Описание таблиц

На основе приведенных выше соотношений были составлены пред­лагаемые таблицы термодинамических свойств газов. Оказалось целе­сообразным дать подробные таблицы для каждого компонента газовой смеси, с тем чтобы вести расчеты процессов как с отдельными газами, так и с различными газовыми смесями, в том числе и с продуктами сго­рания топлив произвольного состава. При этом данные для газовой смеси определяются по данным для компонентов по простому правилу смешения (аддитивности).

При расчете процессов с продуктами сгорания практически придется пользоваться четырьмя таблицами (для N₂, CO₂, О₂ и Н₂О). Для воз­духа составлена отдельная таблица. Приводится также таблица термо­динамических свойств гелия, который может рассматриваться как пер­спективное рабочее тело газотурбинных установок для атомных элек­тростанций.

В основу расчета таблиц термодинамических свойств газов поло­жены новейшие значения теплоемкостей, вычисленные по спектроскопи­ческим данным с учетом новых значений фундаментальных физиче­ских констант, а для водяного пара и двуокиси углерода — с учетом центробежной деформации молекул при их вращении.

В связи с возрастающим применением в теплотехнических расчетах электронных вычислительных машин (ЭВМ) найдено целесообразным значения теплоемкости газов аппроксимировать аналитическими зави­симостями и использовать эти зависимости для составления таблиц.

Значения теплоемкостей газов аппроксимированы на ЭВМ методом наименьших квадратов в виде полиномов от абсолютной температуры

(13)

На основе известных термодинамических соотношений и выражения (13) для теплоемкостей найдены значения коэффициентов в выраже­ниях для энтальпии и энтропии:

(14)

(15)

Значения коэффициентов уравнений (13), (14) и (15), использован­ных при составлении таблиц, приведены в табл. 1.1, 1.2 и 1.3.

Таблицы составлены в Международной системе единиц с интерва­лом в 1 °С и включают данные о термодинамических свойствах газов в области температур от —50 до +1500°С. В графе первой даны зна­чения температуры t в градусах Цельсия, а в графе второй — значения абсолютных температур Т в кельвинах.

Далее в таблицах приводятся значения энтальпии h, кДж/кг, внут­ренней энергии и, кДж/кг, безразмерных величин — относительного давления π₀ и относительного объема θ° и значения s°, кДж/(кг∙К):

(16)

Часто при расчетах (в особенности с газовыми смесями) удобнее иметь значения калорических величин, отнесенные к 1 молю. Поэтому в последних трех графах таблиц приводятся значения энтальпии µh=Н, кДж/кмоль; внутренней энергии µu=U, кДж/кмоль, и µs° = S°, кДж/(кмоль∙К), для 1 моля газов.

За базовую температуру принят абсолютный нуль. В качестве стан­дартных приняты значения энтальпии и

при температуре 298,15 °С. Значение универсальной газовой постоянной принято равным µR = 8314,41 Дж/(моль∙К).

Книга включает таблицы термодинамических свойств воздуха, азо­та, атмосферного азота, кислорода, водяного пара, диоксида углерода, оксида углерода, водорода и гелия.

Для каждого из перечисленных газов приводится дополнительная таблица, включающая значения изобарной теплоемкости с_р,кДж/(кг∙К), и µс_р = Ср, кДж/(кмоль∙К), изохорной теплоемкости c_v, кДж/(кг∙К), µc_v = C_v, кДж/(кмоль∙К), и показателя адиабаты k = c_p/c_v.

При составлении таблиц для воздуха и атмосферного азота принят следующий объемный состав:

Для воздуха Для атмосферного азота

Азот........................................ 0,7803 Азот........................................... 0,9876

Кислород....................... 0,2099 Аргон................................... 0,0119

Аргон................................. 0,0094 Диоксид углерода.............. 0,0004

Водород............................. 0,0001 Водород................................ 0,0001

Диоксид углерода............. 0,0003