Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях - Зубарев В.Н.
ISBN 5-283-00108-3
Скачать (прямая ссылка):
Р, МПа
20-
10
Ul M
Ж -J '
300
214
т т, к
Рис. 5.2. Область обработки экспериментальных данных о сжимаемости гексафторида серы в газообразном состоянии: 1—[154]; 2— [155]; 3— [156]; 4— [157] 00 = 6,52946492-IO"1
01 = -3,32513716-10-1 O2= -2,50618637-10° 03=4.29933044-10° 04=-5,30336461-10° O5=4,03698005-10°
O6 =-1,91685097-10° O7 = 5,42997719 -10"1 as = —8,32234351 -IO"2 Й9 = 5, 17457557-Ю"3 fllo=2,16139816-10~5
C0 = 2,20430973 -IO"1 C1 = 1,19182739-10° C2 =-9,56339473 10° ?3 = 3,31494391-101 C4 = — 6,Al All 172 • IO1 ?5 = 7,58541475-101 ??=-5,21232355-101 ?-7=1,92975167-101 C8 = -2,97665617-10°
d0= -6,71149354-IO"3 =2,23799643-10° = — 1,68938389 -101 ?/з=6,73123287-IO1 d4=-1,58880777 IO2 ?/5 =2,29843651-IO2 d6 =-2,05930519 -IO2 ?/7=l,l 1259266 IO2 ?/8=-3,29611534-101 d9=A,06815971-10°
В результате обработки данных о коэффициенте сжимаемости методом наименьших квадратов получены параметры потенциала сферической оболочки для гексафторида серы. Отметим, что в качестве параметра приведения вириальных коэффициентов используется b0=2? Nnr*0 .
Средняя квадратическая погрешность аппроксимации экспериментальных данных уравнением состояния, основанным на применении потенциала сферической оболочки, составила 0,36%, т. е. значительно ниже, чем погрешность уравнения, основанного на потенциале Леннарда-Джонса (12-6).
Уравнение состояния, полученное с помощью потенциала сферической оболочки, использовано для расчета таблиц термодинамических свойств гексафторида серы за пределами области экспериментальных данных. Таблицы рассчитаны в интервале T= 500 -н 1500 К. Область давлений при расчете таблиц определяется предельной плотностью, при которой использовались экспериментальные данные о сжимаемости, т. е. р=300 кг/м3.
Для расчета калорических функций значения этих функций в идеально-газовом состоянии по данным [42] аппроксимированы полиномами вида (3.2). Аппроксимация произведена в интервале T= 293,15н-2000 К. Для энтальпии за начало отсчета принято состояние кристалла при 0 К. Теплота сублимации кристалла при 0 К равна А/г Jj = 216 Дж/г [37]. Константы полинома, описывающего зависимость идеально-газовой теплоемкости от температуры, получены дифференцированием по температуре полинома, описывающего энтальпию.
Ниже приводятся значения констант полиномов для расчета калорических функций гексафторида серы в идеально-газовом состоянии:
00 = 1,89904619-101 Cf1 =-2,85272897 10° Ot2 = 1,05096736 -10° а3 = 2,34462222-IO"3 Ot4= -3,08242928-IO"2 а5 = 3,18647161-Ю"3
?o= 1,89904619-Ю1 P1=O
P2 =-1,05096726 10° P3=-4,68924444-IO"2 P4=9,24728784-IO"2 P5 = -1,27458864-Ю"2
Y0=9,83876192 • IO1 Y1 = —1,02677786- IO2 Y2 = I,11787557-IO2 Y3= —8,36601357-IO1 y4=3,99038372- IO1 Y5=-1,15048327-Ю1 Y6 =1,81946272-10° Y7 =-1,29779694-IO"1
Полученные выше результаты показали, что задача экстраполяции за пределы экспериментально изученной области для гексафторида серы может быть более успешно решена при использовании потенциала сферической оболочки. Равновесные свойства рассчитаны по уравнению состояния, основанному именно на этом потенциале. Однако для потенциала сферической оболочки не рассчитаны вязкостные и теплопроводностные вириальные коэффициенты. В связи с этим для расчета неравновесных свойств гексафторида серы применен потенциал Леннарда-Джонса (12-6).
Получены согласованные уравнения сжимаемости и вязкости гексафторида серы по методике, изложенной в первой главе. Обработаны совместно данные о
215 сжимаемости, перечисленные выше, и данные о вязкости при атмосферном и повышенном давлении.
Вязкость при давлении, близком к атмосферному, измерена в работе Эллиса и Poy [158] при температурах 473—1123 К и в работе Дау с соавторами [159] при температурах 293—873 К. Авторы оценивают погрешность данных в 1%. Однако данные [158] лежат систематически выше данных [159], причем расхождение увеличивается с ростом температуры и при T= 800 К достигает 3,5%.
Вязкость шестифтористой серы при повышенных давлениях измерена в [160]. Исследования проведены при температурах от 298 до 523 К и давлениях до 4 МПа. Погрешность эксперимента оценивается авторами в 1,1%.
Обработаны 60 экспериментальных значений сжимаемости, 33 и 19 значений вязкости при атмосферном и повышенном давлении. Получены параметры потенциала Леннарда-Джонса (12-6). Средняя квадратическая погрешность описания данных о сжимаемости Sz= 1,132%, о вязкости бт] = 1,839%.
Значения констант потенциала Леннарда-Джонса (12-6), полученные в
Їгзультате суммарной обработки данных о сжимаемости и вязкости гекса-торида серы, мало отличаются от констант, полученных при обработке только данных о вязкости. Эти константы использованы для расчета таблиц неравновесных свойств.
Вязкость и теплопроводность при атмосферном давлении рассчитаны соответственно по уравнению Чепмена-Энскога (1.24) и уравнению Мончика {1.27). Константы зависимости fl3)/Q(2'2)*=f{T*) использованы те же, что и в § 1.5. Значения Р0(Г*) для гексафторида серы рассчитаны и представлены в виде
