基于亥姆霍兹自由能的实际气体状态方程

摘要

气体状态方程是表征气体温度、压力、密度等关系的函数,通过两个独立参数可以计算其余的物性参数。气体状态方程是石油、化工、航空航天等工业相关系统设计的重要基础。以氮气为介质,介绍了理想气体状态方程和实际气体状态方程,包括范德瓦尔斯方程、Redlich-Kwong方程以及基于亥姆霍兹自由能的Span方程。以美国国家标准与技术研究院(NIST)的氮气物性数据为标准,对上述几种状态方程进行了比较,结果表明Span方程的计算结果和标准值吻合最好,平均偏差为0.11%,远小于理想气体状态方程和立方型气体状态方程。因此在相关系统设计时推荐使用基于亥姆霍兹自由能的Span状态方程。