Сычев - Термодинамические свойства азота

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая монография, подготовленная рабочей группой по свойствам атмосферных газов Комиссии по термодинамическим таблицам газов и жидкостей Научного совета АН СССР по комплексной проблеме «Теплофизика» посвящена термодинамическим свойствам азота — основного компонента воздуха. Данные о свойствах азота необходимы для расчетов воздухоразделительных установок, машин и аппаратов химической промышленности и для ряда других отраслей техники. Это и определило интерес к исследованиям термодинамических свойств азота. Проведению исследований способствовали простота получения достаточно чистого азота и безопасность работы с ним. В силу упомянутых обстоятельств к настоящему времени накоплены обширные опытные данные о свойствах азота.

По мере накопления экспериментального материала рядом авторов в разные периоды времени были составлены таблицы термодинамических свойств азота. Однако во всех ранее изданных таблицах погрешности табулированных величин оценивались недостаточно строго, в основном путем сопоставления результатов расчета с опытными данными, что не всегда можно было сделать, поскольку некоторые свойства не определены экспериментально.

В настоящей монографии обобщены экспериментальные данные, опубликованные вплоть до начала 1976 г. Табличная форма обзора экспериментальных работ позволила дать подробную информацию о них при небольшом объеме текста. Анализ опытных данных показал, что они зачастую противоречивы, а их погрешность во многих случаях превышает значение; оговоренное исследователями. Несмотря на то, что в совокупности экспериментальные данные о термодинамических свойствах азота весьма многочисленны, его калорические свойства изучены недостаточно подробно, а данные о них не отличаются высокой точностью. Все это усложняет задачу аналитического описания накопленных данных.

Для решения указанной задачи авторами разработана методика составления единого уравнения состояния, позволяющая надежно описать опытные р, v, Т-данные для газа и жидкости и удовлетворить правилу Максвелла. Разработан и применен также метод расчета таблиц термодинамических свойств с помощью системы уравнений состояния, эквивалентных по точности описания р, v, Т данных. Этот метод, являющийся своеобразной формой математического моделирования на ЭЦВМ, позволил впервые обоснованно оценить погрешности расчета термодинамических свойств.

Подробное сопоставление значений термодинамических свойств азота, рассчитанных по усредненному из системы уравнению состояния, с наиболее точными опытными данными свидетельствует о хорошем описании исходных р, v, Т -данных и не использованных при составлении уравнения калорических величин. С помощью уравнения состояния рассчитаны подробные таблицы термодинамических свойств азота в интервале температур от тройной точки до 1500 К и давлений 0,01—100 МПа. По сравнению с большинством имеющихся таблиц в настоящей работе существенно расширены интервалы параметров состояния, круг табулированных величин и приведены допуски последних.

Настоящий выпуск является частью исследований теплофизических свойств технически важных газов и жидкостей, проводимых во Всесоюзном научно-исследовательском центре Государственной службы стандартных справочных данных (ГСССД), Московском энергетическом институте и Одесском институте инженеров морского флота.