23. Розрахунок теплофізичних властивостей газоподібного ксенону

Анотація: Дано відомості про розрахунок термодинамічних і переносних властивостей газоподібного ксенону в обсязі, достатньому для більшості технічних додатків. Одержано рівняння стану ксенону в безрозмірному вигляді, що дозволяє виконувати розрахунки термодинамічних величин за допомогою вже відомих методів, розроблених для повітря та інших широко використовуваних газів. Наведено приклад реалізації методу на базі вказаного рівняння для розрахунку густини, ентальпії і ентропії газоподібного ксенону. Точність розрахунку цих властивостей у діапазоні температури від 300 до 3000 К за тиску від 0,1 до 120 МПа становила від 0,2 до 1,6%. Одержано досить точні і прості залежності для розрахунку ентальпії й теплоти пароутворення на лінії насичення. Точність розрахунку ентальпії рідкого ксенону на лінії насичення – не гірше 0,2%, точність розрахунку теплоти пароутворення – не гірше 0,5%. Запропоновано новий, більш простий у порівнянні зі стандартними довідковими даними метод розрахунку переносних властивостей (теплопровідність, в’язкість) ксенону за атмосферного тиску. Показано, що теплопровідність і в’язкість можна розраховувати за виразом одного виду з різними коефіцієнтами. Точність розрахунку цих властивостей за допомогою запропонованого методу ‒ не гірше 2,2%. З огляду на незадовільні результати тестування відомих методів розрахунку переносних властивостей за високих тисків, запропоновано ефективний метод апроксимації табличних значень цих властивостей. При цьому спочатку виконують апроксимацію даних щодо температури за фіксованих тисків, потім з використанням цих апроксимацій обчислюють значення властивості за заданої температури і різних тисків. Після цього інтерполюванням обчислюють значення властивості за заданого високого тиску. Як приклад реалізації цього методу розрахунку наведено програму Mathcad для розрахунку теплопровідності газоподібного ксенону за високого тиску. Матеріали статті орієнтовані на фахівців, що вивчають процеси теплообміну.