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IAPWS-IF97及其基本数学模型Ξ于永杰高建强曹文亮王兵树(河北电力职工大学保定071051)(华北电力大学仿真与控制技术研究所保定071003)[摘要]水和水蒸汽性质国际联合会于1997年通过的新型水和水蒸汽热力性质工业公式(I2APWS-IF97)具有精度高、计算耗时少,以及适用范围宽等特点,已经取代使用多年的IFC-67公式。IAPWS-IF97将水和水蒸汽共分为五个区域,本文详细介绍了各区的基本计算数学模型。根据本文介绍的数学模型,我国动力工作者可方便地掌握和使用IAPWS-IF97公式。[关键词]水和水蒸汽;热力性质;计算模型;IAPWS-IF97[中图分类号]TK211:TP301.6[文献标识码]A[文章编号1009-1238(2001)04-0078-07TheBasicMathModelofIAPWS-IF97fortheThermodynamicPropertiesofWaterandSteamYUYong-jieGAOJian-qiangCAOWen-liangWANGBing-shu(HEBEIElectricPowerCollegeforWorkersandStaffBaoding071051,China)(ResearchInstituteofSimulationandControl,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China)In1997,theInternationalAssociationforthePropertiesofWaterandSteam(IAP2WS)adoptedanewformulationforthethermodynamicpropertiesofwaterandsteamforindustrialuse.Thisnewformulation(IAPWS-IF97)improvessignificantlyboththeaccuracyandthespeedofthecalculationofthethermodynamicpropertiescom2paredwithIFC-67.Itsbasicmathmodelsofeachzoneareintroducedinthepaper,sothatallthepowerengineersofourcountrycanmasteranduseitintheirdesignandresearchwork.WaterandSteam;thermodynamicproperties;mathmodel;IAPWS-IF97ABSTRACTKeywords水和水蒸汽作为一种常规工质,已被广泛应用于工业领域。了解水和水蒸汽的热力学性质已成为工业生产和科学研究的需要。为此国际公式化委员会于1967年提出了水和水蒸汽热力性质计算模型(简称IFC-67公式),并推出了水与水蒸汽的热力参数图表,得到了广泛地应用。然而,随着技术的进步,IFC-67公式存在的诸如计算精度低、计算迭代耗时长、适用范围窄等缺陷,已经不能满足当今工业发展和科研的需要。因此,自1990年起由德、俄、英、加、捷等7国12位科学家组成的联合研究小组,经过长期的研究,提出了一个新的替代IFC-67公式的水和水蒸汽计算模型,并在1997年德国Erlangen举行的水和水蒸汽性质国际联合会(IAWPS)会议上获得通过。自1999年1月1日后,水和水蒸汽性质国际联合会要求在商业合同中采用新型的水和水蒸汽热力性质工业公式,即IAPWS-IF97。作者简介:于永杰(1966-),男,讲师,主要从事热能动力工程的教学和科研。高建强(1966-),男,高级工程师,主要从事仿真控制研究。曹文亮(1977-),男,在读硕士研究生。王树兵(1950-),男,教授,博导,主要从事工业过程自动化。·78·Ξ于永杰高建强曹文亮王兵树:IAPWS-IF97及其基本数学模型目前国内对IAPWS-IF97已有少量文献报道1,2,但都偏重介绍其特点,而没有全面介绍其数学模型,我国的广大的动力工作者还不能根据这些文献资料,掌握和使用IAPWS-IF97。为使我国动力工作者全面了解和掌握IAPWS-IF97,并应用于我国的动力产品设计、开发过程中,使其更好地为我国的动力工程建设和科研服务。本文根据文献3的报道,对IAPWS-IF97的基本公式作了全面介绍,读者根据本文的内容可方便地编制自己的计算机程序,用于工业设计和科研。1APWS-IF97的特点(1)适用范围:在原IFC-67公式的适用范围273.15K≤T≤1073.15K,p≤100MPa的基础上增加了低压高温区,即:1073.15K≤T≤2273.15K,p≤10MPa,并新增了一个重要