Расчет свойств метастабильного переохлажденного пара

Для расчета некоторых тепловых процессов, прежде всего процессов расширения пара в турбинах, важно знать свойства метастабильного переохлажденного пара в области, примыкающей к области 2 формуляции со стороны правой пограничной кривой. Ввиду полного отсутствия экспериментальных данных о термодинамических свойствах переохлажденного водяного пара, расчет их может быть проведен лишь при экстраполяции какого-либо уравнения состояния, составленного для стабильного перегретого пара, в эту область. Результаты анализа поведения ряда уравнений, таких как основное уравнение для области 2 данной формуляции, уравнение для перегретого пара из формуляции IFC-67 и Международное уравнение состояния для общего и научного применения IAPWS-95, показали, что все они при экстраполяции дают значительно различающиеся данные. Такая ситуация типична для сложных многоконстантных уравнений. Поэтому в качестве исходных для уравнения состояния метастабильного переохлажденного пара приняты данные, полученные по более простому уравнению, составленному как вспомогательное при разработке Международного уравнения состояния IAPWS-95 [1].

Для расчета метастабильной области переохлажденного пара используется уравнение, приведенное в [3]. Перечень функций для расчета свойств переохлажденного метастабильного пара приведен здесь.

Уравнение применимо для области метастабильного пара от верхней пограничной кривой до линии 5 %-ной влажности пара в равновесной h,s — диаграмме при давлениях до 10 МПа. Согласование вычисляемых по нему величин на линии насыщения с основным уравнением области 2 характеризуется следующими данными:

Вдоль изобары 10 МПа в области метастабильного пара переход от уравнения для области метастабильного пара к уравнению для области 2 происходит скачкообразно, но это не имеет существенного практического значения.

Контрольные значения термодинамических свойств метастабильного переохлажденного пара приведены в табл. 1.