ГСССД 89-85

     

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА СТАНДАРТНЫХ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХ

Таблицы стандартных справочных данных

АЗОТ. КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 65...1000 К И ДАВЛЕНИЯХ ОТ СОСТОЯНИЯ РАЗРЕЖЕННОГО ГАЗА ДО 200 МПа

     

GSSSD 89-85

     
Tables of Standard Reference Data.
Nitrogen. Dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 65 to 1000 К and pressures from corresponding to rarefied gas state to 200 MPa

РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным научно-исследовательским центром по материалам и веществам Госстандарта

Авторы: канд. техн. наук А.Д.Козлов, канд. техн. наук В.М.Кузнецов, канд. техн. наук Ю.В.Мамонов, М.Г.Степанова, канд. техн. наук; В.И.Сухов, канд. техн. наук; А.Ф.Аринин, канд. техн. наук С.Ф.Серов

РЕКОМЕНДОВАНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Республиканским информационно-вычислительным центром Украинского республиканского управления Госстандарта; Всесоюзным научно-исследовательским центром по веществам и материалам Госстандарта СССР

ОДОБРЕНЫ экспертной комиссией в составе:

д-ра техн. наук В.Н.Зубарева, д-ра техн. наук Б.Г.Трусова, канд. физ-мат. наук Н.X.Зиминой, канд. техн. наук Т.Н.Васильковской, канд. техн. наук В.Ф.Бондаренко

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским центром по веществам и материалам Госстандарта СССР

УТВЕРЖДЕНЫ Государственным комитетом СССР по стандартам 27 ноября 1985 г. (протокол N 212)

Применение стандартных справочных данных обязательно во всех отраслях народного хозяйства

Настоящие таблицы стандартных справочных данных распространяются на коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности жидкого и газообразного молекулярного азота естественного изотопного состава с молекулярной массой 28,0134 и охватывают область температур от тройной точки до 1000 К и давлений от состояния разреженного газа до 200 МПа, за исключением области в непосредственной близости к критической точке 123129 К и плотности 235391 кг/м. Стандартные справочные данные о коэффициентах переноса разреженного азота в диапазоне температур 65...2500 К приведены в таблицах [1].

Основой для составления таблиц явились данные [1], а также работы, перечисленные в приложении, в табл.П.1 и П.2.

Таблицы рассчитаны по уравнениям, отображающим зависимость коэффициентов вязкости и теплопроводности азота как функции приведенной температуры и плотности , где 126,2 К, 313,1 кг/м - критические температура и плотность. Для расчета плотности по температуре и давлению использовалось уравнение состояния [42] для 1500 К. При более высоких температурах плотность рассчитывалась по теоретически обоснованному вириальному уравнению состояния [44] с константами потенциала Леннард-Джонса (12-6) 2,2126·10 м/кг, 95,927 К.

В рассматриваемой области параметров состояния в околокритической области вязкость не имеет аномалий, т.е. можно воспользоваться следующим уравнением

.                                         (1)

Теплопроводность же имеет заметную аномальную составляющую вплоть до температуры 250 К, поэтому

.                            (2)

В уравнениях (1) и (2) первое слагаемое характеризует свойства азота в разреженном состоянии, второе - избыточную вязкость и теплопроводность, третье слагаемое в (2) учитывает возрастание теплопроводности в околокритической области.

На основе таблиц [1] получены уравнения вида

; ,                             (3)

отображающие данные [1] со средней квадратической погрешностью соответственно 0,032 и 0,094%. Коэффициенты и имеют следующие численные значения:

Для расчета использовалось соотношение, рекомендованное в [45] для кислорода:

,                                         (4)

где

если 1, то ;

     
,

причем

;

Точность расчета аномальной составляющей теплопроводности составляет около 30%.

Уравнения для избыточной вязкости и теплопроводности определены методом восстановления зависимостей [47] по опытным данным. Был исследован широкий класс функций в рамках линейной модели с использованием в качестве критерия адекватности значения среднего квадратического функционала и пошаговой процедуры последовательного присоединения-удаления переменных. Наилучшие результаты получены для функций

;                                        (5)

     
.                                        (6)

Коэффициенты и уравнений (5) и (6) вычислены по всей совокупности данных табл.П.1 и П.2 методом наименьших квадратов [46] и представлены во втором столбце табл.П.3 и П.4.

В табл.1 и 3 представлены рассчитанные по приведенным уравнениям стандартные справочные данные коэффициентов динамической вязкости и теплопроводности азота на линии насыщения, в табл.2 и 4 - значения в однофазной области.

В табл.5 и 6 приведены относительные погрешности табличных значений, рассчитанные по формулам

;                                            (7)

     
,                                 (8)

где , , , , - абсолютные погрешности соответственно вязкости и теплопроводности разреженного азота, избыточной вязкости и теплопроводности и аномальной составляющей теплопроводности.

Таблица 1. Стандартные справочные значения коэффициента динамической вязкости азота в состоянии насыщения