








Уравнения, используемые для расчета, справедливы для внешних условий в диапазоне:
- температура: от 15 °С до 27 °С;
- статическое давление: от 60 до 110 кПа;
- относительная влажность: от 10% до 90%.
Неопределенности значений, рассчитанных из уравнений, представляют собой стандартные неопределенности.
F.2 Плотность влажного воздуха
Плотность влажного воздуха вычисляют с помощью "уравнения CIPM-2007", согласно рекомендациям 97-го совещания CIPM [F.1].
![]() | |
373 × 28 пикс.   Открыть в новом окне |
где
;
![]() | |
492 × 49 пикс.   Открыть в новом окне |

![]() | |
256 × 28 пикс.   Открыть в новом окне |

Состав стандартного воздуха основан на молярной доле углекислого газа, составляющей 0,000314. Общепринято, что в лабораторных условиях это значение более высокое, и в отсутствие непосредственных измерений молярной доли рекомендуется использовать значение
0,0004.

Относительную неопределенность расчета при использовании этого уравнения оценивают в 22·10
.

F.3 Скорость звука в воздухе
В отсутствие дисперсии скорость звука определяют как скорость звука на низкой частоте [F.2]:
![]() | |
453 × 56 пикс.   Открыть в новом окне |
Относительная неопределенность расчета скорости звука на низкой частоте составляет 3·10
.

Примечание - Скорость звука немного зависит от частоты из-за дисперсии в результате эффектов релаксации компонентов воздуха. В частотном диапазоне, соответствующем настоящему стандарту, влияние дисперсии на скорость меньше, чем относительная неопределенность расчета значения скорости звука на низкой частоте (F.2). Скорость звука на частоте измерения может быть получена из выражения в соответствии с (F.4)

где
и
- коэффициент затухания и частота релаксации;



Это уравнение может быть переписано в более приемлемой форме:

где произведение
не зависит от скорости звука
.


F.4 Отношение удельных теплоемкостей воздуха
Отношение удельных теплоемкостей определяют в соответствии с (F.2):
![]() | |
447 × 56 пикс.   Открыть в новом окне |
Относительная неопределенность расчета отношения удельных теплоемкостей составляет 3,2·10
.

F.5 Вязкость воздуха
Вязкость воздуха определяют в соответствии с [F.5]:
![]() | |
352 × 28 пикс.   Открыть в новом окне |
F.6 Коэффициент температуропроводности воздуха
Коэффициент температуропроводности воздуха определяют выражением:

где
;
![]() | |
349 × 28 пикс.   Открыть в новом окне |
![]() | |
579 × 29 пикс.   Открыть в новом окне |
F.7 Примеры
В таблице F.1 приведены значения величин, указанных в формулах F.1-F.5, для двух групп значений внешних условий. Значения в таблице применимы для тестовых программ, используемых для расчета этих величин, и поэтому результаты приведены с большим числом значащих цифр, чем это необходимо в действительности. В таблице F.2 приведены коэффициенты, необходимые для расчета этих величин.
Таблица F.1 - Значения коэффициентов, указанных в F.1-F.5, для двух групп значений внешних условий
Внешние условия | Плотность воздуха ![]() ![]() | Скорость звука ![]() ![]() | Отношение удельных теплоемкостей ![]() | Вязкость воздуха ![]() | Коэффициент температуропроводности воздуха ![]() ![]() ![]() |
![]() ![]() ![]() | 1,1860848 | 345,86652 | 1,4007573 | 1,826566·10![]() | 2,115317·10![]() |
![]() ![]() ![]() | 0,9441589 | 344,38267 | 1,4000266 | 1,811295·10![]() | 2,627024·10![]() |
Таблица F.2 - Коэффициенты, используемые в полиномах для расчета параметров влажного воздуха
Коэффи- циенты | Давление насыщенного водяного пара | Коэффициент расширения | Коэффициент сжимаемости | Скорость звука на низкой частоте | Отношение удельных тепло- емкостей | Вязкость | Удельная тепло- проводность | Удельная теплоемкость при постоянном давлении |
Обозначение | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() | 1,2378847·10![]() | 1,00062 | 1,58123·10![]() | 331,5024 | 1,400822 | 84,986 | 60,054 | 0,2510625 |
![]() | -1,9121316·10![]() | 3,14·10![]() | -2,9331·10![]() | 0,603055 | -1,75·10![]() | 7,0 | 1,846 | -9,2525·10![]() |
![]() | 33,93711047 | 5,6·10![]() | 1,1043·10![]() | -0,000528 | -1,73·10![]() | 113,157 | 2,06·10![]() | 2,1334·10![]() |
![]() | -6,3431645·10![]() | 5,707·10![]() | 51,471935 | - 0,0873629 | -1 | 40 | -1,0043·10![]() | |
![]() | -2,051·10![]() | 0,1495874 | -0,0001665 | -3,7501·10![]() | -1,775·10![]() | 0,12477 | ||
![]() | 1,9898·10![]() | -0,000782 | -3,26·10![]() | -100,015 | -2,283·10![]() | |||
![]() | -2,376·10![]() | -1,82·10![]() | 2,047·10![]() | 1,267·10![]() | ||||
![]() | 1,83·10![]() | 3,73·10![]() | -1,26·10![]() | 0,01116 | ||||
![]() | -0,765·10![]() | -2,93·10![]() | 5,939·10![]() | 4,61·10![]() | ||||
![]() | -85,20931 | -0,1199717 | 1,74·10![]() | |||||
![]() | - 0,228525 | -0,0008693 | ||||||
![]() | 5,91·10![]() | 1,979·10![]() | ||||||
![]() | -2,835149 | -0,01104 | ||||||
![]() | -2,15·10![]() | -3,478·10![]() | ||||||
![]() | 29,179762 | 0,0450616 | ||||||
![]() | 0,000486 | 1,82·10![]() |
F.8 Библиография
[F.1] | PICARD, A; DAVIS, R.S.; GLASER, A.M. and FUJII, К. Revised formula for the density of moist air (CIPM-2007). Metrologia 2008, 45, pp.149-155 |
[F.2] | CRAMER, O. Variation of the specific heat ratio and the speed of sound with temperature, pressure, humidity and ![]() |
[F.3] | WONG, G. S. K. Comment on Variation of the specific heat ratio and the speed of sound with temperature, pressure, humidity and ![]() |
J. Acoust. Soc. Am., 97, pp.3177-3179, 1995 | |
[F.4] | HOWELL, G.P. and MORFEY, C.L. Frequency dependence of the speed of sound in air. J. Acoust. Soc. Am., 82, 1987, pp.375-377 |
[F.5] | ZUCKERWAR, A.J. and MEREDITH, R.W. Low-frequency absorption of sound in air, J. Acoust. Soc. Am., 78, 1985, pp.946-955 |
[F.6] | ISO 9613-1:1993, Acoustics-Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere |