Теплофизические свойства веществ

Комбинированное уравнение состояния гексафторида урана при температурах до $600$ К и давлениях до $25$ МПа, включая критическую область

П. П. Безверхий

Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, г. Новосибирск

Аннотация: Предложено комбинированное уравнение состояния для $\rm UF_6$ в реальных переменных $($давление $p{,}$ температура $T{,}$ плотность $\rho)$, позволяющее рассчитывать теплоемкости $C_v{,}~C_p$ и скорость звука $W$ в явном виде в однофазных состояниях, включая критическую область. Это уравнение включает в себя регулярное уравнение состояния с $11$ коэффициентами и масштабное уравнение состояния с шестью коэффициентами и регулярной переходной функцией, содержащей два подгоночных параметра. Коэффициенты уравнения состояния определены по массиву $(p{,}~\rho{,}~T)$-данных $\rm UF_6$ при $400 < T < 600$ К и давлениях до $25$ МПа, данные по теплоемкостям $C_v{,}~C_p$, энтропии $S$ и скорости звука $W$ не привлекались, кроме зависимости изохорной теплоемкости $C_v(T)$ в идеально-газовом состоянии. В регулярной области и на пограничной кривой рассчитаны величины $C_v{,}~C_p$ и $W$. Сравнение с экспериментальными и табличными значениями этих величин недоступно ввиду отсутствия таких данных, в критической области поведение этих расчетных свойств подобно их поведению для $\rm CO_2$. Среднеквадратичная погрешность описания давления $\sigma_p = 0.97\%$. Расчетные величины энтропии совпадают с известными справочными данными в регулярной области до температуры $1100$ К. В масштабном уравнении состояния применены универсальные критические показатели $\alpha{,}~\beta{,}~\gamma$ в соответствии с трехмерной моделью Изинга. Сделан вывод о полезности предлагаемой модели уравнения состояния для расчетов теплофизических свойств $\rm UF_6$ с учетом подобия свойств $\rm UF_6$ и $\rm CO_2$ и отсутствия экспериментальных данных.

УДК: 536.44: 536.63: 536.71

Поступила в редакцию: 16.09.2024
Исправленный вариант: 01.04.2025
Принята в печать: 13.05.2025

DOI: 10.31857/S0040364425020052