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steamプログラムについて

私が地熱の仕事をしていたころ， しばしば水蒸気と熱水のエンタルピーデータを蒸気表からひく必要があり， そのたびにソフトウェアが利用できたら便利であるのに と思っておりました． そのころは広く流通している蒸気表ソフトウェア はなかったので，結局自分で日本機械学会の 1968年蒸気表の式にしたがって作ることにしました． ここで提供しているsteam(ここではsteam68と略称) はこのような経緯で作成されたものです． 現在は 日本機械学会の1999年蒸気表[外部リンク]が 出ておりますが，この蒸気表にはプログラム (ここではsteam99と略称)が CD-ROMメディア(Windows用実行形式，ソース両方)で添付されています． このようにすでにプログラムが存在しますので， 私としては，1999年蒸気表の式にしたがって steamをバージョンアップすることは予定しておりません． なお説明の便宜上steam68，steam99とここでは呼んておりますが プログラムとしては互いに無関係ですのでご注意ください．

しかしながら，steam68プログラムと steam99プログラムを比較しておくことは 有用と考えられますので，次に簡単な比較 結果を報告します．参考にしていただければ幸です．

気液飽和曲線上の性質の比較

0℃から374℃まで1℃きざみでsteam68とsteam99の 次の熱力学データを比較しました． 誤差を100 x abs(steam68-steam99)/steam68 % としました．

  • 飽和蒸気圧：誤差は最大で0.13%です．
  • 蒸気と熱水の比エンタルピー：
    　372℃の蒸気が0.54%
    　373℃の蒸気が0.73%
    　374℃の蒸気が3.17%
    　374℃の熱水が2.00%
    　で，それ以外は蒸気・熱水ともに0.5%未満です．

    1相域での性質の比較

    圧力0.1〜100MPa(1000bar)，温度0〜800℃で， それぞれ0.1MPaきざみおよび1℃きざみで圧力と温度 を与えsteam68とsteam99の次の熱力学データを比較 しました． 誤差は上と同じ定義です．

    なお上に記したように気液飽和曲線は最大で0.13%の違いが ありますので，0.1MPa，1℃のグリッドをきざむと タッチの差で互いに異なる領域におちてしまう PT条件があります．このようなPT条件ではsteam68と steam99では相が異なりますので，異なる値を あたえることになります．このPT条件は次の組です．
    　 8.0MPa 295℃
    　 9.6MPa 308℃
    　10.7MPa 316℃
    　18.9MPa 361℃
    　20.8MPa 369℃
    　21.3MPa 371℃
    以下の誤差評価には上の6点は含まれていません．

  • 比エンタルピー：
    0℃で最大0.83%の誤差があります．圧力21.8〜30.5MPaかつ 温度373〜399℃のPT領域で誤差0.5〜1.0%となることがあります． 特記した以外では0.5%未満です．
  • 比体積：
    圧力20.3〜39.1MPaかつ 温度367〜445℃のPT領域で誤差0.5〜3.2%となることがあります． 特記した以外では0.5%未満です．
  • 比エントロピー：
    　0℃，1.9〜47.0MPaで34%以上の誤差があります．
    　1℃，5.3〜100MPaで0.5〜21%の誤差があります．
    　2℃，11.3〜100MPaで0.5〜5.7%の誤差があります．
    　3℃，18.6〜100MPaで0.5〜2.6%の誤差があります．
    　4℃，28.5〜100MPaで0.5〜1.4%の誤差があります．
    　5℃，52.6〜100MPaで0.5〜0.69%の誤差があります．
    　また圧力21.8〜26.6MPaかつ 温度373〜388℃のPT領域で誤差0.5〜0.8%となることがあります． 特記した以外では0.5%未満です． なお0℃付近ではエントロピーの値そのものが大変小さいことに注意 してください(steam68の表で0.0000Kcal/Kgとされているもの もあります)．
    Naoto Takeno
    2003-04-30