水的物性理论计算

原创 胡伟明  2019-06-17 14:21:00  阅读 289 次 评论 1 条
摘要:

水是我们最常接触的物质,关于它的性质需要经常查表,略显麻烦,今天给大家介绍一种理论计算方法,这样需要什么性质可以直接计算出来。在文末有提供本文中所涉及到的EXCEL计算表格,欢迎各位下载使用。可以计算的性质包括:饱和蒸汽压,液体热容,理想气体热容,液体粘度,气体粘度,液体导热系数,气体导热系数,汽化焓,液体密度,表面张力等。


引    言

水是我们最常接触的物质,关于它的性质需要经常查表,略显麻烦,今天给大家介绍一种理论计算方法,这样需要什么性质可以直接计算出来。在文末有提供本文中所涉及到的EXCEL计算表格,欢迎各位下载使用。可以计算的性质包括:饱和蒸汽压,液体热容,理想气体热容,液体粘度,气体粘度,液体导热系数,气体导热系数,汽化焓,液体密度,表面张力等,下面一一介绍理论计算公式:

 水.jpg


理论计算

1:饱和蒸汽压

饱和蒸汽压.png


Exp:以e为底的指数函数

Ln:以常数e为底数的对数

Y:饱和蒸汽压,Pa

A:73.649

B:-7258.2

C:-7.3037

D:4.1653E-6

E:2

T:温度,K

比如100℃的水的饱和蒸汽压理论计算值为:

Y=100720.08Pa=100.72008Kpa

这个公式可以用来计算溶液的沸点,100℃的水如果压力为0MPa(表压,绝压为101.325KPa)那么就可以达到沸腾状态,可以看到跟我们理论计算的饱和蒸汽压基本吻合。

我们查一下水在0.1MPa(表压,绝压为201.325KPa)下的温度为120℃。

那么120℃下的饱和蒸汽压理论计算为:

Y=197345.42Pa=197.34542Pa

也是基本吻合的。如果要通过压力来计算所对应的沸点则需要借助EXCEL来操作,通过宏来进行数据匹配。(EXCEl计算表格已经编好,文末有下载方式)


2:液体热容

液体热容.png


Y:J/(kmol*K)

A:2.76370E+5

B:-2090.1

C:8.125

D:-0.014116

E:9.3701E-6

比如25℃水的热容理论计算值为:

Y=75368.65J(Kmol*K)=4.188147 KJ/(Kg*K)= 4.188147KJ/(Kg*℃)


3:理想气体热容

理想气体热容.png


Y:J/(kmol*K)

A:33363

B:26790

C:2610.5

D:8896

E:1169

比如100℃水蒸汽的热容理论计算值为:

Y=34187.94J(Kmol*K)=1.89933 KJ/(Kg*K)=1.89933KJ/(Kg*℃)


4:液体粘度

液体粘度.png


Y:Pa·s

A:-52.843

B:3703.6

C:5.866

D:-5.879E-29

E:10

比如25℃的水的粘度理论计算值为:

Y=0.0009155Pa·s


5:气体粘度

气体粘度.png


Y:Pa·s

A:6.1839E-7

B:0.67779

C:847.23

D:-73930

比如100℃水蒸汽的粘度理论计算值为:

Y=1.24907E-05Pa·s


6:液体导热系数

液体导热系数.png

Y:W/(m*K)

A:-0.432

B:0.0057255

C:-8.078E-6

D:1.861E-9

E:0

比如25℃的水的导热系数理论计算值为:

Y=0.606089 W/(m*K)


7:气体导热系数

气体导热系数.png


Y:W/(m*K)

A:0.0021606

B:0.76839

C:3940.5

D:-4.45340E+5

比如100℃水蒸气的导热系数理论计算值为:

Y=0.024449239 W/(m*K)= 0.024449239 W/(m*℃)

 

8:汽化焓即汽化潜热

汽化焓.png


Y:J/kmol

Tr:对比温度,绝对温度与临界温度的比值,水的临界温度为

A:5.2053E+7

B:0.3199

C:-0.212

D:0.25795

E:0

比如100℃的水的汽化焓理论计算值为:

Y=40806237J/kmol=2267.0132KJ/KG


9:液体密度

液体密度.png

Y:kmol/m3

A:5.459

B:0.30542

C:647.13

D:0.081

比如25℃的水的密度理论计算值为:

Y=55.23361767kmol/m3=994.205118kg/m3


10:表面张力

表面张力.png

Y:N/m

Tr:对比温度

A:0.18548

B:2.717

C:-3.554

D:2.047

E:0

比如25℃的水的表面张力理论计算值为:

Y=0.0728467 N/m

以上理论计算经核对基本吻合。 

结束语

有了这些理论计算公式,我们可以单独查询使用,也可以把它整合到我们需要用到水的物性数据的计算表格中去,可以大大减少查询及输入数据的时间,从另外一方面来说可以减少出错的概率。

这里有我已经编好的以上理论计算的EXCEL表格,欢迎下载使用。

水物性计算表格.png

下载方法:

1:关注微信公众号:压力容器设计与研究(PVDesign),如已关注请忽略;

2:回复“”即可获取下载链接及提取码

如遇资料过期,请在下方留言,我会及时更新链接。



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