, имеет температуру 6,75 Tkp, или 4369 К; однако при расчете ее по уравнениям (4.12) и Xaapa она получается приблизительно равной 2700 К, 4,17г.,,.

В целом возникает существенное отличие положения кривой инверсии для водяного пара от ее положения при расчете по уравнению Ван-дер-Ваальса.

Более точное значение температуры инверсии при р-*0 можно получить прямым вычислением ее из данных о втором вириальном коэффициенте.

Известно, что зависимость энтальпии от давления определяется как

f oh\ JdB' dC' dD' , \

UJr=-^r Uww+-J- (4Л4)

где В', С', D'—вириальные коэффициенты из уравнения состояния в ряде по давлению.

Из формулы (4.10) видно, что при р-*0 условие для кривой инверсии (ShIdp)r=0 превращается в условие dB'/dT= 0. Вириальный коэффициент В' определяется как В' = BI(RT), а производная равна:

dB' _ 1 dB В

откуда для кривой инверсии при р-*0 получаем

dB/dT= В/Т. (4.15)

Используя упоминавшееся выше аналитическое выражение для второго

вириального коэффициента водяного пара B=YjOjт', из уравнения (4.11) с

i=0

201

273 1000 помощью метода итераций найдена температура инверсии прир->0; она равна 2712 К.

Можно считать, что выполненный расчет проясняет положение кривой инверсии водяного пара. Хотя любая экстраполяция в область температур, где отсутствуют экспериментальные данные, содержит в себе некоторую неопределенность, все же примечательно, что два уравнения состояния, имеющие теоретические обоснования (хотя и различной степени строгости), привели при расчете кривой инверсии к совпадающим результатам.

По-видимому, ход правой ветви кривой инверсии водяного пара, рассчитанный по этим двум уравнениям, в настоящее время следует считать наиболее достоверным.

Раздел пятый

Многоатомные газы

5.1. Диоксид углерода

Исследованию термических свойств диоксида углерода посвящено большое количество работ. Анализ этих работ показывает, что наиболее достоверными и охватывающими широкую область параметров состояния, являются данные экспериментальных работ, приведенные в [152].

При получении уравнения состояния диоксида углерода обработано 166 опытных точек из указанных работ в интервале температур 573—1073 К и плотностей 0—300 кг/м3. На рис. 5.1 эта область показана в виде заштрихованной площади. Уравнение состояния диоксида углерода получено двумя путями: с помощью потенциала Леннарда-Джонса (12-6) и потенциала сферической оболочки.

Молекула диоксида углерода несколько асимметрична и обладает заметным электрическим квадрупольным моментом, поэтому естественно ожидать, что параметры потенциала Леннарда-Джонса (12-6) зависят от температуры, а сам потенциал малопригоден для далекой экстраполяции. Подробное исследование по изотермам показало, что такая зависимость для молекул диоксида углерода наблюдается, но с ростом температуры уменьшается. В области

параметров состояния, принятой для обработки, эта зависимость незначительна.

Полученные константы потенциала Леннарда-Джонса (12-6) имеют следующие значения: e/fc=213,382790 К и Ло = 1,60615673 м3/кг. Средняя квадратическая погрешность описания уравнением состояния экспериментальных данных составляет 0,12%.

В процессе получения уравнения состояния приведенные вириальные

Рис. 5.1. Область обработки экспериментальных данных о сжимаемости диоксида углерода в газообразном состоянии

202 коэффициенты по данным [1 и 5] аппроксимированы полиномами по обратным степеням приведенных температур в интервале Т*=2-^20 со следующими коэффициентами:

Oo = 5,05025173 ю-1 cO = 1,42487354 IO1
C1 = 1,84660631 10° cI = 3,21042713 10°
«2 = -3,70191967 IO1 c2 = -2,95153573 IO1
а3 = 1,97038118 IO2 c3 = 1,62847488 IO2
C4 = -6,87391863 IO2 C4 = -5,55654840 IO2
aS = 1,51782213 IO3 C5 = 1,20306696 IO3
O6 = -2,04596419 IO3 c6 = -1,58908640 IO3
я7 = 1,53284141 IO3 cI= 1,16303559 IO3
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 104 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed