ГСССД 195-01

     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ДАННЫХ О ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТАХ И СВОЙСТВАХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

ТАБЛИЦЫ СТАНДАРТНЫХ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХ

МЕТАН ЖИДКИЙ И ГАЗООБРАЗНЫЙ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 91…700 К И ДАВЛЕНИЯХ 0,1…100 МПа

 Tables of Standard Reference Data
GSSSD 195-01 Methane Liquid and Gaseous. Thermodynamic properties, dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 91…700 К and the pressure range 0,1 to 100 MPa

РАЗРАБОТАНЫ Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК-180 "Государственная служба стандартных справочных данных"

АВТОРЫ:

д-р техн. наук А.Д.Козлов, канд. техн. наук Ю.В.Мамонов, М.Д.Роговин, С.И.Рыбаков, канд. техн. наук С.А.Степанов, д-р техн.* В.В.Сычев (Россия)

канд. техн. наук Э.К.Дрегуляс, канд. техн. наук А.Ф.Ставцев (Украина)

_____________

     * Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: д-р техн. наук. - Примечание изготовителя базы данных.           

ВНЕСЕНЫ Госстандартом России, Госстандартом Украины

ОДОБРЕНЫ экспертной комиссией в составе:     

д-ра техн. наук А.А.Александрова, д-ра техн. наук А.И.Брусиловского, д-ра техн. наук Г.В.Степанова, канд. техн. наук А.М.Богомольного, канд. техн. наук П.В.Попова (Россия)     

канд. техн. наук Ю.А.Солдатенко, д-ра техн. наук А.А.Вассермана, д-ра техн. наук А.Н.Соловьева (Украина)

СОГЛАСОВАНЫ с национальными органами по стандартизации стран СНГ

РЕКОМЕНДОВАНЫ Научно-технической комиссией по метрологии Межгосударственного Совета

ПРИНЯТЫ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 22-2002 от 04-06 ноября 2002 г.)

ВЗАМЕН ГСССД 18-81, ГСССД 94-86

Настоящие таблицы стандартных справочных данных содержат значения плотности , энтальпии , энтропии , изобарной теплоемкости , изохорной теплоемкости , скорости звука , коэффициента динамической вязкости и коэффициента теплопроводности для метана как в однофазных областях (газ, жидкость и флюид), так и на линии фазового перехода газ-жидкость (линии насыщения), а также значения давления насыщения .

Уравнение состояния, используемое для расчета термодинамических свойств, взято из работы [1]. Уравнения, используемые для расчета коэффициентов динамической вязкости и теплопроводности , получены авторами настоящих таблиц. Методы, которые были использованы для построения уравнений для и , подробно изложены в [2, 3]. Краткая характеристика этих методов и использованных при построении уравнений для   и , экспериментальных данных, а также, некоторые результаты статистической обработки приведены в приложении.

Уравнение состояния и уравнения для   и , используемые в настоящих таблицах, соответствуют новой Международной температурной шкале 1990 г. (ITS-90).

Стандартные справочные значения , , , , , и рассчитаны по единому для жидкой и газовой фаз фундаментальному уравнению состояния вида

                ,              (1)

где

           (2)

В формулах (1), (2): , - неидеальная составляющая свободной энергии (функции Гельмгольца); , - приведенная плотность; , - приведенная температура; значения плотности () и температуры () метана в критической точке приведены в табл.1; - коэффициенты уравнения состояния, значения которых вместе с показателями степеней , , и параметрами , , , , приведены в табл.2.

Плотность в однофазных областях при заданных значениях давления () и температуры () определяется из решения следующего уравнения

,                                              (3)

где ; ; значения давления () и фактора сжимаемости () в критической точке, а также газовой постоянной () метана приведены в табл.1.

Плотности газовой и жидкой фаз на линии насыщения при заданной температуре определяются из условий фазового равновесия в результате решения следующей системы уравнений:

                               (4)

где - изобарно-изотермический потенциал (потенциал Гиббса).

Давление на линии насыщения определяется по выражению (3) для .

Энтальпия, энтропия, изобарная и изохорная теплоемкости и скорость звука как в однофазных областях (для и ), так и на линии насыщения (для , или , ) вычисляются по формулам

,                                                  (5)

,                                     (6)

,                                (7)

,                                                (8)

,                                         (9)

где , , - энтальпия, энтропия и изохорная теплоемкость в идеально-газовом состоянии; , 0,101325 МПа.

Термодинамические свойства в идеально-газовом состоянии определяются по формулам:

,                                   (10)

,                                       (11)

.                                         (12)

В формулах (10)-(12): , - энтальпия и энтропия при температуре 100 К (см. табл. 3); - теплота сублимации при 0 К (см. табл.3); - изобарная теплоемкость в идеально-газовом состоянии, которая рассчитывается по формуле [4]

,                               (13)

где , а коэффициенты и приведены в таблице 3.

Комплексы - в формулах (3)-(9) определяются по следующим соотношениям, полученным с использованием известных дифференциальных уравнений термодинамики

,                                                (14)

,                        (15)

,                                 (16)

,                                     (17)

,                                      (18)

,                     (19)

где

                           (20)

                          (21)

                         (22)

                        (23)

Стандартные справочные значения коэффициента динамической вязкости метана рассчитаны по следующему уравнению

,                                            (24)

где и - соответственно, коэффициент динамической вязкости метана в разреженном состоянии и избыточная по отношению к составляющая коэффициента динамической вязкости, определяемые по уравнениям

,                                  (25)

.                                (26)