Материал: Д6886 Цветков ОБ Расчет свойств хол агентов

ВВЕДЕНИЕ

Соответственными состояниями называют состояния реальных газов или жидкостей, для которых независимые приведенные переменные одинаковы. Существуют группы веществ, для которых вид приведенного уравнения состояния (в физике и термодинамике это уравнение Ван-дер-Ваальса) одинаков. Так, закон соответственных состояний выполняется для инертных газов: аргона, криптона, ксенона, для фторхлорбромзамещенных метана (холодильных агентов) и для некоторых других групп веществ.

стояния реального газа или жидкости может быть записано в следующем виде:

Функции должны быть тождественны для термодинамически подобных веществ. Если бы закон соответственных состояний выполнялся для всех веществ, то в уравнении (1) было бы достаточно только трех безразмерных параметров. Однако закон выполняется лишь для отдельных групп термодинамически подобных веществ, причем принадлежность к той или иной группе обусловливается наличием дополнительных безразмерных величин и др.

В работах, посвященных этому вопросу, указывается различное число безразмерных величин. Довольно часто в качестве такой величины использовался фактор сжимаемости

.

Л.П. Филипповым [1] введена безразмерная величина

По Питцеру определяющий критерий

6

Простые связи можно установить между критерием Риделя и критерием Питцера, часто называемым ацентрическим фактором:

,

а также между критерием Филиппова и критерием Питцера:

.

Во всех этих случаях индивидуальность вещества в приведенном уравнении состояния однозначно характеризуется лишь одним безразмерным параметром (критерием). Такой вид описания термодинамических свойств называют однопараметрическим обобщенным законом соответственных состояний.

Два определяющих критерия подобия предлагаются И.С. Бадылькесом, а разнообразие методов расчета и прогнозирования термодинамических и теплофизических свойств веществ на основе закона соответственных состояний исключительно велико. В их разработке большую роль сыграли исследования И.И. Новикова, М.П. Вукаловича, Л.Н. Филиппова, И.С. Бадылькеса, И.И. Перельштейна, М.К. Карапетьянца, Л. Риделя, К. Питцера и др.

Вопрос о предпочтительности выбора тех или иных приведенных переменных решается главным образом исходя из соображений удобства расчета, простоты и надежности аппроксимации, что будет показано на расчетных примерах.

1.РАСЧЕТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

1.1.Термодинамические свойства

Для зависимости давления насыщенного пара и плотности насыщенной жидкости от температуры И.И. Перельштейн рекомендует уравнения [2]

; (1.1)

7

Критерий Ri можно рассчитать по формуле

где

(1.7)

Коэффициент можно принять равным 0,1. Для вычисления критической плотности используют формулу

8

, (1.8)

а для вычисления и –

нулю или уточнить хотя бы по одному известному значению плотности насыщенной жидкости.

Для расчета поверхностного натяжения используется формула,

здесь ;

Константа определяется либо по одному известному значению поверхностного натяжения, либо из выражения

. (1.13)

Уравнения (1.11)–(1.13) позволяют рассчитывать поверхностное натяжение в интервале температур .

Для бинарных смесей хладагентов поверхностное натяжение находится из

ям, полученным экспериментально, которых оказывается достаточно

9

для описания поверхностного натяжения во всем диапазоне молярных концентраций смеси .

1.2. Кинетические коэффициенты

По И.И. Перельштейну [2] для определения теплопроводности и динамической вязкости на линии насыщения целесообразно применять уравнения

динамическая вязкость η насыщенной жидкости либо сухого насыщенного пара.

10