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IAPWS-IF97水物性计算Fortran90程序
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更新于2023-03-16
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IAPWS-IF97水物性计算Fortran90程序,已经更正了3区计算和表面张力计算的bug,可以生成DLL文件。在VS2005和IVF 11.0.061下编译通过。
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IAPWS-IF97 水物性计算 Fortran90 程序
代码开源,版权所有,引用请标明出处(2013/3/27 修改)
本文给出了基于 IAPWS-IF97 的水物性计算 Fortran90 语言程序代码,程序编写为动态
链接库(dll)形式,以便于调用。下面具体讲述。
如上图所示,水与水蒸气可分为 5 个区,但本程序只适用于 4 个区,即图中的第
1、2、3、4 区,不包括第 5 区。压力与温度范围为:
程序的输入变量为压力 P 与温度 T,单位分别为 Pa 与 K。输出变量(12 个)如下:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
比容 v 内能 u 比焓 h 比熵 s 定压比热容 Cp 定容比热容 Cv 声速 w
m^3/kg J/kg J/kg J/kg*K J/kg*K J/kg*K m/s
定压热膨胀率 β 等温压缩率 κ 导热系数 λ 动力粘度 μ 表面张力 σ
1/K 1/Pa W/m*K Pa*s N/m
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
输出变量是以一个数组的形式存储,例如数组为 prop(12),数组与变量的对应顺序为:
v u h s Cp Cv w β κ λ μ σ
单位如前所述。
现给出具体的调用方法:
给定压力 P(Pa)与温度 T(K),计算物性,程序自己判断所属区域:
call h2o(P,T,prop)
若想得到给定压力 P(Pa)或温度 T(K)下的饱和态物性,则可如下调用:
a. 给定压力 call PsatW(P,T)或给定温度 call TsatW(P,T)
b. 饱和液态 call h2o(P,0.999*T,prop(12))或饱和汽态 call h2o(P,1.001*T,prop(12))
当然还有其他方法,读者详细了解程序内容后,请自行发现。
这里给出获得动态链接库的方法:
1. 新建一个动态链接库工程
2. 加入附录所示源程序文件
3. 编译,获得最重要的下面两个文件:.lib 与.dll
4. 上面两个文件就可用于其他程序的物性调用
参考文献
Wolfgang Wagner, Hans-Joachim Kretzschmar. "Properties ofWater and Steam Based on the
Industrial formulation IAPWS-IF97", Second Edition.
附录:源程序(19个文件)
【1】. const.f90
module const
implicit none
real*8 :: Rg=0.461526E3 !J/kg/K
real*8 :: Tc=647.096 !K
real*8 :: Pc=22.064E6 !Pa
real*8 :: rhoc=322.0 !kg/m^3
end module const
【2】. reg1.f90
module reg1
implicit none
integer :: I(34),J(34)
real*8 :: n(34)
data I /&
0 ,&
0 ,&
0 ,&
0 ,&
0 ,&
0 ,&
0 ,&
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1 ,&
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23 ,&
29 ,&
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31 ,&
32 &
/
data J /&
-2 ,&
-1 ,&
0 ,&
1 ,&
2 ,&
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4 ,&
5 ,&
-9 ,&
-7 ,&
-1 ,&
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3 ,&
17 ,&
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6 ,&
-5 ,&
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-8 ,&
-11 ,&
-6 ,&
-29 ,&
-31 ,&
-38 ,&
-39 ,&
-40 ,&
-41 &
/
data n /&
0.14632971213167 ,&
-0.84548187169114 ,&
-3.756360367204 ,&
3.3855169168385 ,&
-0.95791963387872 ,&
0.15772038513228 ,&
-0.016616417199501 ,&
8.1214629983568E-04 ,&
2.8319080123804E-04 ,&
-6.0706301565874E-04 ,&
-0.018990068218419 ,&
-0.032529748770505 ,&
-0.021841717175414 ,&
-5.283835796993E-05 ,&
-4.7184321073267E-04 ,&
-3.0001780793026E-04 ,&
4.7661393906987E-05 ,&
-4.4141845330846E-06 ,&
-7.2694996297594E-16 ,&
-3.1679644845054E-05 ,&
-2.8270797985312E-06 ,&
-8.5205128120103E-10 ,&
-2.2425281908E-06 ,&
-6.5171222895601E-07 ,&
-1.4341729937924E-13 ,&
-4.0516996860117E-07 ,&
-1.2734301741641E-09 ,&
-1.7424871230634E-10 ,&
-6.8762131295531E-19 ,&
1.4478307828521E-20 ,&
2.6335781662795E-23 ,&
-1.1947622640071E-23 ,&
1.8228094581404E-24 ,&
-9.3537087292458E-26 &
/
end module reg1
【3】. reg2.f90
module reg2
implicit none
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