ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ. ИЗОБУТАН ЖИДКИЙ И ГАЗООБРАЗНЫЙ

Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 114 К до 600 К и давлениях до 35 МПа

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2018

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Главным научным метрологическим центром «Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов» (ГНМЦ «ССД»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 «Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2018 г. № 1054-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты». а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

©Стандартинформ. оформление. 2018

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

Окончание таблицы А 5

i ь, 5 2491,6597 6 -787,26086 7 14,085455 8 -0,34664158

Таблица А 6 — Коэффициенты {е^}, (g,, g2} и fуравнений (31 и 32) для Др иэобутана

i 0о У-о /■1 У 2 2 103,511763411 -312,670896234 145,253750239 3 -210,649894193 386,269696509 -214,963015527 4 112.580360920 -223,242033154 119,114788598 5 -18,1909745900 36,0438957232 -21,3960184050

g, = 2,33859774637 g2= 1,00596672174 1- 1940,37606990

Таблица А. 7 — Коэффициенты а, уравнения (34) для изобутана

i 0 -2,37901 1 1,06601 101 2 2.15811 101

Таблица А 8 — Коэффициенты Ь}1 уравнения (35) для Дл. изобутана

i ь,< Уа 1 У» 2 1 -4,11789 10* 4,76346 101 2 1,46805 102 -1,28445 102 3 -1,19190 102 1,07565 102 4 4,10226 101 -3,85968 101 5 -4,88704 5,20901

Приложение Б (обязательное)

Таблицы контрольных стандартных значений теплофизических свойств изобутана

на кривой насыщения

Таблица Б. 1 — Обозначения и размерности теплофизических свойств и их неопределенностей, представленных в таблицах Б 2 и В 1 (приложение В)

Наименование показателя Обозначение Размерность Температура Т К Давление Р МПа Давление насыщения Р* МПа Плотность Р кг/м3 Энтальпия h «Дж/кг Энтропия S кДж/(кг К) Изохорная теплоемкость Cv ►ДжДкг К) Изобарная теплоемкость с/> кДжДкгК) Скорость звука W м/с Коэффициент динамической вязкости М мкПа с Коэффициент теплопроводности X мВт/(м К) Относительная неопределенность теплофизических свойств, исключая энтальпию 6А % Абсолютная неопределенность энтальпии ЛЛ кДж/кг Примечание — В таблице Б 2. где представлены контрольные стандартные значения теплофизических свойств (А) изобутана на кривой насыщения, обозначения А' и А" — свойства насыщенной жидкости и насыщенного пара, соответственно.

Таблица Б 2 — Контрольные стандартные значения теплофизических свойств изобутана на кривой насыщения

Г	Ps	Р‘	Р*	И"	Л"	s'	s'	«V	V
		6р'	бр-	ЛЛ-	Ah'	6s'	6S-	бс;	8с/
114,00	0,24549 10-7	740,08	0,15054 10-5	-405,1	75,4	1,8873	6.1020	1.175	0.738
	0,02	0,02	0.02	0.6	0.1	0,06	0,01	5.0	0.3
150.00	0,23880 10-4	706.04	0.11130 ю-2	-342.2	110.0	2,3660	5.3805	1.251	0.894
	0,02	0.02	0.02	0.4	0.1	0,04	0,01	5,0	0.3
200.00	0.38135 10-2	657,71	0,13378	-247,9	166,5	2,9071	4.9792	1,363	1.095
	0,02	0,02	0.02	0.3	0.1	0.03	0.01	2.0	0.3
250.00	0.63350 10"’	606,28	0.18253 101	-144.7	230.3	3.3665	4,8665	1,507	1.317
	0,02	0,02	0,02	0.2	0.1	0.02	0,01	2,0	0.3
300,00	0.37000	548,32	0.96096 101	-29,6	297,2	3.7834	4,8730	1,690	1.578
	0,02	0.02	0.02	0.1	0.1	0.02	0.01	2.0	0.3
350,00	0.12587 101	475.47	0.33230 Ю2	102.5	360,6	4.1846	4,9221	1,909	1,874
	0,10	0,50	0,10	0,4	0.1	0.10	0.01	2.0	0.3
400,00	0.31856 101	341.03	0.11839 103	272.2	390.1	4.6234	4.9181	2,250	2,354
	0,50	0.50	2.60	0.7	2.7	0.05	0.15	6.0	6.0
407,00	0,35801 101	276.83	0.17346 103	315,8	368,2	4,7282	4,8568	2,465	2.575
	0,50	8.11	18,92	9.3	21,6	0.49	1.10	6.0	6.0

Окончание таблицы Б 2

Г СР V W' W* ч' п" X' А* be' 5с/ Д W б w- бп' бп* 6Х’ б/.* 114,00 1,690 0,881 1997.4 139,5 8618,1 2,85 157,8 2,29 5.0 0.3 5,00 2,00 3.0 4.0 3.0 5.0 150,00 1,805 1.037 1714,4 157,8 1747,6 3,80 148.3 4,46 5.0 0.3 5,00 2,00 3,0 4,0 3.0 5,0 200,00 1,968 1,241 1389,1 179,4 547,1 5,08 129,0 8,03 2.0 0.3 2,00 2,00 3.0 4,0 3.0 5.0 250,00 2,168 1,481 1093,4 194,5 262,0 6,30 107,9 12.18 2.0 0.3 2,00 2,00 3,0 4,0 3.0 5.0 300,00 2.442 1,810 810.3 197,7 148,2 7,55 88,6 17.03 2.0 0,3 2,00 2,00 3,0 3.0 3,0 3.0 350,00 2,898 2,355 523,9 181,6 88,6 9,24 72.7 23,93 2.0 0,3 2,00 2,00 3.0 3.0 3.0 3.0 400,00 6,349 7,555 184,4 128,9 42.5 14,76 61.9 46,45 6,0 6,0 5,00 5,00 3.0 3.0 5,0 5.0 407,00 42,319 61,185 117,0 113,8 31.1 19.21 77.3 81,05 6.0 6.0 6,00 6.00 3.0 3.0 5.0 5.0

Приложение В (обязательное)

Таблицы контрольных стандартных значений теплофизических свойств изобутана в

однофазной области

Таблица В. 1 — Контрольные стандартные значения теплофизических свойств изобутана в однофазной области

р Р h S <v ср kV м *> ЛЛ 8s К К 8иг 6ц 6Х Т= 114,0 К 0.1 740,12 -405.0 1.8871 1.175 1,690 1997,6 8628,35 157,82 0,02 0,6 0,06 5.0 5.0 5,00 3,0 5.0 Т =200,0 К 0.1 657,78 -247.8 2.9069 1.363 1.968 1389,7 547,68 129,02 0,02 0.3 0,03 2.0 2,0 2,00 3.0 5.0 10,0 664,83 -237,2 2.8852 1.374 1,951 1445,4 603,11 133.02 0,02 0.3 0.03 2.0 2.0 5,00 3.0 3.0 35,0 680,21 -209,7 2.8369 1,398 1,924 1567,6 751,38 142,10 0,30 4,2 0.24 2.0 2,0 5,00 3.0 3.0 7 = 300,0 К 0.1 2,3913 308,1 5.0860 1,539 1,700 212,0 7,54 17.08 0,02 0.1 0.01 0.3 0.3 2,00 0.4 5.0 10,0 566,36 -23,2 3,7473 1,698 2,358 926,1 172,11 95,38 0,02 0,2 0,02 2.0 2,0 2,00 3.0 3,0 35,0 598,05 0.8 3,6791 1,719 2,272 1136,2 227,77 109,37 0,50 3.0 0,19 2.0 2.0 2,00 3.0 3,0 7= 400,0 К 0.1 1,7653 500.5 5.6364 2.001 2.151 245,5 9.93 28,88 0,10 0.1 0,01 0.5 0.5 0,20 0.4 5.0 10,0 439,11 242,0 4,5059 2.125 3,003 486,2 72,80 70.55 0,50 0.5 0,08 3.0 3.0 3,00 3.0 3.0 35,0 515,50 247,0 4,3890 2.128 2,686 824,9 117,42 88,16 0,50 1.1 0,11 2.0 2.0 2,00 3.0 3.0 7= 500,0 К 0.1 1,4048 737,1 6,1627 2.426 2,573 274,1 12,20 43,24 0.40 0.1 0,02 0.5 0.5 0,20 0,4 5.0 10,0 238,30 587,3 5,2731 2,544 3,637 239,2 28,15 61,48 0.40 0.5 0,03 3.0 3.0 3,00 3.0 3.0 35,0 433,69 535.2 5.0307 2.522 3.067 628,8 72.97 81.27 0,40 0.2 0,06 3.0 3,0 3,00 3.0 3.0 7= 600,0 К 0.1 1,1679 1012,9 6,6646 2.789 2,934 299,8 14,37 60,17 0,40 0.1 0,02 0.5 0.5 0,20 0.4 5.0

Окончание таблицы В 1

р Р h S со W И X лр ЛЛ 6S «с. «и 8л 10.0 142,42 928,7 5,8964 2,846 3,321 274.0 22,08 69,54 0,40 0,4 0,03 3.0 3.0 3,00 4.0 3,0 35,0 359,83 857,3 5,6170 2,863 3,359 528,8 49,69 84,60 0,40 0.2 0,04 3.0 3.0 3,00 4.0 3.0

Библиография

[1] Таблицы стандартных справочных данных. ГСССД 337—2018 Изобутан жидкий и газообразный Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 114 до 600 К и давлениях до 35 МПа — ФГУП «ВНИИМС» — М„ 2018 — 49 с

УДК 547.214:006.354    ОКС 07.030

Ключевые слова: Государственная система обеспечения единства измерений, стандартные справочные данные, жидкий и газообразный изобутан, термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности

Редактор Н А Аргунова Технический редактор В Н Прусакова Корректор М И Першина Компьютерная верстка Е О Асташина

Сдано в набор 06.12 2018 Подписано в печать 27 12 2018 Формат 60*84%. Гарнитура Ариал

Уел печ л 2.32. Уч -иэд л. 1.86 Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» для комплектования Федерального информационного фонда стандартов. 117418Москва. Нахимовский пр-т. д 31. к 2. www.goetinlb.ru info@gostinfo ru

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Общие положения........................................................................................................................................1

4    Расширенные неопределенности расчетных значений стандартных справочных данных

по свойствам изобутана...............................................................................................................................5

Приложение А (обязательное) Основные физические параметры и коэффициенты

уравнений для определения значений стандартных справочных данных

по свойствам изобутана.......................................................................................................6

Приложение Б (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений

теплофизических свойств изобутана на кривой насыщения.............................................9

Приложение В (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений

теплофизических свойств изобутана в однофазной области..........................................11

Библиография................................................................................................................................................13

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ.

ИЗОБУТАН ЖИДКИЙ И ГАЗООБРАЗНЫЙ

Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 114 К до 600 К и давлениях до 35 МПа

State system for ensuring the uniformity of measurements Standard reference data Liquid and gaseous isobutane Thermodynamic properties, dynamic viscosity and thermal conductivity at temperatures from 114 К up to 600 К and

pressures up to 35 MPa

Дата введения — 2019—03—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на жидкий и газообразный изобутан и устанавливает методы расчетного определения значений стандартных справочных данных по плотности р, энтальпии h. энтропии s, изобарной теплоемкости с_р. изохорной теплоемкости с^ скорости звука vv, коэффициента динамической вязкости р и коэффициента теплопроводности X для изобутана как в однофазных областях (газ, жидкость и флюид), так и на линии фазового перехода газ — жидкость (линии насыщения), а также значений давления насыщения p_s.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.566 Государственная система обеспечения единства измерений. Межгосударственная система данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Основные положения

ГОСТ Р 8 614 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная служба стандартных справочных данных. Основные положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты*, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3 Общие положения

Стандартные справочные значения (ГОСТ Р 8.614, ГОСТ 8.566) р, /), s, с_р, c_v,w»p_s рассчитаны по единому для жидкой и газовой фаз фундаментальному уравнению состояния (ФУС) — зависимости свободной энергии (функции Гельмгольца) F от плотности р и температуры Т

= f(avt)-$(<**)+£ (<*>.*).    (1)

Издание официальное

где t Jg и f_r — безразмерные полная свободная энергия, идеально-газовая и неидеальная составляющие свободной энергии, соответственно; о) — относительная плотность, со = р/р_кр т — относительная температура, т = Т/7_кр Значения плотности (р_кр) и температуры изобутана в критической точке приведены в таблице А.1 приложения А.

Уравнение для идеально-газовой составляющей свободной энергии имеет следующий вид

fo =1п(о))+а1 + а₂т"¹ + аз1п(т"^,)+£а_/1л[1-ехр(-б_<т"¹)].    (2)

>-4

Коэффициенты {а,} и параметры {6₍} уравнения (2) приведены в таблице А.З приложения А. Уравнение для неидеальной составляющей свободной энергии имеет следующий вид

^fr = Ъм-    <³)

У-1

где

<о^г,т”^ exp^gyco^ j, j £ 23 ¹ coV'' ехр|-а_>((о-Еу)²-Э_у(т'¹-уу)²1. >>24.

В формулах (3) и (4) b_j - коэффициенты уравнения состояния, значения которых вместе с показателями степеней г_у. /_; и параметрами g_f сх_у, р_у. е_у. у_; приведены в таблице А.2 приложения А.

Плотность со в однофазных областях при заданных значениях давления (р) и температуры (7) определяют из решения следующего уравнения

jt = сот(1 +

Значения давления (р_ф) и фактора сжимаемости (z_Kp) в критической точке, а также газовой постоянной (/?) изобутана приведены в таблице А.1 приложения А.

Плотности газовой со" и жидкой со' фаз на линии насыщения при заданной температуре 7 определяются из условий фазового равновесия в результате решения следующей системы уравнений:

1 я(т.о)')— тс(х.о>") = 0:

|ф_г(т,с>')-ф_г (т.со") =» 0,    ⁽⁶⁾

где <рДх. с») — безразмерная неидеальная составляющая изобарно-изотермического потенциала (потенциала Гиббса)

Vr-^fr ^{+ A}o* ^|п <“>•    (7)

Давление на линии насыщения р₉ определяют по формуле (5) для со".

Энтальпия, энтропия, изобарная и изохорная теплоемкости и скорость звука как в однофазных областях (для 7и со), так и на линии насыщения (для 7. со' или 7. со") вычисляют по следующим формулам:

h = h₀ + A₃RT;    (8)

s = s0 + RA4, (9) cp = cv* R(1 + ^2>2/(1 ♦ A|); (Ю) Cv = CvO + (11) w = (103RTcp(1 +A1)/cJ°-5. (12)

где h0, Sq, cv0 — энтальпия, энтропия и изохорная теплоемкость в идеально-газовом состоянии.

X(t.a>)⁼-_f    (41)

x[l+A,(x.o))J

Значения коэффициентов {а,} и {b_y), {b_2l} формул (34). (35) приведены в таблицах А.7 и А.8 приложения А. Универсальные теоретически обоснованные постоянные к_в = 1.380658 10‘²; R₀ = 1.03; v = 0.63; у = 1.239. Значения подгоночных параметров для изобутана Г. q_D, Т_ге, приведены в таблице А.1 приложения А. В формулах (36). (39) — (41) теплоемкости с_р, c_v и расчетный комплекс А, определяют по формулам (10), (11) и (18), соответственно; коэффициент динамической вязкости р(т; <о) определяют по формулам (27) — (32).

Контрольные значения стандартных термодинамических и переносных (р. X) свойств изобутана приведены в таблицах Б.2 (линия насыщения) и В 1 (однофазные области) приложений Б и В.

4 Расширенные неопределенности расчетных значений стандартных справочных данных по свойствам изобутана

Расширенные неопределенности (с доверительной вероятностью 95 %) расчетных значений термодинамических свойств и свойств переноса; плотности бр = Др/р, скорости звука бw= Awlw, изохорной бc_v = Acjc_v и изобарной бс_р = Дс^с теплоемкостей, коэффициента динамической вязкости бр = Др/р и коэффициента теплопроводности бх = ДХ/Х определяют в соответствии с оценками, приведенными в (1).

Расширенные неопределенности контрольных значений стандартных справочных данных изобутана представлены в таблицах Б.2 и В.1 (приложения Б и В), где для всех теплофизических свойств, кроме энтальпии, приведены относительные величины неопределенностей б А = 100 АА/А. %; для энтальпии приведена абсолютная величина Ah. кДж/кг.

Приложение А (обязательное)

Основные физические параметры и коэффициенты уравнений для определения значений стандартных справочных данных по свойствам изобутана

ТаблицаА1 — Основные физические параметры изобутана

Физический параметр, размерность Значение Молярная масса М. кг/кмоль 58.1222 Газовая постоянная R, кДжДкг К) 0,14305157 Параметры в тройной точке: давление р,, МПа 0.021910"6 температура Tt К 113.73 Параметры в критической точке: давление р^ МПа 3.629 температура 7„р, К 407,81 ПЛОТНОСТЬ р^ . кг/м3 225.5 фактор сжимаемости zKp 0.275860756 Параметры для расчета р: о. нм 0.46445 slk, К 307,55 кмоль/м3 3.860 407.817 Параметры для расчета Дл^,: qo- нм 0.194 Г 0.0496 <*£> НМ 0,657661 Jlltl_ 611.73

Таблица А 2 — Коэффициенты, показатели степеней и параметры уравнения для неидеальной составляющей ФУС изобутана (см уравнения (3) и (4))

J	bj	'/		9,	'/	«У	Ру	6У	ъ
1	0.20686820727966 101	1	0.5	0	0
2	-0.36400098615204 101	1	1	0	0
3	0.51968754427244	1	1.5	0	0
4	0,17745845870123	2	0	0	0
5	-0,12361807851599	3	0.5	0	0
6	0,45145314010528 10"1	4	0.5	0	0
7	0,30476479965980 10"1	4	0,75	0	0
8	0.75508387706302	1	2	-1	1
9	-0.85885381015629	1	2.5	-1	1
10	0.36324009830684 10"1	2	2,5	-1	1
11	-0.19548799450550 10-1	7	1.5	-1	1

Окончание таблицы А 2

j 6, г) '/ Я, 'у «г Ру *У ъ 12 -0,44452392904960 10~2 8 1 -1 1 13 0,46410763666460 10-2 8 1.5 -1 1 14 -0,71444097992825 10"1 1 4 -1 2 15 -0,80765060030713 10-1 2 7 -1 2 16 0,15560460945053 3 3 -1 2 17 0,20318752160332 10-2 3 7 -1 2 18 -0,10624883571689 4 3 -1 2 19 0,39807690546305 10"1 5 1 -1 2 20 0,16371431292386 10-1 5 6 -1 2 21 0,53212200682628 10~3 10 0 -1 2 22 -0,78681561156387 10"2 2 6 -1 3 23 -0,30981191888963 10-2 6 13 -1 3 24 -0,42276036810382 10-1 1 2 -1 2 10 150 0.85 1.16 25 -0,53001044558079 10-2 2 0 -1 2 10 200 1 1.13

Таблица АЗ — Коэффициенты уравнений (2) и (13) — (16) для термодинамических свойств изобутана в идеально-газовом состоянии, энтальпия д/»₀и энтропия As₀

/ •i 1 11,60865546 0 2 -5,29450411 0 3 3.05956619 0 4 4,94641014 0,9512779015 5 4.09475197 2.3878958853 6 15,6632824 4,3469042691 7 9,73918122 10,36885863510 ДЛ0 = 308.518 кДж/кг. As0 = 5,08198 кДж/(кг К)

Таблица А4 — Коэффициенты а, уравнения (29) для 12 изобутана

/	•у
0	0,53583008
1	-0,45629630
2	0,049911282

Таблица А.5 — Коэффициенты Ь, уравнения (30) для 8(1 изобутана

/ ь, 0 -19,572881 1 219,73999 2 -1015,3226 3 2471,01251 4 -3375.1717