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온도와 압력에 따른 건조 공기의 물성

다양한 온도와 압력에서 건조 공기의 열역학적 물성과 수송 특성.

dryairproperties데이터 표

개요

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절대 온도의 함수로서 대기압(1 atm / 101.325 kPa)에서 건조 공기의 열역학 및 전달 특성. 데이터는 175 K에서 1900 K까지이며 비열, 점도, 열전도율, 프란틀 수, 동점도, 밀도, 열확산율을 다룹니다. 건조 공기는 비기체 상수가 287.058 J/(kg·K)인 이상 기체 혼합물(부피 기준 약 78% N₂, 21% O₂, 1% Ar)로 취급됩니다.

원본 소스는 열전도율을 재료가 주변에서 열을 흡수하는 속도의 척도로 설명하고 175 K에서 1900 K까지 1기압에서의 건조 공기 특성을 제시합니다. 또한 관련 점도 참조를 언급합니다: 공기 - 절대 및 동점도 - SI 및 야드파운드법 단위공기 - 절대 및 동점도 - 야드파운드법 단위.

비열비, 열전도율, 프란틀 수, 동점도, 밀도 및 확산율이 포함된 전체 표를 보려면 원본 페이지는 화면을 회전하라고 안내합니다. 아래 복원된 소스 표는 마이그레이션된 페이지에 해당 열을 보존합니다.

주요 공식

이상 기체 밀도

ρ=PRairT\rho = \frac{P}{R_{\text{air}} \cdot T}

압력과 절대 온도에서의 건조 공기 밀도. 여기서 Rair=287.058  J/(kg⋅K)R_{\text{air}} = 287.058\;\text{J/(kg·K)}입니다.

엔탈피 변화

Δh=cpΔT\Delta h = c_p \cdot \Delta T

온도 간격에 따른 엔탈피 변화, 정압 비열 사용.

비열비

k=cpcvk = \frac{c_p}{c_v}

비열비; 저온에서 1.4에 접근하고 내부 에너지 모드가 활성화됨에 따라 온도가 증가하면서 감소합니다.

점도에 대한 서덜랜드 법칙

μ=μ0(TT0)1.5T0+ST+S\mu = \mu_0 \left(\frac{T}{T_0}\right)^{1.5} \frac{T_0 + S}{T + S}

공기의 근사 동적 점도. 기준 점도 μ0\mu_0(온도 T0T_0에서)와 서덜랜드 상수 S110.4  KS \approx 110.4\;\text{K}.

변수

기호설명SI 단위
PP절대압력Pa
TT절대온도K
RairR_{\text{air}}건조 공기의 비기체 상수(287.058)J/(kg·K)
ρ\rho밀도kg/m³
cpc_p정압 비열kJ/(kg·K)
cvc_v정적 비열kJ/(kg·K)
kk비열비(cp/cvc_p/c_v)
μ\mu동적 점도kg/(m·s)
ν\nu동점도(μ/ρ\mu/\rho)m²/s
λ\lambda열전도율W/(m·K)
Pr\text{Pr}Prandtl number

1 atm에서의 건조 공기 특성

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1 atm(101.325 kPa)에서의 건조 공기 특성. 대기압에서의 밀도 및 동점도 값.
온도 (K)
cp (kJ/(kg·K))
cv (kJ/(kg·K))
k(cp/cv)
동적 점도 μ (10⁻⁵ kg/(m·s))
열전도율 λ (10⁻⁵ kW/(m·K))
프란틀 수
동점도 ν (10⁻⁵ m²/s)
밀도 ρ (kg/m³)
2001.00250.71541.4011.3291.8090.7360.7531.765
2501.00310.7161.4011.5992.2270.721.1321.412
3001.00490.71781.41.8462.6240.7071.5681.177
3501.00820.72111.3982.0753.0030.6972.0561.009
4001.01350.72641.3952.2863.3650.6882.5910.882
5001.02950.74241.3872.674.0410.683.7820.706
6001.05110.7641.3763.0174.6610.685.1280.588
7001.0750.78791.3643.3325.2360.6846.6070.504
8001.09870.81161.3543.6245.7740.698.2140.441
10001.14110.8541.3364.1536.7540.70211.760.353
12001.17460.88751.3234.6267.640.71115.730.294
15001.21120.92411.3115.2648.8310.72222.360.235
19001.2440.95691.36.00810.2330.7332.340.186

출처: engineeringtoolbox.com

특성 추세

건조 공기 밀도 및 점도 vs 온도(1 atm)

공기 밀도 계산기

이상 기체 법칙을 사용하여 임의의 압력과 온도에서 밀도를 계산하세요.

건조 공기 밀도(이상 기체)

건조 공기 밀도, 점도 및 동점도

건조 공기 열 및 엔탈피 변화

복원된 원본 소스 표

다음 표는 완전한 참조 데이터를 보존하기 위해 원본 소스 페이지에서 복원되었습니다.

건조 공기 - 열역학 및 물리적 특성

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건조 공기 - 열역학적 및 물리적 물성
- cp - (kJ/kgK)
- cv - (kJ/kgK)
비열
비열비 - k - ( cp/cv)
동적 점도 - μ - (10-5kg/m s)
열전도율(10-5kW/m K)
프란틀 수
동점도1) - ν - ( 10-5m2/s)
밀도1) - ρ - (kg/m3)
열확산율 - α - (10-6 m2/s)
1751.00230.71521.4011.1821.5930.7440.5862.017
2001.00250.71541.4011.3291.8090.7360.7531.76510.23
2251.00270.71561.4011.4672.020.7280.9351.569
2501.00310.7161.4011.5992.2270.721.1321.41215.72
2751.00380.71671.4011.7252.4280.7131.3431.284
3001.00490.71781.41.8462.6240.7071.5681.17722.18
3251.00630.71921.41.9622.8160.7011.8071.086
3501.00820.72111.3982.0753.0030.6972.0561.00929.5
3751.01060.72351.3972.1813.1860.6922.3170.9413
4001.01350.72641.3952.2863.3650.6882.5910.882437.66
4501.02060.73351.3912.4853.710.6843.1680.7844
5001.02950.74241.3872.674.0410.683.7820.706
5501.03980.75271.3812.8494.3570.684.4390.6418
6001.05110.7641.3763.0174.6610.685.1280.5883
6501.06290.77581.373.1784.9540.6825.8530.543
7001.0750.78791.3643.3325.2360.6846.6070.5043
7501.0870.79991.3593.4825.5090.6877.3990.4706
8001.09870.81161.3543.6245.7740.698.2140.4412
8501.11010.8231.3493.7636.030.6939.0610.4153
9001.12090.83381.3443.8976.2760.6969.9360.3922
9501.13130.84421.344.0266.520.69910.830.3716
10001.14110.8541.3364.1536.7540.70211.760.353
10501.15020.86311.3334.2766.9850.70412.720.3362
11001.15890.87181.3294.3967.2090.70713.70.3209
11501.1670.87991.3264.5117.4270.70914.70.3069
12001.17460.88751.3234.6267.640.71115.730.2941
12501.18170.89461.3214.7367.8490.71316.770.2824
13001.18840.90131.3194.8468.0540.71517.850.2715
13501.19460.90751.3164.9528.2530.71718.940.2615
14001.20050.91341.3145.0578.450.71920.060.2521
15001.21120.92411.3115.2648.8310.72222.360.2353
16001.22070.93361.3085.4579.1990.72424.740.2206
17001.22930.94221.3055.6469.5540.72627.20.2076
18001.2370.94991.3025.8299.8990.72829.720.1961
19001.2440.95691.36.00810.2330.7332.340.1858

출처: engineeringtoolbox.com

공학 참고 사항

  • 압력 의존성. 표로 작성된 값은 1 atm을 가정합니다. 높은 압력에서 밀도는 압력에 선형적으로 비례하지만(이상 기체), 점도와 열전도율은 중간 범위의 압력에 거의 독립적입니다.
  • 습도 영향. 수증기(M = 18.015 g/mol)가 평균 공기 분자(M ≈ 28.97 g/mol)보다 가볍기 때문에 같은 온도와 압력에서 습한 공기는 건조 공기보다 덜 밀도가 높습니다. HVAC 및 공기 선도 계산에는 습도 보정 특성을 사용하세요.
  • 비열 증가. 저온에서는 병진 및 회전 모드만 기여합니다. 약 500 K 이상에서는 진동 모드가 점진적으로 활성화되어 cpc_pcvc_v가 모두 상승하고 비 kk가 감소합니다.
  • 프란틀 수 고원. 공기의 경우 Pr은 전체 온도 범위에서 0.68–0.73의 좁은 범위를 유지하므로 많은 대류 열전달 상관식에서 편리한 상수입니다.
  • 동점도. 소스에서 위첨자 1로 표시된 값은 대기압에서의 값입니다. ν=μ/ρ\nu = \mu/\rho이므로 밀도가 떨어지면서 온도에 따라 강하게 증가합니다.
  • 고온 해리. 약 2000 K 이상에서 O₂와 N₂가 해리되기 시작하고 이상 기체 특성 표는 신뢰할 수 없게 됩니다. 연소 및 플라즈마 응용에는 열화학 평형 코드를 사용하세요.

참고 자료