Зубарев В.Н., Козлов А.Д., Кузнецов В.М. - Теплофизические свойства технически важных газов, страница 18

Оксид азота Оксид азота относится к числу мало исследованных веществ. Известны две работы о сжимаемости оксида азота. В !925 г. опубликована работа Бринера с соавторами [127], в которой сжимаемасть оксида азота измерена при температуре от 194 до 28! К н давлении от 3 до 1б МПа. Галдинг и Сойди [128] измерили сжимаемасть оксида азота методом переменного объема в интервале температур 40 †2 'Е (227— 377 К) и давлений 0 в 17,2 МПа. Получены четыре изотсрьгы: 40, 100, !60 и 220 'Е.

Единицей измерения давления служит фунт!дюйме. удельного объема -фут'/фунт. Для пехресчета данных использованы следующие соотношения: ! фунт/дюйм =689.10 МПа; 1 фута/фунт=00624 мз/кг. Т=(5/9!Т+255,37, где Т и /'- соответственно температура в К и "Е. В работе большое внимание уделено чиста~с исследуемого вещества, проведены две серии измерений, которые хорошо согласуются между собой. что говорит о надежности экспериментальных данных.

Данные работы [127] плохо согласуются с данными Голдинга и Сейджа [128]. Кроме того, оии получены в области плотностей, близких к критической. Поэтому для обработки принаты только данные работы [128]. На рис. 3.8 показана область параметров состояния, в которой для получении уравнения состояния использовались экспериментальные данные о сжимаемости оксида азота. Обработана 46 экспериментальных точек. Средне- квадратическое отклонение расчетных значений сжимаемасти от экспериментальных сасзавляет 0,09%. 159 о,! !,'о 5,0 10,'О го',о зо',о 40,'О 50,0 6О',О 70,'О 80,'О 90,0 !00',О 120,0 !40,'О 160,'О 1ВО,О Л!О,'О гго,'о 240,0 260,0 28О,'О мо,'о 962.6 963,9 969,6 976,8 991,1 1005,3 1019,4 1033,4 1047,'3 106!'.О 1074,6 1088,2 1101,6 1128,1 1154,1 1179,7 1204,9 1229,6 1254,0 1277,0 1301,5 1324,7 1347,6 1,29 1,29 !',30 1,'31 1;зз 1,35 1,37 1,39 !',4О !,'4г 1,44 1,46 1,47 1,51 1,54 1,58 1,61 1,64 1,67 1*70 1,'7З 1,75 1,78 Т= 2500 К 1,000 0,999 0,993 0,986 0,972 0,959 О,'946 О,'9ЗЗ о,'921 0,909 0,898 0,887 0,876 0,856 0,836 0,818 О,'ВО! 0;!85 0,770 0.755 0,74! 0,728 0,716 778,9 778,8 778,6 778,4 778,1 778, ! 778,3 778,7 779,3 780,0 780,9 782,0 783„1 785,8 788,9 792,3 796,0 ВОО,О 808,6 813,2 817,8 822,7 !З8,6 138,6 138,8 139,1 139,6 140,2 140,7 !41,3 141,8 142,4 143.0 143,6 144, ! 145„3 146,5 147,6 148,8 149,9 151,1 ! 52,2 ! 53,4 154,5 155,6 0,717 0,717 О',7Г6 0,714 07!г 0,709 О',707 0,705 0,703 0,701 0,699 0,698 0,696 0,693 0,691 0,689 0,687 0,685 0,684 0,683 0.682 о,'681 0,681 Рис.

3.8. Область обработки экспериментальных данных о еж и маем осги оксида азота в газообразном состоянии: 1 — [127); 2 — [128] Уравнение состояния оксида азота получено в виде вириалъного уравнения (1.3) с пятью вириальиыми коэффициентами при Ю использовании потенциала Ленларда-Джонса (12-6).

Совместная обработка данных о сжнмаемости и свойствах переноса оксцла азота не производилась. Для расчета таблиц тепло- физических свойств использованы приведенные выше константы уравнения состояния. Коэффициент динамической вязкости при атмосферном давлении рассчитан по уравнению Энскогв (1.24), в котором ислоль- У(!Р Гг" зована аппроксимация, приведенная в 8 2.1. Вязкость при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению с тремя членами ряла (1.25). Константы аппроксимации комплексов В;Д„/Йз ги и С'„"/' /Грз хъ исполъзоваиы те же, что и в 8 2.1. Теплопроводносгь при атмосферном. давлении рассчитана по уравнению Мейсона и Мончика (1.27). Функция [)о[7") ши оксида азота рассчитана и ь анпроксимирована полиномом бр(7")= 2 гл,.е/(/сТ)'.

! ° Теплопроводность оксида азота при повышенном давлении рассчитана по вириальному уравнению вила (1.25), в котором и"*>,.~,дгй Г ' иъпь ~,йз'рт) ' Значения коэффициентов аппроксимации и соответствующих им степеней аргументов для С[/[з'~й'1™ использованы те же, что и в 8 2.! Значения В; для оксида азота рассчитаны по методике, разработанной в [22]„и комплексы В[/[и/П'з'зи аплроксимировапы полиномом. Таблицы теплофизических свойств оксида азота рассчитаны в интервале 500 — 2000 К.

Максимальное давление иа изотермах определяется при р„,„, =400 кг/мз. Для расчета калорических функций получены выражения, описывающие значения этих функций для оксида азота в идеально-газовом состоянии. В справочнике под редакцией акад. Глушко [42] содержатся таблицы энтальпии и энтропии оксида азота в идеально-газовом состоянии в интервале температур Т= 293,15-: 5000 К.

В работе Опфеля с сотрудниками [129] приводятся данные об энталъпии и энтропии в интервале У=210 —:377 К. Данные [42 и 129] хорошо согласуются между собой. В ршультате совместной аппроксимации в интервале Т=210 —:3000 К получены полиномы вида (3.2), аппроксимирующие знтальпию и энтропию. Погрешность аппроксимации жгталъпии ба=0,01%, энтропии ба=0,02%. При пересчете данных [129] в стандартные тепловые единицы испольюваны следугопгис соотношения: 1 БЕТ/(фунт 'Ва)=4!86,8 Дж/(кг.К)! 1 БЕТ/фунт=2325,84 Дж/кг. Полипом для расчета теплоемкости получен дифференцированием выраже.

ния для зитальпии по температуре. 160 При расчете табяиц использованы следующие значения физических констант для оксида азота: масса моля р=30,008 г/молгя газовая постоянная 8=277,07 Дж/(кг.К); единые константы потенциала Леннарда-Джонса (12-6): е//! — — 128,803593 К; "о = 1 77099487 10- з мз/кг. Константы полиномов, аппроксимирующих приведенные вириальные коэффициенты В*, 27» и Е', те же, чго и в 623. Для расчета использован аддитивный третий вириальный коэффициент. Значения коэффициентов поли- нома С»= 2, с;т', работающего в интервале 7'"=2 —:1О: '=о со — — 1,42487354.

10 с, =3,2!042713 10» сз = — 2 9Я 53573 '10 сз =! 62847488'10 с» = — 5,55654840 ! 0 с» = 1,20306696 10 с» = — 1,58908640-1Оз ст= 1,16303559 10 с»= 3 61460796 1Оз Коэффициенты аппроксимирующих полиномов для ]3» и В;7[з!/(гззь оксида азота и степени аргументов в них приводятся ниже: ги!=1,13750 1О з,=5 р„= — 7,68788 10» з,=2,5 юз = — 1,62680 1О з, =4 рз = 1,04339.10' ' я»=2 О ю»=828650'10 аз=3 рз= — 668657.!О» з»=10 т» — — — 1,48850-10' з»=2 р»=488494 10 з»=05 тз= — 8,18910 1О ' з»=1 рз= — 6,99584.10, з»=О т,= 1,74940 10 яг,=О р»-†-5,71655-10 з»= — 0,5 результаты расчета тенлофизических свойств оксида азота приведены в табл.

3.16 и 3.17. Таблица 3.16, Окснд азота Р г Ь 5 с, 7'=500 К 1022,8 7,535 1021,9 6,895 1020,8 6,700 1019,8 6 585 1,016 1,02! 1,027 1,032 161' 0,72 1,ООО! 0,739 7,2! 1,0013 0,739 14,40 1,0027 0,740 21,57 1,0041 0,741 0,1 1,0 2,0 3,0 г! †зо За начало отсчета энтальпии принято состояние кристалла при 0 К. В выражение для энтальпии введена поправка на теплоту сублимации.

Значение теплоты сублимигии для оксида азота приведено в [36]: 6/!о »= 15 459 кДж/моль. Приводим коэффициенты аппроксимирующих полиномов для знтальпии, теплоемкости и энтропии оксида азота в идеально-газовом состоянии: сг»=4.57593798'10 [)»=4.57593798 10 '!»=4.10470271'!О сс,=326372092-10 ' [),=0 у, = — 2,80154442-10' аг = 1,02750930. \О» [)з — — 1 02790930.

10» Тз 3 37004543. 10ю из= 3 57544854 10 г [!з= 7 !5089708'1О ~ уз= 2 69538469'10~ а»=6,97392956.10 з О»- - 2,09217887.10 ' 7»-- 1,37098843.10' оз= — 7,25139711.10 з 0»=2 90055884 !О з 7»= — 4,36932313 1О а»=3,13567598.10 » р»= — 1,56783799 !О з 7»= -8,41683572 !О ' 7, = — 8,93643585.!О з 'у»=400755720.10-» Оксид азота о,! 1,о 5,0 1О,'о 20,0 зо,о 4О,'О 50,0 60,'О 7О,О 80,'О ЯО,О пю,'о 120,0 140,'О 160,0 !80,'о гоо',о 220,0 г4о,о 8,749 8,111 7,664 7,47 ! 7,278 7,!64 7,083 7,020 6,969 6,925 6,887 6,854 6,824 6,727 6,689 6,655 6,625 6,597 6,572 0,912 0,913 0,913 0,914 0,915 0,9! 7 0,918 0,920 0,921 о,'922 0,924 0,925 0,926 0,929 О,'ЯЗ! О,934 0,936 0,938 0,941 О,'943 1,190 1,190 1,192 1,194 1,198 1,205 1,208 1,211 1,г!3 1,216 1,*2!8 1,220 1,224 1,227 1,'2ЗО !,'гзз 1,236 1',гзв 1,240 о,! 1,*о 5,0 ю,'о 20,0 зо,о 4О,О 50,0 6О,'О 70',О 8О,'О 90,'О пю,о 120,*0 !40,'О !60,'О !ао,'о гоо,'о гго,о 240,'о 260„0 гво,"о 0,929 0,929 О,*ЯЗО О,'ЯЗО 0,931 0,932 О,'ЯЗЗ 0,934 0,936 0,937 0,938 0,939 О',940 о,'942 0,944 0,946 0,947 0,949 О,'ЯЯ 0,953 0„955 0,956 8,935 8,297 7,851 7,658 7,466 7,352 7,272 7,209 7,158 7,115 7,'077 7,044 7,014 6,963 6,919 6,881 6,847 6,817 6,790 6,766 6,743 6,721 1,гоб 1,206 1,208 1,209 1,212 1,214 1,217 1,219 1,22! 1,223 1,224 1;ггб 1,228 1„230 1",гзз 1,235 1,237 1,'239 1,241 1,243 1,244 1,246 о,! 1,о 5,0 ю,о 20,0 зо,'о 018 1,80 8,95 17,75 34,94 51,59 9,099 8,461 В,О!5 7,агз 7,630 7,517 0,941 0,941 0,941 0,942 0,943 0,944 1,218 1.218 1,2!9 1,220 1,222 1,224 !66 0,24 г,'40 1 1,91 23,57 46,19 67,92 88,79 108,87 128,18 И6,77 164,69 !81,97 198,64 230,31 259,94 287,75 313,92 338,'б! 361,97 384,'13 0,21 2,06 10,22 20,25 39,78 58,63 76,82 94,40 1! 1,39 127,83 143,75 159,16 !74,!О 202.65 229,57 255,02 279,12 зог',о! 323,79 364,'37 З8З,ЗЗ 1,0002 1,0021 1,'ОЮ4 1,0208 1,0417 1,0628 1,0839 1,1051 1,!263 1,1476 1,1688 1,190! 1,21! 3 1,'2537 1,2959 1,3379 1,3797 1,4212 1,4624 1,5033 1,0002 1,*0018 1,0092 1;0184 1,'ОЗ69 1,0554 1,0739 1,0924 1„1109 1,1293 1,1478 1,1662 1,1846 1,'2212 1,2577 1,2940 1,'3300 1,3658 1,*40!3 1,4366 1,4717 1,5065 1,0002 1,0016 1,0082 1,0165 1,0329 1,0493 т=1500 к 2143,5 2144,0 2146,6 2149,8 2156,3 2163,1 г!70,'о 2177,0 2184,1 2!91,4 2198,7 2206,1 2213,7 2228,9 2244,'3 2259,9 7275,'ь 2291,4 гзо7,'3 2323,2 т= 1750 К 2443,0 2443,7 2446,6 2450,2 2457,6 2465,1 2472,7 2480.4 2488,! 2495,9 2503,8 2511,7 2519,7 2535,7 2551,9 2568,1 2584,5 2600,8 2617,2 2633,7 2650,1 2666,5 т=гооо к 2746,1 2746,9 2750,0 2754,'о 2761,9 2769,9 Окоид азота Таблица 3.17.

Оксад азота Рг 0,709 0,710 0,711 0,713 0,714 0,7!5 46,3 46,5 46,7 1,36 !',37 1,за 1',ЗВ 1,ЗЯ 1,40 315,5 316,2 317,0 3!7',а ЗП,7 319,5 476,2 477,7 47Я,5 481,4 483,3 485,2 0,1 !,'о 2,0 з,*о 4*,0 5,0 167 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 ЯО,О !Оо,'о ю,о !40',О 160',О !Во',о гоо,'о 220',О 240,'о 260,0 280,'О 0,1 1,о 2',О з,'о 4,0 5,0 6,0 8,0 ю',о !г,'о 16,0 го,о 25,0 зо,'о З5,0 40,0 45,0 50,0 60,0 70,'О 67,73 вз,*за 98,57 нз',з! 127,'бз !41,55 !55,09 181,08 205,74 229,18 251,51 272,81 2Я3,16 312,65 зз!,'зз 349,27 436,6 438,0 439,7 441,'З 44З,'1 446,8 450,7 454,8 459,2 468.6 478,9 492,7 507',4 522,9 539,0 555,4 572,2 606,0 639,8 1,0658 1,0822 1,0985 1,1148 1,131! Ь',!474 1,1636 1,1959 1,2280 1,2599 1,2915 1,'згзо 1,3542 1,3853 1,416! 1,4467 1,38 1,За 1;39 1,40 1,41 1,42 1,43 1,45 1,47 1,49 1.53 1,58 1,65 1,72 1,79 1,аб 1,93 г„'о! 2,15 г,зо 2778,0 2786,2 2794,3 2802,5 2810,8 2819,0 2827,3 2844,0 2860,7 2877,5 2894,3 2911„1 2927,9 2944,6 2961,4 2978,2 т= 500 К 1,001 1,'007 1,О! 5 1,'ог! 1,028 !',ОЗ4 1,040 1,051 1,060 1,068 1,079 1,085 1;086 1,080 1,069 1,054 1,ОЗ6 1',О!б 0,974 оязг т=бОО К 1,000 1,*003 1,007 1,'О!О 1,0!З 1,015 7,437 7,375 7,324 7,281 7,243 7,2!О 7,180 7,129 7,'оаб 7,048 7,015 6„958 6,934 6,9!! 6,890 277,0 277,9 27а',Я 280,'О 281,1 282,2 283,4 285,9 й;з 297,2 303,5 3! !',я 320,7 32Я,В 339, ! 348,5 357.9 376,6 394,9 0,944 0,945 0,946 0,947 0,948 0,948 0,949 0,951 0,952 0,954 0,955 0,957 0,958 О,'960 0,96! 0,963 39,7 39,9 40,1 40,'а 41,! 41,6 42,! 42,6 4З,'7 44,9 46',З 47,'а 49,4 50,9 52,4 53,9 56,9 59,7 1,225 1,гг7 1,228 1,'г30 1',гз! 1,232 1,233 !,'гзб 1,'237 1,239 1,241 1,242 1,244 1,245 1,246 1,247 0,709 0,71! 0,713 0,716 0,7В 0,72 0,723 0,728 О',73З 0,738 0,747 0,755 0,765 0,773 о',780 О',787 0,792 о,'798 о',аоб О,ВН а(а 394,6 397;6 401,5 405,7 4!О*,О 414,6 419,2 424,0 433,8 443,9 454,'О 464,3 474,5 494,7 0,994 0,989 0„983 0,975 0,966 0,957 О,946 0,935 0,9!3 О,В9О 0,866 0,844 0,822 О',780 1„4З 1,46 1,49 1,52 1,55 1,59 1,62 1,65 1,72 1,79 1,85 1,91 1,98 г',ю 576,6 584,9 595,6 606,6 Я7',7 628,9 640',3 651,8 674,9 698,2 721,4 744,6 767,5 812,5 16„0 го,*о 25„0 зо,'о 35,0 4О,О 45,0 50'„О ба,"О 70,0 8О,О 9О,О !оо,*о 120,0 0,7!Ь 0,718 0,719 0,721 а,'7гз 0,724 0,726 0,727 0,730 О,'733 0,735 0,737 0,739 0,744 61,7 62,4 63,2 64,1 65,0 65„9 67,7 69,5 71',3 73,1 74,9 76,6 80,0 0,7!О 0,710 07!О 0',7! ! 0,71! о 712 0,7! 3 0„714 0,715 0„716 0,718 71,2 7!',3 71,8 72,5 73,8 75,2 76,6 78,0 79,5 81,0 82,4 О,1 1',О 5,0 !о,о га,о зо,о 4О,О 5о,а ба.а 70,0 8О',О 447,О 447,'3 448,8 450,9 455,7 461,3 467,5 474,2 481,2 488,5 496,0 1,32 !,'зз 1,35 1,37 1,42 1,46 1,51 1,56 1,61 1,66 1,71 баб,а 614,9 624,2 643,3 ббг,'7 682,5 702,5 722,6 742,8 762,9 о,! 1,о г;о з,'о ' 4,0 5,0 6,0 8',О ю,'о !г',а 16,'О ю,о гз,'о зо',о 35,0 4О',О 45,0 5О,*О 60,'о 70,0 8О,'О 90,0 !Оо',о !20,'О !40,0 576,4 578,! 580,0 581,8 583,7 585,6 587,5 591,3 595,! 599,0 606,9 614,9 625,1 635,4 645,8 656,3 666,9 677,6 699,0 720,5 742,0 763,4 784,6 826,4, 867,2 1,зз 1,34 1,34 1,35 1,35 1,зб 1,36 1,'З7 1,38 1,39 1,46 1,49 1,52 1,54 1,57 1,'ба 1,66 1',7! 1,77 1,'аг 1,87 1,98 2,07 Оксид азааы т=9аа к 1,000 О',999 О,'999 О,'998 0,998 0„997 0,996 О,'994 0,993 О',991 0,986 0,981 0,973 0,965 0,956 0,947 о,937 0,927 О,9О7 0,886 0,865 0,845 0,825 0,787 0,752 т-1000 к 1,00 0,999 0,995 О,989 0,975 0,959 О,'942 0,923 0,904 0,885 0,866 416,6 417,0 417,4 417,8 418,3 418,8 419,2 420;2 421,3 422,4 424,7 427,1 430,4 433,8 437,4 441,2 445,0 449,0 457,3 465,8 474,6 483,4 492',3 510,1 527.7 65,3 65,4 65,6 65,7 65.8 66',О 66,1 66,4 66,7 67',О 67,6 68,2 68,9 69,7 70,5 71,3 72, 1.