水的饱和蒸汽压的计算

1、阿南 化 工1 9 9 9年第 l |期 ， 、 国 慕 汽 晷 国 嚣 q -一 。 仁 王盟鏖 成弘璐 - 2 9 - ( 河南广 播 电视 大学 郑州市4 5 0 0 0 3 ) ( 河南 省化 工设计 院郑州 市4 5 0 0 5 2 ) 一 ， f 丁6 上 ， J 摘要针 对 文献 中计 算水 的饱 和蒸 汽压 的安托 尼 方程 适 用温度 范目控 窄的 情况 ， 由文献 实验 数 据拟 舍 出了水的饱 和 蒸 汽压 的计 算会 式 ， 谊 关 联 式的 准确 性和 适 用 度 范 围比文 靛公 式有 改进 。 关 量 词水 的 查 薹 垫 ! 垒 兰 里 坚 苣 J ：霉 司 、

2、 七 蓦 之 1 前言 适用温度胡较宽、 准确性高且计算简便 的 在化工工艺计算 中经常用 到水的饱 和蒸 汽压数据 ， 也 可以从有关化工手册 中查到 ， 但 在计算 机上进 行化 工过程设 计 和计算 时 ， 采 用 数学关联式要方便得 多。 物 质 的饱 和 蒸 汽 压 通 常 采 用 安 托 尼 ( An t o i n e ) 方 程计 算 ， 文 献 1 给 出 了计算 水 的饱和蒸汽压 的安托尼方程 为 ： l gp - 7 07 406一 ( 1 0 C T 1 6 8 ) ( 1 ) 式 中： P ， 水在 7 1 温度 时 的饱 和蒸 汽压 ， k P a ； T， 水 的

3、温 度 ， 。 水 的饱 和 蒸 汽 压 还 可 以 用 Ke e n a n和 Ke y e s的经 验式 计算 ： 户 一 _ = 干 ( 2 ) p L 可 丽J 式 中 ： 一6 7 3 4 1 8 T P 和 的意 义与 式 ( 1 ) 同； a 、 b 、 e 、 d、 e 、 f 、 g为方程常数 ， 其值分别 为 a 一 2 2 l 0 1 0 b一 2 3 0 2 5 8 5 c= 3 24 37 81，d一 3 26 01 4 1 0_ e一 2 006 5 8 1 0 ， f 1 1 65 09 1 0 ， g= 1 21 54 7 1 0一。 安 托尼 方程 被公 认

4、为正 确 和 简捷 的方 程 ， 准确 性 高 ， 但 式 ( 1 ) 适 用 温度 范 围较 窄 K e e n a n和 Ke y e s经 验 式 在 3 5 0 C 以 下 准 确 性很 高 ， 但 该 式 含 有 7个方 程 常数 ， 计算 较 繁 因此 ， 对于水 的饱和蒸汽压 的计算 ， 寻求 关 联 式 是必 要 的 2水的饱和蒸汽压 的计算 本 文采用 安托 尼方程 这 一简 便形式 ， 应 用 最d -乘 法 通过对 文献 3 中水 的饱 和蒸 汽 压实验 值 的非线性 回归 得 出 了水 的饱 和 蒸 汽压 的关联 式如下 ： l n p 一 1 6 3 7 3 7 9

5、3 8 7 6 6 5 9 ( T+ 2 2 9 7 3 ) ( O 2 1 0 ) ( 3) l n p 一1 7 6 5 2 1 6 5 2 0 4 0 8 2 ( + 3 0 5 6 5 ) ( 2 i 0 T 3 7 0 ) ( 4) 式 中 P 。 和 7 1 的意义 同式 ( 1 ) 。 式 ( 3 ) 的计算值与文献 3 实验值及文献 ： 1 公式 在其适 用温度 范 围 内 的计 算值 的 比 较 见表 l， 式 ( 4 ) 的计算值与 文献 E 3 实验值 的比较见表 2。 非 线性 模 型 拟合 的效 果 常用 相 关 指 数 R 来衡量 。R 的定义 为： 一 式 中 ：

6、 ， 未经线性 变换 的第 个 函数值 实 验数 据 ； 非 线 性 模 型 第 i个 函 数 值 计 算 值 ； 原始 函数值实验数据 的平均值 。 收辅 日期 ： 1 9 9 9 0 9 O 9 维普资讯 3 0 河南化 3 -1 9 9 9年簟 1 1期 襄 1 水 的饱 和蒸 汽压计 算值 与 文献 实验 值厦 文献 公式 计算值 的 比较 ( o 2 1 0C) 襄 2 水 的饱 和 蒸汽 压计 算值 与 文献 实验 值 的 比较 ( 2 1 0 3 7 o C) 温度 文 献r - 3 3 p 实 本 文式 ( 4 ) 计算 结果 温度 文献 ： 3 3 p 本 文式 f 4 )

7、p 计 算 结 果 验值 k P a 计算 值 k P a 相 对 偏差 C 实 验值 k P a 计 算值 k P a 相对 偏差 21O 1917 72 1 91 9 6 2 0 09 91 300 85 92 9 4 g6 00 7 1 + 0 09 04 2 2 0 2 3 2 0 8 8 2 3 2 5 9 3 0 2 1 7 6 3 1 0 9 8 7 7 9 6 9 8 8 8 9 + 0 1 】 0 9 2 3 0 2 7 9 8 5 9 2 7 9 8 1 2 0 0 1 6 8 3 2 0 1 l 3 0 0 3 l 】 3 l 9 4 + 0 1 6 9 0 2 4 0

8、3 3 4 7 9 1 3 3 4 3 4 5 0 1 3 3 2 3 3 0 1 2 8 7 9 6 1 2 9 0 1 9 + 0 1 7 3 1 250 39 77 67 39 69 52 0 204 9 3 40 1 461 5 8 146 45 2 020 80 26 O 46 75 46 84 32 O2 0O 9 35 0 165 3 , 5 165 62 1 0 142 7 2 70 55 03 9 9 54 961 3 01 428 36 0 1866 71 1 86 59 5 O 040 7 2 8 0 6 4l 7 2 4 6 4 l 3 5 2 0 05 8 0 3 7

9、 0 2 1 0 4 0 9 2 0 9 4 8 5 0 4 3 9 l 2 90 7 4432 9 7 4453 5 + 0 02 77 经 计 算 得 ： 式 ( 3 ) R =0 9 9 9 9 9 9 3 ， 式 ( 4 ) R ：0 9 9 9 9 9 4 3 二 者 都 很 接 近 1 ， 表 明 本 文 模 型拟 合 效 果 很 好 。 由表 1和 表 2可知 ， 就 绝对 值 来 说 ， 式 ( 3)和 式 ( 4)的 最 大 相 对 偏 差 分 别 为 0 3 7 8 2 和 0 4 3 9 1 ， 平均相 对偏差 分别 为 0 ， 1 7 5 4 和 0 4 3 9 1 ，

10、 文 献 1 公 式 相 对 偏 差 的最 大 值 和 平 均 值 分 别 为 1 6 8 8 1 和 0 2 3 2 5 ， 可见本文 公式 比文献 公式 准确性 高 。 ( 下转第3 4而) 维普资讯 3 4 在设计实践 中， 为简化计算 ， 一般 可将塔 的总 阻力 分成 四部分 ， 第 一部分从 进 风 口至 填 料 ， 第 二部 分 即 为填 料 ， 第 三 部分 为收 水 器 ， 第 四部分 为一直 到进风 口截 面所 余 下 的 部 分 阻 力 。 冷却塔风机进 口截 面总阻力可表达为 ： = 2 声 式 中： p r 风 机 进 口截 面 全 压 绝 对 值 ， 即风 机 进

11、口截 面 塔 总 阻力 ， P a 。 风机旋转平面的动压按下式计算 ： P D 一 譬 ( ) 式 中 D 旋 转 平 面 动压 ， P a ； 空气密度 ， k g m。 ； G 风机 设计 风 量 ， m。 h ； 风机旋转平 面风 道净 面积 ， m 对 于非 动能 回收型 风简 旋转平 面 动压 即为风机 动压 对于 动能 回收型风 筒 ， 风机动 压 变为旋 转平 面动压 与动压 回收值之 差 动 压回收值可按下式 计算 p o c p 1 ( F ) 式 中 ： o 动 能 回 收 型 风 筒 风 机 动 压 回 收值 ， P a ； F 风筒 出 口面 积 ， m ； c 回收

12、效率 系数 取 0 7 0 8 。 对 应风机动压为 ： p D =P D 1 一c( F ) 式 中 ： o 风 机 动 压 。 河 南 化 工1 9 9 9年第 1 1期 风机全压计 算式 ： Ap = Ap + D 风机轴功率计算式 ： N 一G ( 3 61 0 ) 式 中 ： 风机气动效率 ， 取 0 7 0 8 。 配用电机功 率 ： N - C2G p ( 3 61 0 玑 2 ) 式 中 ： ：机 械传动效率 ， 带 传动 =0 9 6 ； 一 级变速 齿轮传 动 =0 9 8 ； 二级 变速齿 轮 传动 一0 、 9 6 ； 二对取轴器传动效率为0 9 8 ， 当齿轮减速机

13、与联 轴器 同时使 用时 ， 传 动教 率 应 为 二 项 乘 积 。 C! 电 机 功 率 贮 备 系数 大 风 机 取 1 O 8 l | 1 5 小 风机 取 1 1 l | 2 。 3结 论 冷却塔 的设 计过 程 是一 个试算过 程 ， 但 只要能应用 计算 机进行 计算 完成 此项 工作 是 不 难 的 。 本 文所列 各项数 据 ， 有 的是属 于经 验数 据 ， 仅 供搞 冷却塔设 计的 同行 们 及从事 循环 水管理的专家们参考 ， 参考 文献 1 华 东 建筑 设 计 院主 编 给 水排 水 设 计 手册 第 4册北 京 ： 中国建筑 工业 出版社 ， 1 9 8 6 2赵振 国 冷 却 塔 北 京 ： 中 国水 利 水 电 出版 社 ， 1 9 9 6 1 1 0 1 3 中国建筑科 学研 究院建 筑标 准 设计研 究所 工 业冷 却塔 测 试 方 法北 京 ： 中 国建 筑 工 业 出版 社 、 1 97 91 3 24 ( 上 徭 弟 3 0 更 ) 3 结 论 本 文公式 与文献 1 公式 都具有 准确 性 高和计算简便 的优点 ， 但本文公式 比文献 ： 1 公式适用温 度范围霓 ， 准确性也有提 高 ， 故本 文公式 比文献公式有改进 。本文公式也可用 于 工 程 计 算 参 考 文献