IFC97水和蒸汽性质计算公式介绍(共24页).doc
《IFC97水和蒸汽性质计算公式介绍(共24页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《IFC97水和蒸汽性质计算公式介绍(共24页).doc(24页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上水和水蒸气热力性质计算公式1.1 工业用1967年IFC公式1.1.1 1967年IFC公式的特点(1)将整个水和水蒸气的研究区域分为6个子区域(Error! Reference source not found.),整个区域的覆盖范围为压力从0Pa(理想气体极限)到100Mpa,温度从0.01到800,水或蒸汽根据状态参数值的不同位于某一区域内,或是在区域之间的边界上。图 01水蒸气子区域划分(2)所有子区域的特性参数都用数学解析式表示,便于进行数值计算,尤其适合于微型计算机的应用。(3)采用无因次的折合比亥姆霍兹自由能(比亥姆霍兹函数)及折合比吉布斯自由能(比吉布
2、斯函数)作为正则函数,前者以折合温度、折合比体积作为自变量;后者则以折合温度、折合压力作为自变量。根据正则函数,可由均匀物质的热力学微分方程式求导得出工质的特性参数表达式导出函数,将已知的折合自变量代入这些表达式,就可以将工质的特性参数算出来。所以正则函数是公式的定义性表达式,而导出函数则是为了实际应用而建立的,是正则函数的补充。(4)所有热力学物理量均可无因次的折合量表示,只在输入或输出计算机时需考虑物理量的单位及数值,中间无需考虑,这对于简化运算是很有好处的。(5)热力性质表采用国际单位制,已普遍为各国公认和接受。无因次的折合量如下:折合压力 折合温度 折合比体积 折合比焓 折合比熵 折合
3、比吉布斯自由能 折合比亥姆霍兹自由能 折合气体常数 折合饱和压力 ,折合饱和温度 ,折合三相点温度 折合三相点压力 以上各式中 、压力、热力学温度、比体积、比焓及比熵;比吉布斯自由能(比吉布斯函数)、比亥姆霍兹自由能(比亥姆霍兹函数);、临界压力、临界温度、临界比体积、气体常数、饱和压力、饱和温度、三相点温度和三相点压力。1.1.2 IFC公式的正则函数(1) A函数与折合比吉布斯自由能(折合比吉斯函数)(01)式中 (2)B函数与折合比吉布斯自由能(折合比吉布斯函数) (02)式中 B函数也可以用下列更紧凑的形式表达: (03) (3) C函数及折合比亥姆霍兹自由能(折合比亥姆霍兹函数) (
4、04)(4) D函数与折合比亥姆霍兹自由能(折合比亥姆霍兹函数)y=(1-)/(1-1)(05)式Error! Reference source not found.)Error! Reference source not found.)中的系数常数及指数常数,见附录一及附录二,此处不另列出。由热力学理论可知,工质的压力p、比体积v、比焓h及比熵s与比亥姆霍兹自由能f及比吉布斯自由能g之间有如下关系(06)当上式用无因次折合量表示时,则为(07)根据式Error! Reference source not found.)的诸关系,将式Error! Reference source not fo
5、und.)Error! Reference source not found.)分别对、求偏导数,就得到了不同子区域的折合热力学参数。1.1.3 不同子区域的折合热力学参数(1) 子区域1:(08)式中、常数,均可取为零。如果希望在基准状态(三相点的水相)下的比内能及比熵的计算值均很准确地接近于零,则为了便于计算机的使用,需采用下列式子计算这些常数:(09)(2) 子区域2:(010)(011)(3) 子区域3:(012)(013)以后需要以和作为自变量的表达式时,先将方程对求解,得到,则有(014)(4) 子区域4:(015)(016)以后需要以和作为自变量的表达式时,先将方程对对求解,得到
6、,则:(017)(5) 子区域5:(018) (6) 子区域6:(019)子区域5、6为汽液两相共存的湿蒸汽区,式Error! Reference source not found.与式Error! Reference source not found.中的下标f和g分别表示液相和汽相,式中的代表折合饱和压力,是折合温度的函数,按照IFC推荐:(020)式中的常数、见附录一,此处不另列出。湿蒸汽的干度可由下式给出干度(021)式Error! Reference source not found.、Error! Reference source not found.、Error! Referen
7、ce source not found.和式Error! Reference source not found.中的诸表达式是对正则函数求偏导数得出的函数,称为导出函数,将已知的自变量代入这些导出函数,就可得到相应的热工参数的折合值,再乘以给定的常数,就得到具有单位的参数数值。因此导出函数是用于直接计算并编制水和水蒸气性质表的,但导出函数是由定义性的表达式正则函数根据热力学关系式求偏导数而得到的。国际公式化委员会(IFC)拟定的子区域1、2、3、4的导出函数详见下节,此处不另赘列。1.1.4 1967年IFC公式正则函数及导出函数的常数数值1.1.4.1 常数的数值1.1.4.1.1 基本常数
8、的数值1.1.4.1.1.1 子区域1=6.=-2.=5.=-5.=1.=1.=-2.=2.=7.=3.=2.=4.=-6.=1.=6.=9.=2.=1.=-1.=2.=1.=8.=1.=1.=-4.=1.=7.=1.=1.=2.=-2.=6.=2.=7.=8.1.1.4.1.1.2 子区域2B0=1.B32=1.B90=1.B01=2.B41=-5.B91=-1.B02=-5.B42=-8.B92=4.B03=4.B51=5.B93=-6.B04=-6.B52=-5.B94=5.B05=8.B53=2.B95=-2.B11=6.B61=1.B96=5.B12=1.B62=-9.b=7.B21
9、=8.B71=1.b 61=4.B22=2.B72=-5.b 71=8.B23=-3.B81=6.55239.126b 81=-8.B31=4.B82=5.b 82=3.1.1.4.1.1.3 子区域3C00=-6.C02=-7.C04=-2.C01=-1.C03=4.C05=2.C06=-1.C023=-1.C041=-5.C07=2.C024=4.C050=2.C08=1.C025=1.C060=5.C09=-8.C026=-1.C061=-2.C010=1.C027=3.C062=3.C011=-1.C028=2.C063=-2.C012=-4.C031=7.C064=6.C011=7.
10、C032=8.C070=-2.C012=1.C033=-8.C071=-1.C013=-1.C034=3.C072=2.C014=5.C035=7.C073=-1.C015=-9.C036=-1.C074=2.C016=6.C037=1.C075=-1.C017=-7.C038=2.C076=4.C021=-4.C039=-5.C077=-7.C022=4.C0310=8.C078=4.C040=2.1.1.4.1.1.4 子区域4D30=-1.D34=-1.D44=8.D31=3.D40=1.D50=3.D32=-2.D41=-2.D51=-1.D33=9.D42=1.D52=1.D43=-
11、6.1.1.4.1.1.5 饱和线K1=-7.K4=6.K7=2.K2=-2.K5=-1.K8=109K3=-1.K6=4.K9=61.1.4.1.1.6 子区域2与3之间的边界1.1.4.1.2 导出常数数值的表达式, ,。常数及均可取零,如果希望在基准状态(三相点的水相)下的内能及比熵的计算值均很准确地接近于零,则为了便于计算机的应用,需要采用下列式子计算这些常数1.1.4.2 导出常数1.1.4.2.1 导出常数的数值,。为方便起见,所采用的常数量在这里重述一遍(精确值)(精确值)(精确值)由此导出的常数量如下(精确值)1.1.4.2.2 L-函数的导出式及与其有关的常数值当将L-函数改
12、写为,则导出常数,及具有下列的数值=1.,=-3.,=1.。1.1.5 1967年IFC公式的导出函数1.1.5.1 子区域1折合比体积,折合比熵折合比焓1.1.5.2 子区域2折合比体积,而及项的数值和指数及的数字如附表1所列。=1=2=3=1=212133-1231821-2321810-3422514-453322824-5621211-114-6722418-119-7822414-254278折合比熵折合比焓1.1.5.3 子区域3折合压力折合比熵折合比焓1.1.5.4 子区域4折合压力折合比熵折合比焓以上子区域4的三个表达式中1.2 J.H.基南、F.G.凯斯的水和水蒸气热力学性质
13、美国麻省理工学院(M.I.T)的J.H.基南和F.G.凯斯于1969年出版水的汽液固三态的热力学性质蒸汽表(英制单位),采用了他们导出的基本方程式,该方程式是一个以密度和热力学温度T作为自变量而以比亥姆霍兹自由能作为因变量的函数关系式,即。方程式表示一种水汽连续的单相状态,其覆盖范围为:温度01400,压力0100MPa,根据此基本方程式,产生出表中所有水和水蒸气的热工参数值,由于在覆盖范围内,工质参数采用统一的公式计算,因此使用起来比较简单方便。此外,不同于别的热力性质表,该蒸汽表除列出稳定状态的饱和水、过冷水和饱和蒸汽、过热蒸汽的热工参数值外,同时还列出处于亚稳定状态的过热水和过饱和水蒸气
14、的热工参数值。J.H.基南和F.G.凯斯的基本方程式如下(022)(023)(024)1000/=1.E=4.8以上各式中T热力学温度;1000/T;以g/cm3为单位的密度,;R水蒸气的气体常数,R=0.46151Mpacm3/(g*K)或0.46151J/(g*K);临界点的热力学温度。式Error! Reference source not found.)中,的单位为J/g,式中的系数如下:=1857.065,=3229.12,=-419.465,=36.6649,=-20.5516,=4.85233,=46,=-1011.249。式Error! Reference source not
15、 found.)中的系数如下表所列。ji1234567129.-5.6.-0.-6.-3.-0.2-132.139177.-26.-0.26.15.453.612.3274.64632-33.65.-9.-47.-29.14247-5.4-360.93828-16.-26.4.56.3231329.3.5342.184.31-177.31074000006-244.50042127.48742000007155.18535137.461530000085.155.97836000009-410.30848337.3118-137.466186.136.8731779.8479713.10-41
16、6.0586-209.88866-733.9684810.645.8188399.175771.由于基本方程式以比亥姆霍兹自由能为因变量,故可由热力学关系导出主要热工参量的数学表达式,并算出或迭代出不同状态下参数的数值。由基本方程式导出主要热工参量的数学表达式可证明如下。从比亥姆霍兹自由能的定义,有(025)因此有将热力学第一定律的微分式代入上式,就得(026)式Error! Reference source not found.和式Error! Reference source not found.中,u、T、s、p、v分别表示比内能、热力学温度、比熵、压力及比体积。取比亥姆霍兹自由能是T、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- IFC97 蒸汽 性质 计算 公式 介绍 24
限制150内