Свойства газов и жидкостей - Рид Р.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Текст книги содержит большое количество численных примеров использования описываемых методов расчета, особенно тех, которые рекомендуются для практического использования. Почти все эти методы предназначены для расчета одного свойства. Многие инженерные задачи требуют определения ряда свойств, при этом ошибка в каждом, более или менее значительная, вносит свой вклад в конечный результат. Однако результат часто оказывается приемлемым для инженерных применений, несмотря на большую долю эмпиризма, свойственного столь многим расчетным методам.
16
/У ч
п 1 Л \\
// / t ____/* / < \\и * li \ Гг зотермы 93,9 °С
г І! Л'
I 1 I h
! / \ ¦л I V
I \ \ г
If Jl / /н-И= ,550C
Ii Насыще иная / / Iі
// I/ жидкость //1Il
I t іасьіщент пар JiUj I 1
I -6J0C-. ^-- Jl Il J
/ I Il
10 20 JO 40
Энтальпия, кал/г
50
60
70
Рис. 1.2. Диаграмма Молье для дихлордифторметана.
Сплошные линии соответствуют опубликованным данным. Штриховые линии и точки представляют значения, полученные расчетными методами, когда в качестве исходной информации использовались только нормальная температура кипения и химическая формула.
В качестве примера рассмотрим случай с химиком, который синтезировал новое соединение, имеющее химическую формулу CCl2F2. Температура кипения вещества при атмосферном давлении равна —20,5 °С. Используя только эту информацию, можно придти к определенному выводу относительно того, обладает или нет это вещество термодинамическими свойствами, делающими его полезным для практики хладагентом.
На рис. 1.2 показаны части диаграммы Молье, полученной расчетными методами, описываемыми в дальнейших главах. Штриховые линии и точки на них построены при использовании данных о теплоемкости газа и жидкости, критических свойствах, давлениях паров, теплот парообразования и поправках на давление к идеальногазовым значениям энтальпий и энтропии. Вещество является, конечно же, хорошо известным хладагентом, фактические значения свойств которого показаны на рисунке сплошными линиями.
Для стандартного холодильного цикла с интервалом температуры от 48,9 °С (120 0F) до—6.7 °С (200F) радиш днілі_jiui'imiiiJl !давления в испарителе и
17
конденсаторе равны, соответственно, 2,4 и 12,2 атм против известных значений 2,4 и 11,7 атм. Расчетное значение количества теплоты, поглощенной в испарителе, очень близко к действительному, и расчетное значение объемного расхода пара в компрессоре также находится в хорошем соответствии с действительным: 296 против 304 фут^/ч на 1 т продукта. (Это число характеризует физические размеры компрессора.) Линии постоянной энтропии на рис. 1.2 не показаны, но было найдено, что адиабата, проходящая через точку для низкого давления пара, в основном совпадает с кривой насыщенного пара. Рассчитанный показатель характеристики (отношение скорости охлаждения к адиабатической мощности сжатия) равняется 3,8; литературное его значение 3,5. Это уже не очень хорошее совпадение, но тем не менее оно весьма примечательно вследствие того, что исходными данными для расчета были лишь нормальная точка кипения и химическая формула.
Для использования большинства расчетных методов требуется знать параметры, характерные для индивидуальных (чистых) веществ или для компонентов интересующей нас смеси. Наиболее важные из этих параметров рассматриваются в і л. 2, а в приложении А даны таблицы их значений для многих веществ. Термодинамические свойства (такие как энтальпия и теплоемкость) рассматриваются в гл. 3—5. В этих главах приводятся наиболее точные уравнения состояния. Однако даны также и фундаментальные термодинамические соотношения, которые могут быть применены к другим уравнениям состояния, если они окажутся более приемлемыми для конкретных целей применения.
В гл. 6 и 7 идет речь о давлении паров и теп лотах парообразования чистых веществ, теплоемкости, теплоте образования и энтропии. Гл. 8 содержит обзор методов расчета и корреляции фазового равновесия. В гл. 9—11 описываются методы расчета вязкости, теплопроводности и коэффициентов диффузии. Поверхностное натяжение кратко рассмотрено в гл. 12.
Объем использованной литературы оказался очень велик. Списки литературных ссылок, помещенные в конце каждой главы, отражают просмотренный материал лишь частично. Из большого числа известных расчетных методов для детализированного обсуждения отбирались лишь некоторые. Критериями отбора были общность, точность и доступность требуемой входной информации. Наши проверки всех методов были гораздо более широкими, чем это можно предположить, исходя из размеров таблиц сравнения расчетных результатов с экспериментальными. Однако никакое сравнение нельзя считать адекватным для оценки ожи даемых погрешностей в случае новых соединений. Среднее арифметическое значение погрешности, приводимое в таблицах сравнения, представляет собой лишь грубую оценку; неприменимость метода для нескольких соединений может так увеличить среднюю погрешность, что совершенно исказятся представления о достоинствах метода.
