ГСССД 109-87  

     

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА СТАНДАРТНЫХ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХ

Таблицы стандартных справочных данных

ВОЗДУХ СУХОЙ. КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 150...1000 К И ДАВЛЕНИЯХ ОТ СООТВЕТСТВУЮЩИХ РАЗРЕЖЕННОМУ ГАЗУ ДО 100 МПа

GSSSD 109-87

     
Tables of Standard Reference Data
Dry air. Coefficients of dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 150 to 1000 К and pressures from corresponding to rarefied gas to 100 MPa

РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным научно-исследовательским центром по материалам и веществам Госстандарта СССР

Авторы: д-р техн. наук А.Д.Козлов, канд. техн. наук В.М.Кузнецов, канд. техн. наук Ю.В.Мамонов

РЕКОМЕНДОВАНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ НПО "Микрокриогенмаш", Всесоюзным научно-исследовательским центром по материалам и веществам Госстандарта СССР

ОДОБРЕНЫ экспертной комиссией в составе:

д-ра техн. наук В.Н.Зубарева, д-ра техн. наук Б.Г.Трусова, канд. техн. наук В.А.Цымарного, канд. техн. наук Э.К.Дрегуляса, канд. техн. наук П.В.Попова

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

УТВЕРЖДЕНЫ Государственным комитетом СССР по стандартам 17 ноября 1987 г. (Протокол N 24).

     Применение стандартных справочных данных обязательно во всех отраслях народного хозяйства

Настоящие таблицы стандартных справочных данных распространяются на коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности газообразного сухого воздуха естественного состава, включающего 78,08% азота, 20,96% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% диоксида углерода, с молекулярной массой 28,96 и охватывают область температур от 150 до 1000 К и давлений от соответствующих разреженному состоянию (PC) газа до 100 МПа.

Основой для составления уравнений и таблиц явились экспериментальные и расчетные данные, перечисленные в табл.П.1 и П.2 приложения.

Таблицы рассчитаны по уравнениям, отображающим зависимость коэффициентов динамической вязкости и теплопроводности как функции приведенных температур и плотности , где 132,5 К, 316,5 кг/м - критические температура и плотность [1]. Для расчета плотности по температуре и давлению использовалось уравнение состояния [1].

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

,                                            (1)

теплопроводность же имеет заметную аномальную составляющую [2, 3], поэтому

.                              (2)

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

В приложении приведены значения коэффициентов динамической вязкости и теплопроводности разреженного воздуха, полученные на базе строгих уравнений молекулярно-кинетической теории для смесей при использовании стандартных справочных данных [2, 3] и экспериментальных данных (см. табл.П.1 и П.2, а также работы, перечисленные в [15]). По этим значениям получены соотношения для и вида

            (3)

     
            (4)

отображающие данные из табл.П.3 со средней квадратической погрешностью соответственно 0,004 и 0,049%.

Для расчета применено соотношение, использованное в [2, 3] для азота и кислорода:

,                                          (5)

     
где ;

     
; ;

     
при ;

Коэффициенты (5) определялись по данным [2, 3] с использованием принципа соответственных состояний и корректировались по экспериментальным данным.

Восстановление зависимостей избыточных вязкости и теплопроводности, определение коэффициентов и анализ полученного решения выполнены аналогично [2, 3]. В результате получены уравнения вида

;                                      (6)

     
.                                       (7)

Значения коэффициентов и , показателей степеней и уравнений (6) и (7), диагональных элементов ковариационной матрицы , расчетных квантилей Фишера , характеризующих значимость каждого коэффициента, приведены в табл.1 и 2. В этих же таблицах приведены значения начальной суммы квадратов , суммы квадратов регрессии , остаточной суммы квадратов с соответствующими степенями свободы , , , оценки дисперсии , относительной средней квадратической погрешности , взвешенной квадратической погрешности , статистики критерия Дарбина - Ватсона.

Таблица 1. Параметры уравнения для избыточной вязкости воздуха

Таблица 2. Параметры уравнения для избыточной теплопроводности воздуха

Как сами уравнения, так и их коэффициенты получились существенно значимыми, точными (средние квадратические погрешности описания данных различных авторов, приведенные в табл.П.1 и П.2, не превышают оцененной погрешности) и адекватными имеющимся экспериментальным и расчетным данным (в обоих случаях , а оценки дисперсии в методе "скользящего экзамена" [2, 3] 0,482 и 0,765 при неисключении расчетных значений получились близкими к представленным в табл.1 и 2).