ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ. ЭТИЛЕН ЖИДКИЙ И ГАЗООБРАЗНЫЙ

Термодинамические свойства при температурах от 104 К до 450 К и давлениях до 100 МПа

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2020

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 29 апреля 2020 г. № 183-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. 2020

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

Таблиц# 62 — Контрольны*стандартны*

i с- % 8 О я 8 О <ь 8 о ОО я о о 2 О со ч» 2 о со оо 5 о со % * »Л ? о го ч» | о Л 0 1 *Л о § Л о 2 о ы чГ 8 о Со о» 8 о со > X г-« а> V" <ч о 8 *- 2 1 2 8 Ы о о Я Я о •Л «о 5> a о •ft со S о •Л > X' Й ч* N о ГО I со о г» § со о (О 2 Л о ГО S о* о л 3 г- я о •ft 2 ? о •л • ■ и х' 8 о Г* О во 5 о СО о 1 со о 2 о «*> 8 о •ft о JS о •ft 2 со* о •л V X § S : О во" 8 о Л ? 8 S о •л § о •л § со о Л *- X г>- 1 00 О о я я ь- О о Г- 2 00 о о в> § «> о о 3 to О о ю 8 О Л Л о и X 8 о (о 3 о 8 о V 8 О с- 2 л 8 о 5 ©. •Л 8 о Я о к •ft 8 О «Л S о • с S i о г о 00 1 о *- 5 о 1 ч» о 0» с- 2 с. о 0) а* *» со к * •о 8 ч о о* I г» о Л 8 о со § о 2 2 •ft ? го о • а i- ь г 8 я о о •- о в 8 О • S о *■ О о 9 + 8 о •г» | я о •& я О •г. i N ! 'а. * S 5 8 О «о ? 8 о я a 8 О 8 § 8 О г 2 8 о г Я со л О СО *- 2 1 С' О т «X X L 8 О N о W со' 8 О V 8 О СО* 8 О 8 г- V 8 О к г ч» 8 О «л 8 о К О $ О a о § О 2 0 1 о Я о 8

Приложение В (обязательное)

Таблицы контрольных стандартных значений теплофизических свойств этилена в однофазной области

Таблица В1 — Контрольные стандартные значения теплофизических свойств этилена в однофазной области

р Р h S с. ср W Ф ЛЛ 5s 5с, 5w Т= 105.0 К 0.1 653.37 235.1 3,0357 1.618 2,43 1760,7 0.02 0.4 0,04 3.0 3.0 3.0 0.5 653.56 235,6 3,0346 1.618 2,43 1762.9 0,02 0.4 0,04 3.0 3,0 3.0 1.0 653.81 236,2 3.0331 1,618 2.429 1765,7 0,02 0.4 0,04 3,0 3.0 3.0 5.0 655,71 241.1 3,0214 1,619 2,423 1787.2 0,02 0.4 0,04 2,0 2,0 3.0 Т= 200.0 К 0.1 1.7202 912.7 7.2584 0.978 1.299 275.1 0.02 0.1 0,01 0,2 0.2 0.05 5.0 528.35 469.8 4,5721 1,325 2.467 1123.2 0.02 0.2 0,02 2.0 2.0 0.5 50.0 574.43 514.8 4.391 1,388 2.239 1454.6 0.2 1.8 0,12 5.0 5.0 0.5 100.0 605.97 572.8 4,2581 1,450 2.175 1678.2 0.2 2.8 0,14 5.0 5.0 0.5

Окончание таблицы В 1

р Р h S <v ср W *Р дл 6s К &W Т= 282.0 К 0.1 1,2046 1025,7 7,7302 1,181 1,486 322,1 0.02 0.1 0,01 0.2 0.2 0,05 5.0 171.27 823,6 5,9725 2,304 135,557 195 0.90 1.5 0,09 6.0 6,0 3.0 50.0 489,74 701.7 5,1728 1.447 2,351 1085,4 0.1 0,4 0,04 5.0 5.0 0.5 100.0 540.27 752,1 5,0089 1.507 2,230 1383,1 0.1 0,9 0,05 5.0 5.0 0.5 7= 350,0 К 0.1 0,96728 1134,4 8,0746 1,415 1,716 353,5 0.02 0.1 0.01 0.2 0.2 0,05 5.0 58,833 1069,7 6.7811 1,494 2,196 318,3 0.03 0.1 0.01 3.0 3.0 0.5 50.0 420.83 867.4 5,6985 1,612 2,525 862,7 0.1 0.2 0,03 5.0 5.0 0.5 100.0 490.79 908.4 5,5047 1.668 2,372 1197,7 0.1 0.6 0,04 5.0 5.0 0.5 7= 450,0 К 0.1 0,75081 1323.6 8,5483 1,766 2,065 394,3 0.02 0.1 0,01 0.2 0.2 0,05 5.0 40,106 1287,1 7,3271 1,795 2,237 382,0 0.1 0,1 0.01 5.0 5,0 0.5 50.0 331,28 1131,0 6,3601 1,905 2,732 688,5 0,5 0.2 0,07 5.0 5.0 1.0 100,0 426.94 1157,5 6,1296 1,955 2,61 1020,9 0.5 1.6 0.1 5.0 5.0 1.0

Библиография

[1] ГСССД 369—2020 Этилен жидкий и газообразный Термодинамические свойства при температурах от 104 К до 450 К и давлениях до 100 МПа. — М: ФГУП «ВНИИМС*. 2020 — 22 с.

УДК 547.214:006.354    ОКС 07.030

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

БЗ 6-7—2020/13

Редактор Н А Аргунова Технический редактор И Е Черепкова Корректор И А Королева Компьютерная верстка М В Лебедевой

Сдано в набор 15 05 2020 Подписано в печать 19 06 2020 Формат 60-844 Гарнитура Ариап

Уел. пен л. 1.86. Уч-издл. 1.40.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» для комплектования Федерального информационного фонда стандартов.

117418 Москва, Нахимовский пр-т. д 31. к. 2 www gostmfo ru    info@gos1info ru

Содержание

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

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

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

4    Расширенные неопределенности расчетных значений стандартных справочных данных

по свойствам этилена.................................................................4

Приложение А (обязательное) Основные физические параметры и коэффициенты уравнений для определения значений стандартных справочных данных по свойствам

этилена.................................................................5

Приложение Б (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений теплофизических

свойств этилена на кривой насыщения.......................................7

Приложение В (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений теплофизических

свойств этилена в однофазной области.......................................9

Библиография.......................................................................11

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ.

ЭТИЛЕН ЖИДКИЙ И ГАЗООБРАЗНЫЙ

Термодинамические свойства при температурах от 104 К до 450 К и давлениях до 100 МПа

State system for Ensuring the uniformity of measurements Standard reference data Liquid and gaseous ethylene Thermodynamic properties at temperatures from 104 К up to 450 К and pressures up to 100 MPa

Дата введения — 2021—02—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на жидкий и газообразный этилен и устанавливает методы расчетного определения значений стандартных справочных данных по плотности р, энтальпии h, энтропии s. изобарной теплоемкости с_р, изохорной теплоемкости c_v, скорости звука w как в однофазных областях (газ. жидкость и флюид), так и на линии фазового перехода газ — жидкость (линии насыщения), а также значений давления на линии насыщения р₅.

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, Л. s. с_р, w и 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

Издание официальное

"R-P ~ ^f(^M‘^r) ~ W®**) =    T).    (1)

где f. f₀ и f_r — безразмерные полная свободная энергия, идеально-газовая и неидеальная составляющие свободной энергии соответственно; со — относительная плотность, со = р/р_кр. т — относительная температура, т = Т/Т_кр

Значения плотности (р^) и температуры (Т_кр) этилена в критической точке приведены в таблице А.1 приложения А.

Уравнение для идеально-газовой составляющей свободной энергии имеет следующий вид

f₀= ln(a>)+a₁^T-^,+a3ln(T-^,)+2uJⁿ[l-exp(-&/r^,)l    (2)

/■4

Коэффициенты {а,} и параметры {5>} уравнения (2) приведены в таблице А.З приложения А. Уравнение для неидеальной составляющей свободной энергии имеет следующий вид

14

^fr=l^bi%    (3)

/•1

o>VWp[g_;V>].yS10

o)V''exp[—оДсо-е,)²- РДт"¹- у/Л.    11.    (4)

В формулах (3) и (4) Ь_у — коэффициенты уравнения состояния, значения которых вместе с показателями степеней r_f t_f Ij и параметрами g_f су tj, ^ приведены в таблице А.2 приложения А.

Плотность о) в однофазных областях при заданных значениях давления р и температуры Т определяют из решения следующего уравнения:

я = оп(1+А₀)/2_ф.    (5)

где л = р/р_кр;

z«p = i°V<p>P*V

Значения давления р_кр и фактора сжимаемости г_кр в критической точке, а также газовой постоянной R бензола приведены в таблице А1 приложения А.

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

(я(т,со') - я(т,а)') = 0;

I фДт.со') ~ Фг(т,ю’)⁼ 0,

где ф_г (тсо.) — безразмерная неидеальная составляющая изобарно-изотермического потенциала (потенциала Гиббса)

4>r^=fr ^{+ A}0 ^+,п(а>).    (7)

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

Энтальпию, энтропию, изобарную и изохорную теплоемкости, скорость звука как в однофазных областях (для Т и со), так и на линии насыщения (для Т, со' или Т, со"), вычисляют по следующим формулам:

Л = Л0 + Аз/?7;	(8)
s = s0 + RA4;	(9)

с_р = с_у+Я(1 + а₂)²/(1 +Л,):

c_v=^cvO*^As^R-    О¹)

w = (10³ RTc_p{ 1 + А,)/^⁵.    (12)

где Л₀. Sq- ^cvo — энтальпия, энтропия и изохорная теплоемкость в идеально-газовом состоянии.

Термодинамические свойства в идеально-газовом состоянии определяют по формулам, полученным из f₀(x, ш)

С*о=Я[а₃+2«ДР?];    (13)

>«4

h₀= R Т [l +а₃+а₂0+2аJE,D_t + —° ];    (14)

So = ^R Ja₃(1 - 1п0) - a, +^a_l[E_lDi - Infl-EjJ+ASo/R-Into^    (15)

где 0= Г¹;

£,иО, — функции от 0. имеющие следующий вид

Е, = ехр(- 6,0), D, = 6,0/(1 - £,).    (16)

Коэффициенты {а,} в формулах (13)—(15) и параметры {6,} в формуле (16), а также значения энтальпии ЛЛ₀ и энтропии As₀ приведены в таблице А.З приложения А. Значения ДЛ₀ и As₀ введены для удобства сравнения с разработанными ранее таблицами стандартных справочных данных по этилену (см. [1)).

Комплексы А₀ — А₅ в формулах (5)—(12) определяют по следующим соотношениям, полученным из уравнения (3) для f_f с использованием известных дифференциальных уравнений термодинамики

-tj.js 30
20/T-V4)-W*31;	(25)
0./S30
-гр/Лгт-Ч,). у ^ 31.	(26)

Рассчитанные стандартные справочные данные контрольных значений термодинамических свойств этилена на линии насыщения и в однофазной области приведены в таблицах Б.2 и В.1 (приложения Б и В).

4 Расширенные неопределенности расчетных значений стандартных

справочных данных по свойствам этилена

Расширенные неопределенности с доверительной вероятностью 95 % расчетных значений термодинамических свойств: плотности бр = Др/р. скорости звука 6w = ±w/w; изохорной бс^ = Лcjc_v и изобарной бс_р = АСр1с_р теплоемкостей определяют в соответствии с оценками, приведенными в (1).

Для околокритической области (см. (1J) вместо бр приводят значения бр = Др/р и равное. 0.2 %. поэтому значения бр определяют в соответствии с теорией переноса ошибок по формуле

Расширенные неопределенности расчетных значений энтальпии Дh и энтропии 6s = As/s определяют в соответствии с теорией переноса ошибок через значение бр по следующим выражениям:

ДЛ = 0.1+/?т|(^1|шЬр/100. кДж/кг;    (28)

bs = {о,01 • So(t)+    1 |bpjs^_1, %.    (29)

В формулах (27) — (29) А₀, A_v А₃ и А_а — расчетные комплексы (17)—(18) и (20)—(21). s₀(x) рассчитывают по формуле (15), но без учета ln(to).

Расширенные неопределенности контрольных значений стандартных справочных данных этилена представлены в таблицах Б.2 и В.1 (приложения Б и В), где для всех теплофизических свойств, кроме энтальпии, приведены относительные величины неопределенностей 6А = 100 АА/А, %; для энтальпии приведена абсолютная величина АЛ. кДж/кг,

Приложение А (обязательное)

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

Таблица А1 — Основные физические параметры этилена

Физический параметр, размерность Значение Молярная масса М, кг/кмоль 28,06316 Газовая постоянная R, кДж/(кг К) 0,296384079 Параметры в тройной точке давление pt. МПа 122.65 10-6 температура Tv К 103.989 Параметры в критической точке: давление рф, МПа 5,0418 температура Ткр, К 282,35 плотность рф, кг/м3 214.24 фактор сжимаемости 2ф 0,281217531

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

У 91 1, -1- “/ е/ Y/ 1 0.18617429100670 101 1 0,50 0 0 2 -0.30913708460844 101 1 1,00 0 0 - - - - 3 -0,17384817095516 1 2,50 0 0 - - - - 4 0,80370985692840 1Г1 2 0,00 0 0 - - - - 5 0,23682707317354 2 2,00 0 0 - - - - 6 0,21922786610247 10-’ 4 0,50 0 0 - - - - 7 0.11827885813193 1 1,00 -1 1 - - - - 8 -0,21736384396776 10'1 1 4,00 -1 1 - - - - 9 0.44007990661139 10-1 3 1.25 -1 1 - - - - 10 0,12554058863881 4 2.75 -1 1 - - - - 11 -0,13167945577241 5 2,25 -1 1 - - - - 12 -0.52116984575897 10-2 7 1,00 -1 1 - - - - 13 0,15236081265419 10"3 10 0,75 -1 1 - - - - 14 -0,24505335342756 10"4 11 0,50 -1 1 - - - - 15 0,28970524924022 1 2,50 -1 2 - - - - 16 -0,18075836674288 1 3,50 -1 2 - - - - 17 0,15057272878461 2 4,00 -1 2 - - - -

Окончание таблицы А.2

J Я, °1 *1 7/ 18 -0,14093151754458 2 6,00 2 - 19 0,22755109070253 10'1 4 1,50 -1 2 - - - - 20 0.14026070529061 10-1 4 5,00 -1 2 - - - - 21 0,61697454296214 Ю2 6 4,50 -1 2 - - - - 22 -0,41286083451333 10'3 7 15,00 -1 3 - - - - 23 0.12885388714785 10-1 4 20,00 -1 4 - - - - 24 -0.69128692157093 10-1 5 23,00 -1 4 - - - - 25 0,10936225568483 6 22,00 -1 4 - - - - 26 -0.81818875271794 10-2 6 29,00 -1 4 - - - - 27 -0,56418472117170 10'1 7 19,00 -1 4 - - - - 28 0.16517867750633 10-2 8 15,00 -1 4 - - - - 29 0.95904006517001 10-2 9 13,00 -1 4 - - - - 30 -0,26236572984886 10-2 10 10,00 -1 4 - - - - 31 -0.50242414011355 102 2 1,00 -1 2 25 325 1 1.16 32 0,74846420119299 104 2 0,00 -1 2 25 300 1 1.19 33 -0,68734299232625 104 2 1,00 -1 2 25 300 1 1.19 34 -0,93577982814338 103 3 2,00 -1 2 25 300 1 1.19 35 0,94133024786113 103 3 3,00 -1 2 25 300 1 1.19

Таблица АЗ — Коэффициенты уравнений (2) и (13)—(16) для термодинамических свойств этилена в идеально- газовом СОСТОЯНИИ. ЭНТаЛЬПИЯ ЛЛ0И ЭНТРОПИЯ ASq

/ <4 1 868815523 0 2 -4,47960564 0 3 3,00000000 0 4 2,49395851 4.43266896 5 3,00271520 5.74840149 6 2,51265840 7,80278250 7 3,99064217 15,5851154 ДЛ0 = 1051,7 кДж/кг, As0 = 7,8140 кДжфсгК)

Приложение Б (обязательное)

Таблицы контрольных стандартных значений теплофизических свойств этилена на кривой насыщения

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

Наименование показателя	Обозначение	Размерность
Температура	Т	К
Давление	Р	МПа
Давление насыщения	Р*	МПа
Плотность	Р	кг/м3
Энтальпия	h	кДж/кг
Энтропия	S	кДж/(кг К)
Изохорная теплоемкость		кДж/(кгК)
Изобарная теплоемкость	ср	кДжДкгК)
Скорость звука	IV	м/с
Относительная неопределенность теплофизических свойств, исключая энтальпию	5А	%
Абсолютная неопределенность энтальпии	Ah	кДж/кг
Примечание 1—ВтаблицеБ 2,гдепредставленыконтрольныестандартныезначениятеплофизических свойств (А) этилена на кривой насыщения, обозначения А' и А"— свойства насыщенной жидкости и насыщенного пара, соответственно Примечание 2 — Значения неопределенностей 8р', Sp". а также Д/г'. ДЛ" и 5s'. 5s" при Т 2 280 К определены в соответствии с теорией переноса ошибок по формулам (27—29) при 5р5 = 0,02 %, большие значения этих величин связаны с поведением производной (йр/Эр)г в околокритической области: (Эр/«>р)г -*0 при приближении к критической точке