使用NIST化学网络手册测定气体密度

由Jon Monsen提交
在星期二,03/14/2017
美国国家标准与技术研究所(NIST)是美国商务部的一部分。NIST提供了大量的科学信息,其中大部分超出了本文的范围。对于那些处理化学过程的人来说,特别感兴趣的是NIST化学网络手册,它包含了大量关于各种化学品的性质的信息。为了充分利用WebBook,必须花大量的时间探索它的内容和功能。

对于工艺工程师和需要进行控制阀尺寸计算的工程师来说,了解气体的实际密度,而不是简单地根据理想气体方程利用气体的分子量、压力和温度计算气体的密度,这通常是他们感兴趣的。ISA/IEC控制阀气体分级最常见的公式要求气体的压力、温度和分子量。为了解释理想气体密度与其实际密度之间的差异,ISA/IEC方程还需要压缩系数(符号Z),不幸的是,通常不容易找到这个系数。

在这篇文章中,Jon Monsen概述了使用NIST化学网络手册寻找气体实际密度的过程。在这个例子中,他将发现在113°F和20 psia压力下丙烷气体的密度。

打开化学网络书

WebBook打开后,您将看到如下所示的第一个屏幕。

在第一页,在"通用搜索“点击”的名字(或者如果你知道的不是气体的名称,而是它的公式,点击"公式”)。
NIST化学WebBook

输入气体的名称

将出现下图所示的屏幕。(如果您选择“公式在上面的步骤中,会打开一个类似的页面,要求输入公式)在第一行输入气体的名称。在这里,他输入了名字“丙烷”。

按化学名称搜寻物种

选择合适的数据

点击“搜索按钮打开如下图所示的屏幕。

永久链接

点击“流体性质
将出现下图所示的屏幕。

永久链接

选择合适的单位

对于这个例子,他选择了F、psia和lbm/ft3度。他还选择cP粘度,因为它将显示一个可选的计算粘度。如果你只打算找到密度,你不需要选择粘度单位或任何其他单位列出。选择你想要使用的单位后,点击“媒体继续”按钮。将出现下图所示的屏幕。

这里你需要输入温度。在这个例子中,温度是113°F。NIST程序将生成密度与您指定的压力范围的图表。在示例中,我们只对一个压力感兴趣,即20 psia,因此他选择了19到21 psia的图范围,将所需的20 psia放在将给出的图的中间。他还告诉程序,他希望图形以1psia为增量,因此,图形将显示19,20和21psia的密度。如果需要在更大的压力范围内的密度,输入犁头和PHigh之间的范围,以及一个似乎合理的p增量,以满足您的需要。

等温特性


输入上述所需参数后,点击“媒体数据”按钮。

将出现下图所示的图表。它显示了我们指定的压力范围的要求密度,在本例中,19到21 psia。如果您将鼠标指针指向表示指定压力和结果密度的点,将出现一个标签,说明您的计算坐标。在本例中,压力为20.000 psi,重量为0.14613 lbm/ft3

压力密度图


这就结束了使用NIST化学网络手册来确定气体密度的演示。

下面显示的屏幕说明了这样一个事实:如果您需要,还可以从这个图中获得其他属性。

下图是用于X轴和Y轴的参数。如果单击Y轴定义旁边的“向下箭头”,您将看到许多其他参数,这些参数可用于图形的Y轴。这里他选择了“粘度(cP)”。将鼠标指针放在代表20 psia和对应粘度的图上的点上,一个标签将出现,说明粘度计算的坐标。在本例中,为20.000 psia和0.0086824 cP。他之前选择cP作为粘度单位的原因是为了演示这个可选计算。如果他的唯一目标是计算20psia的密度,他就不需要为粘度指定一个工程单位。

压力粘度图


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