Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях - Зубарев В.Н.
ISBN 5-283-00108-3
Скачать (прямая ссылка):
«8 = -4,88431431 IO2 C8 = -3,61460796 IO2
d0= 1,61089003 IO"2 eO = -1,24767139 IO"3
J1 = 1,88304238 10° eI = 4,91867600 10°
I= -1,35700501 IO1 e2 = 1,12499498 10°
d3= 6,55117962 IO1 e3 = -4,17500265 IO1
d.» = -2,32194509 IO2 e4 = -2,27817039 IO1
Z5= 5,40619935 IO2 e5 = 6,07403319 IO1
de = -7,57899628 IO2 e6 = -1,12130864 IO2
dj = 5,87436054 IO2 eI = 1,31459295 IO2
ds = -1,94709036 IO2 es = -6,25987226 IO1
Получены также единые константы потенциала Леннарда-Джонса (12-6) для уравнения состояния и уравнений, описывающих неравновесные свойства. В обработку включены приведенные выше уравнение состояния и данные о вязкости и теплопроводности диоксида углерода из [153]. С помощью метода псреаппроксимации, изложенного в § 1.7, получены единые константы потенциала.
При этом средние квадратические погрешности описания данных составили, %: 8z=0,18; 8ті = 1,65: 8Л.= 1,85.
Уравнение состояния получено также с помощью трехпараметрического потенциала сферической оболочки, который должен лучше отражать характер взаимодействия молекул диоксида углерода. Как известно, потенциал сферической оболочки имеет три параметра: Е/к, г* и d (см. § 1.2). При г'0 = 2,5 в уравнение состояния включены те же полиномы, аппроксимирующие второй, третий и четвертый приведенные вириальные коэффициенты, что и для ксенона (§ 2.3).
В результате минимизации функционала (1.4) получены константы потенциала ss; при этом средняя квадратическая погрешность аппроксимации экспериментальных данных уравнением состояния 8г=0,1%.
По уравнениям состояния диоксида углерода, составленным на базе потенциалов Леннарда-Джонса (12-6) и сферической оболочки, рассчитаны термодинамические свойства. Для сравнения в табл. 5.1 приведены значения удельной плотности, энтальпии и энтропии, полученные по этим уравнениям в области экстраполяции.
Из таблицы видно, что результаты экстраполяции уравнений состояния, основанных на потенциалах Леннарда-Джонса (12-6) и сферической оболочки, довольно близки. Например, максимальное отклонение значений плотности, рассчитанные по этим уравнениям, составляет около 1% при температуре 2000 К и давлении 100 МПа, т. е. далеко за пределами области эксперимента, что подтверждает надежность экстраполяции теоретически обоснованного уравнения состояния.
Так как потенциал сферической оболочки является более подходящим для описания взаимодействия молекул диоксида углерода, таблицы термодинамических функций рассчитаны по уравнению состояния, основанному на этом потенциале.
203 Таблица 5.1. Термодинамические функции диоксида углерода, рассчитанные по различным потенциалам взаимодействия
/>, МПа Функции Температура Т, К
1000 1500 2000
5 P и S 26,23/26,20 1565,7/1565,5 5,376/5,375 17,46/17,44 2211,9/2212,0 5,899/5,898 13,11/13,10 2889,0/2889,1 6,288/6,287
50 P h S 233,8/233,4 1555,7/1552,4 4,911/4,907 157,9/156,8 2222,Л/2222,5 5,451/5,450 120,5/119,6 2910,3/2910,9 5,847/5,845
100 ? S — 282,8/280,4 2242,5/2241,1 5,311/5,307 220,4/217,9 2937,6/2938,4 5,711/5,708
Примечание. В числителе—значения по Леннарду-Джонсу, в знаменателе по ss.
Для расчета калорических функций значения теплоемкости, энтальпии и энтропии диоксида углерода в идеально-газовом состоянии, приведенные в [36], аппроксимированы с высокой точностью в интервале от 500 до 3000 К полиномами вида (3.2).
За начало отсчета энтальпии принято состояние кристалла при 0 К. Теплота сублимации при OK AAo = 596,5 кДж/кг [37].
Приводим значения констант аппроксимирующих полиномов для расчета идеально-газовых функций диоксида углерода:
а0= 7,70968987 • 10° а, = -1,29860371 -10°
Oi2 = 2,96425621 «, = -1,56491592
10° 10°
а5 =-1,69570764-10"1 а6= 2,04136631 • IO"2
: 7,85253012-10° : —6,90349513 • IO"1
= -2,26831022 = 4,54250883 4=-5,67835939 = 3,98377360 = -1,40410065 ;= 1.94254415-10"
10° 10° 10° 10° 10°
Y0= 5,30961715 -IO1 7, = -6,38550008-101 Y2= 1,08306548-IO2 Y3 =-1,26228868-IO2 у4= 9,45257903-IO1 у5 = -4,327694482-IO1 Y6= 1,09926289 -IO1 Y7=-1,18454992 -10°
Таблицы неравновесных свойств диоксида углерода рассчитаны с помощью параметров потенциала Леннарда-Джонса (12-6), полученных методом переаппроксимации.
Коэффициент динамической вязкости при атмосферном давлении рассчитан по уравнению Чепмена — Энскога (1.24). Аппроксимация интегралов столкновения приведена в § 2.1.
Вязкость при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению с тремя членами ряда (1.25). Константы аппроксимации В'п и С'п использованы те же, что и в § 2.1.
Теплопроводность при атмосферном давлении рассчитана по уравнению (1.27). Функция P0 (Т*) для диоксида углерода рассчитана и аппроксимирована полиномом P0(Г*)= I т^1(кТ)У>.
і— \
Теплопроводность диоксида углерода при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению вида (1.25). Для комплекса CJ1 использованы те же значения констант аппроксимации и соответствующих им степеней аргументов, что и в § 2.1.
204 Значения В* для диоксида углерода рассчитаны по методике [22], и комплекс В] аппроксимирован полиномом по обратным степеням приведенной температуры.
