1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Предприятие устойчивого развития"

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 18 октября 2022 г. N 1145-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт распространяется на хлор, параметры состояния которого соответствуют газообразной, жидкой и сверхкритической областям. Стандарт устанавливает методы расчетного определения значений стандартных справочных данных по плотности 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 p_s.

В настоящем стандарте приведены основные параметры, применяемые при расчетах. Остальные параметры приведены в [1].

Стандартные справочные данные значений плотности хлора рассчитаны по единому для жидкой и газовой фаз фундаментальному уравнению состояния (ФУС) - зависимости свободной энергии (функции Гельмгольца) F от плотности и температуры T [1]:

где f, f₀, f_r - безразмерные полная свободная энергия, идеально-газовая и неидеальная составляющие свободной энергии, соответственно;

- относительная плотность, ;

- относительная температура, .

Значения плотности и температуры (T_кр) хлора в критической точке приведены в таблице А.1 приложения А.

Уравнение для идеально-газовой составляющей свободной энергии имеет вид:

Коэффициенты C_II, C_I, m_i, u_i уравнения (2) приведены в таблице А.2 приложения А.

Уравнение для неидеальной составляющей свободной энергии имеет следующий вид:

В формуле (3) b_i - коэффициенты уравнения состояния, значения которых вместе с показателями степеней d_i, t_i, l_i и параметрами , , , приведены в таблице А.3 приложения А.

Плотность в однофазных областях при заданных значениях давления p и температуры T определяют из решения следующего уравнения в итерационном процессе:

где .

Значения давления (p_кр) и фактора сжимаемости (z_кр) в критической точке, а также индивидуальной газовой постоянной R хлора приведены в таблице А.1 приложения А. Вид комплекса A₀ и подробный алгоритм расчета плотности в однофазных областях приведены в приложении Б.

Рассчитанные стандартные справочные данные плотности хлора в однофазных областях со значениями относительной неопределенности приведены в приложении В.

Плотность жидкой фазы на линии насыщения при заданной температуре T определяют по уравнению [1]:

Параметры n_i и t_i в уравнении (5) представлены в таблицах А.4 и А.5 приложения А.

Давление на линии насыщения p_s определяется из уравнения [1]:

Коэффициенты n_i, t_i в уравнении (6) приведены в таблице А.5 приложения А.

Рассчитанные стандартные справочные данные плотности и давления хлора на линии насыщения со значениями относительной неопределенности приведены в таблице Г.1 приложения Г.

Значения плотности в жидком однофазном состоянии установлены с точностью 0,15%, в газообразном состоянии - 0,25%, во флюидной области - 0,2%.

Неопределенность расчета значений плотности насыщенной жидкости - 1%.

Неопределенность вычисленных значений давления насыщенных паров составляет 1% в диапазоне температур T < 205 К, 0,5% в диапазоне от 205 К до 270 К и 3% для более высоких температур.

Количество цифр после запятой в значениях R, и z_кр получено в ходе численного машинного расчета и не отображает реальную точность.

Определение относительной плотности в любой области параметров, определяющих состояние веществ (однофазная область, линия насыщения), используя уравнение:

по методу Ньютона в следующем итерационном процессе:

1) Определяют на k-м итерационном шаге (начиная с k = 1) с помощью выражений:

Комплексы и рассчитывают по формулам (Б.7) и (Б.8) при плотности на итерационном шаге (k - 1), т.е. при :

Показатели степеней d_i, t_i, l_i и параметры , , , приведены в таблице А.3 приложения А.

2) Критерий завершения итерационного процесса:

При невыполнении критерия (Б.9) необходимо продолжить итерационный процесс, начиная с пункта 1), в обратном случае перейти к пункту 3).

3) Вычисляют плотность в кг/м³: