agosty.ru17. МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ17.060. Измерения объема, массы, плотности, вязкости

ГОСТ Р 8.1014-2022 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные справочные данные. Хлор жидкий и газообразный. Плотность при температурах от 172,17 К до 440 К и давлениях до 20 МПа

Обозначение:
ГОСТ Р 8.1014-2022
Наименование:
Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные справочные данные. Хлор жидкий и газообразный. Плотность при температурах от 172,17 К до 440 К и давлениях до 20 МПа
Статус:
Принят
Дата введения:
12.01.2023
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
17.060

Текст ГОСТ Р 8.1014-2022 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные справочные данные. Хлор жидкий и газообразный. Плотность при температурах от 172,17 К до 440 К и давлениях до 20 МПа

        ГОСТ Р 8.1014-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Хлор жидкий и газообразный. Плотность при температурах от 172,17 К до 440 К и давлениях до 20 МПа

State system for ensuring the uniformity of measurements. Standard reference data. Chlorine, liquid and gaseous. Density at temperatures from 172,17 K to 440 K and pressures up to 20 MPa

ОКС 17.060

Дата введения 2023-12-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Общество 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

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 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.rst.gov.ru)

1 Область применения

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
.

2 Общие положения

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]:
, (1)
где
f
,
,
- безразмерные полная свободная энергия, идеально-газовая и неидеальная составляющие свободной энергии, соответственно;
- относительная плотность,
;
- относительная температура,
.
Значения плотности (
) и температуры (
) хлора в критической точке приведены в таблице А.1 приложения А.

Уравнение для идеально-газовой составляющей свободной энергии имеет вид:

. (2)
Коэффициенты
,
,
,
уравнения (2) приведены в таблице А.2 приложения А.

Уравнение для неидеальной составляющей свободной энергии имеет следующий вид:

. (3)
В формуле (3)
- коэффициенты уравнения состояния, значения которых вместе с показателями степеней
,
,
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:
, (4)
где
.
Значения давления (
) и фактора сжимаемости (
) в критической точке, а также индивидуальной газовой постоянной
R
хлора приведены в таблице А.1 приложения А. Вид комплекса
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.

3 Расчет плотности на линии насыщения и давления насыщенных паров

Плотность жидкой
фазы на линии насыщения при заданной температуре
T
определяют по уравнению [1]:
. (5)
Параметры
и
в уравнении (5) представлены в таблицах А.4 и А.5 приложения А.
Давление на линии насыщения
определяется из уравнения [1]:
. (6)
Коэффициенты
,
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.

4 Неопределенности рассчитанных значений плотности и давления насыщенных паров

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.

Приложение А

(обязательное)

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

Таблица А.1 - Свойства и критические параметры хлора [1]

Молярная масса M, г/моль

70,906

Индивидуальная газовая постоянная R, кДж/(кг*К)

0,177260

Критическая плотность
, кг/м

571,50236

Критическая температура
, K

416,8654

Критическое давление
, МПа

7,635

Критический коэффициент сжимаемости

0,27330273

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

Таблица А.2 - Коэффициенты для расчета формулы (2) [1]

i

1

1,0256

800

3,839904988

-3,953901622

2

0,067756

3000

-

-

3

0,14068

8200

-

-

Таблица А.3 - Коэффициенты для расчета формулы (3) [1]

i

1

0,0245017

1,0

4

-

-

-

-

-

2

0,9132904

0,196

1

-

-

-

-

-

3

-1,72309

1,0

1

-

-

-

-

-

4

-0,3359344

1,08

2

-

-

-

-

-

5

0,1200495

0,39

3

-

-

-

-

-

6

-1,214889

1,64

1

2

-

-

-

-

7

-0,10167

3,2

3

2

-

-

-

-

8

0,6196819

1,32

2

1

-

-

-

-

9

-0,6578512

2,163

2

2

-

-

-

-

10

-0,009159452

0,93

7

1

-

-

-

-

11

1,909418

0,872

1

-

0,969

1,22

1,142

0,88

12

-0,07163412

2,08

1

-

1,89

6,8

1,22

0,73

13

-0,1893345

1,6

3

-

1,32

3,5

1,552

0,28

14

-0,5698469

1,37

2

-

1,012

1,276

1,135

0,863

15

-0,8964496

1,05

2

-

0,98

1,6

0,754

0,554

Таблица А.4 - Коэффициенты для расчета формулы (5) [1]

i

1

0,9662

0,234

2

1,7744

0,68

3

-0,23081

1,3

4

0,47213

3,35

Таблица А.5 - Коэффициенты для расчета формулы (6) [1]

i

1

-6,1289

1,0

2

1,5112

1,5

3

-1,4523

2,0

4

-5,6038

5,94

5

3,9923

7,0

6

-1,2651

14,8

Приложение Б

(обязательное)

Вычисление плотности в однофазных областях итерационным методом

Определение относительной плотности
в любой области параметров, определяющих состояние веществ (однофазная область, линия насыщения), используя уравнение:
(Б.1)

по методу Ньютона в следующем итерационном процессе:

1) Определяют
на
k
-м итерационном шаге (начиная с
k
=1) с помощью выражений:
, (Б.2)
. (Б.3)
Комплексы
и
рассчитывают по формулам (Б.7) и (Б.8) при плотности на итерационном шаге (
k
-1), т.е. при
:
(Б.4)
(Б.5)
(Б.6)
; (Б.7)
. (Б.8)
Показатели степеней
,
,
и параметры
,
,
,
приведены в таблице А.3 приложения А.

2) Критерий завершения итерационного процесса:

. (Б.9)

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/м
:
. (Б10)

Приложение В

(обязательное)

Стандартные справочные данные плотности хлора в однофазных областях

Таблица В.1 - Плотность хлора в однофазной среде в диапазоне давлений от 0,1 до 0,8 МПа [1]

T, К

, кг/м
при
р
, МПа

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

172,17

1744,51

1744,61

1744,81

1745,01

1745,21

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

175

1736,91

1737,02

1737,22

1737,42

1737,63

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

220

1616,08

1616,23

1616,51

1616,80

1617,08

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

270

3,2145

6,5495

1477,08

1477,52

1477,97

0,25

0,25

0,15

0,15

0,15

320

2,6916

5,4386

11,1130

17,056

23,309

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

370

2,3191

4,6674

9,4556

14,374

19,432

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

420

2,0388

4,0945

8,2578

12,493

16,804

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Таблица В.2 - Плотность хлора в однофазной среде в диапазоне давлений от 1 до 5 МПа [1]

T, К

, кг/м
при
р
, МПа

1

2

3

4

5

172,17

1745,40

1746,40

1747,38

1748,37

1749,34

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

175

1737,83

1738,84

1739,89

1740,85

1741,85

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

220

1617,37

1618,79

1620,19

1621,59

1622,98

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

270

1478,41

1480,62

1482,80

1484,95

1487,08

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

320

29,924

1324,68

1328,63

1332,48

1336,23

0,25

0,15

0,15

0,15

0,15

370

24,642

53,528

89,718

1128,35

1138,77

0,25

0,25

0,25

0,15

0,15

420

21,193

44,466

70,454

100,193

135,56

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Таблица В.3 - Плотность хлора в однофазной среде в диапазоне давлений от 6 до 10 МПа [1]

T, К

, кг/м
при
р
, МПа

6

7

8

9

10

172,17

1750,32

1751,29

1752,25

1753,21

1754,17

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

175

1742,84

1743,83

1744,81

1745,79

1746,77

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

220

1624,36

1625,73

1627,08

1628,43

1629,77

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

270

1489,18

1491,25

1493,30

1495,32

1497,33

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

320

1339,88

1343,44

1346,92

1350,32

1353,65

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

370

1148,25

1156,98

1165,08

1172,67

1179,80

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

420

180,56

247,30

-

-

-

0,25

0,25

-

-

-

Таблица В.4 - Плотность хлора в однофазной среде в диапазоне давлений от 11 до 15 МПа [1]

T, К

, кг/м
при
р
, МПа

11

12

13

14

15

172,17

1755,12

1756,07

1757,01

1757,95

1758,89

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

175

1747,74

1748,70

1749,67

1750,62

1751,58

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

220

1631,10

1632,42

1633,74

1635,04

1636,34

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

270

1499,31

1501,26

1503,20

1505,11

1507,01

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

320

1356,90

1360,09

1363,21

1366,27

1369,28

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

370

1186,56

1192,97

1199,09

1204,94

1210,56

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

420

-

-

973,57

990,30

1004,97

-

-

0,20

0,20

0,20

Таблица В.5 - Плотность хлора в однофазной среде в диапазоне давлений от 16 до 20 МПа [1]

T, К

, кг/м
при
р
, МПа

16

17

18

19

20

172,17

1759,82

1760,75

1761,67

1762,59

1763,51

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

175

1752,53

1753,47

1754,41

1755,35

1756,28

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

220

1637,63

1638,90

1640,18

1641,44

1642,69

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

270

1508,89

1510,74

1512,58

1514,40

1516,20

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

320

1372,23

1375,12

1377,97

1380,77

1383,52

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

370

1215,95

1221,15

1226,17

1231,03

1235,73

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

420

1018,07

1029,97

1040,88

1050,98

1060,40

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

Приложение Г

(обязательное)

Стандартные справочные данные плотности и давления хлора на линии насыщения

Таблица Г.1 - Давление насыщения и плотность хлора на линии насыщения [1]

T, K

, МПа
, %
, кг/м
, %

172,17

0,0013795

1,0

1744,16

1,0

175

0,0017852

1,0

1736,53

1,0

220

0,039967

0,5

1615,74

1,0

270

0,33124

0,5

1477,15

1,0

320

1,343

3,0

1322,08

1,0

370

3,669

3,0

1124,53

1,0

410

6,910

3,0

844,26

1,0

Библиография

[1]

ГСССД 400-2022

Таблицы стандартных справочных данных. Хлор жидкий и газообразный. Плотность при температурах от 172,17 К до 440 К и давлениях до 20 МПа

УДК 536.71:006.354

ОКС 17.060

Ключевые слова: Государственная система обеспечения единства измерений, стандартные справочные данные, жидкий и газообразный хлор, плотность

Превью ГОСТ Р 8.1014-2022 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные справочные данные. Хлор жидкий и газообразный. Плотность при температурах от 172,17 К до 440 К и давлениях до 20 МПа