水和蒸汽性质国际协会

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1、水和蒸汽性质国际协会Vejle,Ddenmark2003.8IAPWS-IF97的区域3的反推方程T(p,h),v(p,h)和T(p,s),v(p,s)的补充.2003水的蒸汽性质国际协会对所有国家公布,归属权属于水和蒸汽性质国际协会。主席:教授KoichiWatanabe3-14-1Hiyoshi,Kohoku-kuYokohama223-8522,r日本执行秘书:Dr.R.B.Dooley3412HillviewAvenuePaloAlto,California94394,美国包括这一页在内,这个补充解释总共有18页。这个补充解释在丹麦的会议上被IAPWS所认证,2003年8月24

2、到29日由秘书发布的。IAPWS的成员是:Argentina,Brazil,Ireland,Canada等等。区域3的反推方程T(p,h),v(p,h)和T(p,s),v(p,s),是对IAPWS-IF97的一个补充:具体细节可以从H.J.Kretzschmar写的相应文章中找到。与此相关的有IAPWS-IF97,IAPWS-IF97-S01。还有IAPWS公布的其他补充;包括IAPWS的执行秘书发布的或者是从网站:Http://iapws.org上的。1符号表热力学量f:比亥姆霍兹自由能h:比焓P:压力s:比熵T:绝对温度v:比容⊿:量差Y:对比焓,动力粘度η:对比温度θ:对比压力ρ

3、:密度σ:对比熵ω:对比比容上标01:IAPWS-IF97-S01公式97:IAPWS-IF97的公式或特征*:对比量`:饱和液态``:饱和气态下标1、区域1,2、区域2,3、区域3,4、区域4,5、区域53a、3a子区,3b、3b子区,3ab、3a、3b之间的分界B23:2、3之间的分界线c:临界点it:迭代max:最大值RMS:均方根sat:饱和状态tol:允许偏差均方根=⊿Xn:量X之间的绝对差值或相对差值N:⊿X的个数2背景水和蒸汽的热物理性质的工业计算公式IAPWS-IF97包含了基本公式、饱和状态公式以及常用的液态区1和蒸汽区2的反推公式T(p,h),T(p,s),图1包括

4、了可以应用到区域1和区域2的反推公式p(h,s)的IAPWS-IF97公式,我们认为IAPWS-IF97-S01。在模拟水蒸汽动力循环中,在区域3热力学变量(p,h)或(p,s)之间的函数关也是需要的。用IAPWS-IF97做这样的计算是很困难的,因为这需要用函数p(v,t),h(v,T)或p(v,T),s(v,T)进行二维迭代,这些函数可以从区域3的基本方程f(v,T)中推导出来,由于这些计算区域3中不是常用的,两维迭代所必须的相对大量的计算时间在仿真中是重要的,为了避免开这种迭代,这个补充解释给出出了反推函数方程T3(p,h),v3(p,h)和T3(p,s),v3(p,s)图1,利

5、用这反推方程计算出温度和比容,就可以用IAPWS-IF97中的基本公式T3(p,h),v3(p,h)和T3(p,s),v3(p,s)计算出区域3中的其他参数。对于大多数的热循环和汽轮机的计算,把从反推公式计算出来的T,v应用于IAPWS-IF97的基本方程f973(v,t)都具有足够的数值一致性。在某些应用中,对数值一致性的要求非常高,这时用IAPWS-IF97的基本方程进行迭代就是必要的。在这些情况下,方程T3(p,h),v3(p,h)和T3(p,s),v3(p,s)可以用来计算非常精确的初始值。反推方程T3(p,h),v3(p,h)和T3(p,s),v3(p,s)只能在区域4的有效

6、范围内使用,它们不能用来。在任何情况下,取决于应用,需要有一个正确的决定。用反推方程T3(p,h),v3(p,h)和T3(p,s),v3(p,s)还是用IAPWS-IF97的基本方程进行迭代来计算相应的值。3值一致性要求从反推方程T3(p,h),v3(p,h)和T3(p,s),v3(p,s)及基本方程f973(v,t)中,得出的数值一致性的要求的充许值,是由IAPWS-IF97通过国际研究决定的。方程:v3(p,h,v3(p,s)所得出的数值一致性要求允许的值可以从全微分中估算:和,,,和由IAPWS-97基本方程引出计算的,⊿htol和⊿stol由IAPWS中的邻边区域1和子区2c决

7、定的。函数v3(p,h),v3(p,s)之间的比容允许误差0.01%,在临界点[Tc=647.096K,vc=1/(322kg/m3)],更高的一致性要求是人为设定的。,0.0001%。4方程组的结构方程组是由反推方程中区域3函数T(p,h),v(p,h)和T(p,s),v(p,s)构成的。区域3定义为:623.15K≤T≤863.15K和(T)≤p≤100MPa,描述了IAPWS-IF97的B23方程,图2说明了区域3被分为2个子区3a和3b

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