3.4 Область пользования результатами расчета теплофизических характеристик газовых смесей, продуктов сгорания и влажного воздуха по данным [17]

Область пользования результатами расчета определяется интервалом температур и предельными значениями давления газовой смеси.

При расчетах теплофизических характеристик газовой смеси необходимо соблюдать условие, чтобы задаваемая температура не выходила за пределы диапазонадля каждого компонента газа, указанного в таблице 1.

Задаваемое давление должно удовлетворять следующему условию:

где .

Предельные значения плотности компонентов газовой смеси также следует брать из таблицы 1.

В справочнике [17] ТФХ сухого воздуха приводятся начиная с давления 0,1 и температуры 500. В таблице А.4 приведены ТФХ сухого воздуха при давлении 760(101325) и температуре от 0до 250 по данным [26]. Эти данные позволяют восполнить путем интерполяции и экстраполяции недостающие сведения о ТФХ сухого воздуха справочника [17].

Заключение

Изложенный в разделе 1 учебного пособия метод расчета, основанный на результатах работы [17], позволяет с высокой точностью вычислять основные теплофизические характеристики (ТФХ) в области высоких температур и давлений наиболее часто встречающихся в приборостроении индивидуальных газов – азота, диоксида углерода, водяного пара и кислорода. Имеются работы, использующие другие методы расчета ТФХ как индивидуальных газов, так и газовых смесей. Например, предложено несколько методов определения фактора сжимаемости газов. Наибольшее распространение получил метод AGA, разработанный американской газовой ассоциацией. Рекомендуемый современный вариант формулы для определения фактора сжимаемости содержится в проекте стандарта ISO/TC 193 SCI № 62. В нашей стране ВНИИЦ СМВ разработал свой метод для определения фактора сжимаемости. Любой из этих двух методов, а также метод GERG-91 или NX19 по ГОСТ 8.563-97 могут быть введены в программу базы данных вычислительных устройств расходомеров переменного перепада давления.

Приведенные в разделах 2 и 3 методики, построенные на основании уравнений для газовых смесей, также позволяют с высокой точностью вычислять ТФХ газовых смесей, образованных из названных индивидуальных газов, продуктов сгорания некоторых топлив во влажном воздухе и отдельно влажного воздуха. Высокая точность расчета особенно необходима при определении метрологических характеристик тех средств измерений, которые или измеряют параметры газовых сред, например, скорость и расход, или используют теплофизические свойства газов для реализации процесса измерения.

При решении некоторых задач теплообмена точность определения ТФХ газов и газовых смесей изложенным методом может оказаться излишне высокой. В этом случае допускается использовать справочные данные о ТФХ газов, приведенные, в частности, в [19], применяя, при необходимости, интерполяцию или экстраполяцию табличных значений по температуре и давлению.

Наибольшую трудность вызывают расчеты ТФХ влажного воздуха при атмосферном давлении и невысоких температурах. Это вызвано тем, что в литературе часто отсутствуют справочные данные о ТФХ водяного пара и сухого воздуха при давлениях ниже атмосферного и невысоких температурах. Некоторые свойства влажного воздуха при его различных состояниях рассмотрены в [27], которые можно также использовать при расчетах ТФХ.

Приведенные методики могут быть применены и для других индивидуальных газов и, соответственно, других газовых смесей на их основе при выполнении условий, указанных в соответствующих разделах пособия.

Приложение А

Таблицы вспомогательных справочных данных

Таблица А.1 - Физические константы некоторых газов [17]

Обозначение физической константы	Наименование газа
	Азот	Диоксид углерода	Водяной пар	Кислород	Сухой воздух
, ,	28,0134 296,800	44,011 188,915	18,015 461,51	32,000 259,828	28,96 287,1

Таблица А.2 - Соотношения между некоторыми единицами физических

величин

Наименование величины	Соотношения между единицами
Давление	1= 1= 10,102 1 ≈ 10 1=105 =105= 750,25 1 =1≈ 9,8∙104 ≈ 735,56 1 =760=1,01325∙105=1,033
Динамическая вязкость	1 = 0,1= 0,1
Кинематическая вязкость	1 = 10-4
Энергия	1 = 1= 1= 1
Универсальная газовая постоянная	8,314
Газовая постоянная

Таблица А.3 - Давление насыщенного водяного пара в