IFC97水和蒸汽性质计算公式介绍详解.doc

水和水蒸气热力性质计算公式 工业用1967年IFC公式 1967年IFC公式的特点 (1)将整个水和水蒸气的研究区域分为6个子区域（图 71图 71、折合比体积χ作为自变量；后者则以折合温度、折合压力β作为自变量。根据正则函数，可由均匀物质的热力学微分方程式求导得出工质的特性参数表达式—导出函数，将已知的折合自变量代入这些表达式，就可以将工质的特性参数算出来。所以正则函数是公式的定义性表达式，而导出函数则是为了实际应用而建立的，是正则函数的补充。 (4)所有热力学物理量均可无因次的折合量表示，只在输入或输出计算机时需考虑物理量的单位及数值，中间无需考虑，这对于简化运算是很有好处的。 (5)热力性质表采用国际单位制，已普遍为各国公认和接受。 无因次的折合量如下： 折合压力 折合温度 折合比体积 折合比焓 折合比熵 折合比吉布斯自由能 折合比亥姆霍兹自由能 折合气体常数 折合饱和压力 ， 折合饱和温度 ， 折合三相点温度 折合三相点压力 以上各式中 、、、、—压力、热力学温度、比体积、比焓及比熵； —比吉布斯自由能(比吉布斯函数)、比亥姆霍兹自由能(比亥姆霍兹函数)； 、、、、、、、—临界压力、临界温度、临界比体积、气体常数、饱和压力、饱和温度、三相点温度和三相点压力。 IFC公式的正则函数 (1) A—函数与折合比吉布斯自由能(折合比吉斯函数) (71) 式中 (2)B—函数与折合比吉布斯自由能(折合比吉布斯函数) (72) 式中 B—函数也可以用下列更紧凑的形式表达： (73) (3) C—函数及折合比亥姆霍兹自由能(折合比亥姆霍兹函数) (74) (4) D—函数与折合比亥姆霍兹自由能(折合比亥姆霍兹函数) y=(1-)/(1-1) (75) 式(71)～(75)中的系数常数及指数常数，见附录一及附录二，此处不另列出。 由热力学理论可知，工质的压力p、比体积v、比焓h及比熵s与比亥姆霍兹自由能f及比吉布斯自由能g之间有如下关系 (76) 当上式用无因次折合量表示时，则为 (77) 根据式(77)的诸关系，将式(71)～(75)分别对χ、β、求偏导数，就得到了不同子区域的折合热力学参数。 不同子区域的折合热力学参数 (1) 子区域1： (78) 式中、—常数，均可取为零。 如果希望在基准状态(三相点的水相)下的比内能及比熵的计算值均很准确地接近于零，则为了便于计算机的使用，需采用下列式子计算这些常数： (79) (2) 子区域2： (710) (711) (3) 子区域3： (712) (713) 以后需要以和β作为自变量的表达式时，先将方程对求解，得到，则有 (714) (4) 子区域4： (715) (716) 以后需要以和β作为自变量的表达式时，先将方程对对求解，得到，则： (717) (5) 子区域5： (718) (6) 子区域6： (719) 子区域5、6为汽液两相共存的湿蒸汽区，式(718)与式(719)中的下标f和g分别表示液相和汽相，式中的代表折合饱和压力，是折合温度的函数，按照IFC推荐： (720) 式中的常数、、…、见附录一，此处不另列出。 湿蒸汽的干度可由下式给出 干度 (721) 式(79)、(711)、(713)和式(716)中的诸表达式是对正则函数求偏导数得出的函数，称为导出函数，将已知的自变量代入这些导出函数，就可得到相应的热工参数的折合值，再乘以给定的常数，就得到具有单位的参数数值。因此导出函数是用于直接计算并编制水和水蒸气性质表的，但导出函数是由定义性的表达式—正则函数根据热力学关系式求偏导数而得到的。 国际公式化委员会(IFC)拟定的子区域1、2、3、4的导出函数详见下节，此处不另赘列。 1967年IFC公式正则函数及导出函数的常数数值 常数的数值 基本常数的数值 子区域1 =6=-2.616571843 =5.362162162 =-5.422063673 =1.522411790 =1.720000000 =-2.096666205 =2.284279054 =7