IFC97水和蒸汽性质计算公式介绍.doc

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1、水和水蒸气热力性质计算公式1.1工业用1967年IFC公式1.1.11967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（Error!Referencesourcenotfound.），整个区域的覆盖范围为压力从0Pa（理想气体极限）到100Mpa，温度从0.01℃到800℃，水或蒸汽根据状态参数值的不同位于某一区域内，或是在区域之间的边界上。图01水蒸气子区域划分(2)所有子区域的特性参数都用数学解析式表示，便于进行数值计算，尤其适合于微型计算机的应用。(3)采用无因次的折合比

2、亥姆霍兹自由能(比亥姆霍兹函数)ψ及折合比吉布斯自由能(比吉布斯函数)ζ作为正则函数，前者以折合温度、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

3、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。1.1.1IFC公式

4、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)(01)式中(2)B—函数与折合比吉布斯自由能(折合比吉布斯函数)(02)式中B—函数也可以用下列更紧凑的形式表达：(03)(3)C—函数及折合比亥姆霍兹自由能(折合比亥姆霍兹函数)(04)(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)(05)式Error!Referencesourcenotfound.)～Error!Referencesourcenotfound.)中的系数常数及指数常数，见

5、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(06)当上式用无因次折合量表示时，则为(07)根据式Error!Referencesourcenotfound.)的诸关系，将式Error!Referencesourcenotfound.)～Error!Referencesourcenotfound.)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。1.1.1不同子区域的折合热力学参数(1)子区域

6、1：(08)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：(09)(2)子区域2：(010)(011)(3)子区域3：(012)(013)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(014)(4)子区域4：(015)(016)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：(017)(5)子区域5：(018)(6)子区域6：(019)

7、子区域5、6为汽液两相共存的湿蒸汽区，式Error!Referencesourcenotfound.与式Error!Referencesourcenotfound.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：(020)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(021)式Error!Referencesourcenotfound.、Error!Referencesourcenotfound.、Error!Reference

8、sourcenotfound.和式Error!Referencesourcenotfound.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