ES_StableIF97

준안정(Metastable) 증기 함수

IAPWS-IF97 문서를 보면 각각의 구역(Region)의 대한 준안정 상태에 대하여 다음과 같이 기술하고 있습니다.

구역 1 : 구역 1의 기본 공식(IAPWS-IF97의 Eq. 7)이, 포화 수 라인에 근접한 준안정 상태의 과열 액체를 무리 없이 잘 나타냅니다.

구역 2 : 구역 2의 기본 공식(IAPWS-IF97의 Eq. 15)이 10 MPa 이상의 압력에 대하여 준안정 상태의 증기를 무리 없이 잘 나타냅니다.   하지만, 10 MPa 이하의 압력에 대해서는 기본 공식이 유효하지 않아, 별도의 보충 식을 제공합니다.  

동 보충식은 포화 증기 라인부터, 안정 상태의 엔탈피 값으로 계산되는 5% 안정 상태 습도 범위까지 유효하며, 삼중점(Triple Point) 압력으로부터 10 MPa 압력까지 유효합니다.   안정 상태의 포화 수 엔탈피(h')가 100 이고, 안정 상태의 포화 증기 엔탈피(h")가 600인 경우, 5% 안정 습도 라인의 엔탈피 값은 (600 - 100) * 0.95 + 100 = 575입니다.  참고로, 삼중점 상태는 압력 611.657 Pa, 온도 273.16 K의 상태를 말합니다.

구역 3 : 구역 3의 기본 공식(IAPWS-IF97의 Eq. 28)이, 623.15 K 온도와 Tc(= 647.096 K) 온도 사이에서, 포화 수 라인 및 포화 증기 라인에 근접한 준안정 상태의 과열 액체 및 과냉 증기를 무리 없이 잘 나타냅니다.   Tc는 임계 온도입니다.

 

이는, 구역 1 및 3 그리고 10 MPa 압력 이상의 구역 2에서는 준안정 상태의 물 및 증기 성질을 계산할 때 기본 공식을 그대로 사용할 수 있지만, 10 MPa 이하의 구역 2에서는 별도의 식이 필요하다는 의미입니다.

ES_StableIF97 AddIn은 IAPWS-IF97의 보충식(Eq. 18)을 사용하여 구역 2에서의 준안정 상태의 증기 성질을 구하는 함수를 제공합니다.   구역 2의 준안정 증기 성질은 산업 분야에서 자주 사용되는 성질입니다.

ES_StableIF87 AddIn의 준안정 증기 함수는 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다.

1) 준안정 증기 성질의 유효 구역 :  0.00611213 bar <= 압력 <= 100 bara, 273.15 K <= 온도 <= 1073.15 K

2) 준안정 증기 함수는 압력과 온도가 주어진 상태 대해서만 계산이 가능합니다.  계산되는 성질은, 엔탈피, 엔트로피, 비체적, 내부에너지, 정압비열, 정적비열 그리고 음속입니다.

3) 만일 주어진 압력과 온도가 포화 상태이면 포화 증기 성질 값이 반환됩니다.   포화 증기 성질 값은 준안정 상태 공식 대신에 구역 2의 기본 공식으로 계산됩니다.

4) 만일 주어진 압력과 온도가 과열 증기 상태이면 과열 증기 성질 값들이 계산됩니다.   과열 증기 성질 값들은 구역 2의 기본 공식으로 계산됩니다.

5) 계산된 준안정 증기 함수 값이 5% 안정 상태 습도 범위의 유효한 성질 값인지는 사용자가 확인하여야 합니다.  ES_StableIF97의 준안정 증기 함수는 계산된 성질 값이 5% 습도 범위를 벗어나도 오류 메세지를 반환하지 않고, 준안정 상태 공식으로 계산된 값을 반환합니다.


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