Intel Fortran IAPWS-IF97水物性Fortran源程序

简介：
该资源提供了一种基于IAPWS-IF97准则的水物性计算方法，并将其实现为Fortran90语言程序代码，适用于Compaq visual fortran和Intel Fortran编译环境。目前网上现有的水物性数据包在使用Intel Fortran时往往会出现调用错误，而本程序的最大优势在于可以在Intel Fortran环境下正常运行。本版本是对现有版本做了优化和改进，并对因使用而导致的任何损失或侵权行为不负责任。 IntelFortran环境下基于IAPWS-IF97准则的水物性计算详细说明本文旨在详细阐述基于IAPWS-IF97标准的水物性计算Fortran90程序，在支持领域方面具有应用价值。该程序在Compaq Visual Fortran和Intel Fortran编译环境方面被广泛认可，但在当前编程环境下，存在较多的水物性计算包遇到问题，而这个程序的主要优势在于它能够在Intel Fortran编译器下成功执行水物性的计算任务。 IAPWS-IF97是一种普遍认可的水和蒸汽物性计算标准，它提供了一套精确的方法体系来描述水和蒸汽在各种条件下的物理性质。这个系统专为IAPWS-IF97标准而开发，旨在解决特定的计算问题。在程序设计过程中，我们对水及其汽化的五个区域进行了综合考量。然而，在实际编码实现中，该系统仅实现了前四个区域的处理逻辑，而第五个区域仍待开发。这些区域则涵盖了液态、气态以及介于两者之间的部分。压力范围为$P = 0 \sim 22.064\ {\rm MPa}$（对应水的临界压力），温度范围为$T = 273.15\ {\rm K} \sim 647.096\ {\rm K}$（介于冰点与水的临界温度之间）。程序的主要参数是压力P（单位为Pa）和温度T（单位为K），它们能精准求解12个重要的物理性质指标： 比容v定义为每立方米水中所包含的质量。内能u用于量化单位质量的液体内部分子动能与势能的总和。比焓h则描述了在等压过程中从参考状态到当前状态每单位质量物质所经历的能量变化量，这一指标是区分相变过程的重要参数。 比熵s作为度量混乱程度的重要指标，在信息论中具有特殊意义。定压比热容Cp表示在恒压条件下，单位质量的水温度升高或降低一度时所需吸收或放出的热量。而定容比热容Cv则反映了在恒容情况下，单位质量物质温度变化所伴随的能量交换特性。 声速wm^3kg可定义为单位质量水中声波传播的速度。Jkg这一物理量描述了单位质量水所具有的热能大小。Jkg*K的表述则侧重于每升高1摄氏度（或华氏度）所需增加的热量，而等同于该物质在温度变化时所伴随的能量转换。 定压热膨胀率1K表示单位质量水中温度每升高1摄氏度所需要吸收的热量。等温压缩率1Pa则衡量了单位体积内压力改变引起的体积变化能力。导热系数Wm*K反映了材料传递热量的能力，而动力粘度Pa*s则是表征流体抵抗剪切变形能力的重要参数。 声速kms作为液体内声波传播速度的主要指标，在水力学中具有重要应用价值。定压热膨胀率1K的定义揭示了物质温度变化与能量转换之间的密切关系。 这些输出物性作为数据prop(12)的形式存在，它们被表示为一个数组，并且按所述的顺序进行排布。 首先，将所有19个源文件分别转换为.f90格式；随后，将这些.f90文件整合到主程序项目中以供调用。在运行程序时，首先采用调用h2o函数的方式输入压力值P与温度值T；接着，程序将根据输入的信息自动确定水相状态，并计算相应的物性参数。若需要获取特定相态下的物性数据，则可分别使用call PsatW(P,T)或call TsatW(P,T)指令来求解饱和压力和饱和温度值，最后再利用h2o函数进行物性计算。 例如，以取得饱和液相的物性特征为例，该函数调用方式为call h2o(P,0.9999999*T,prop(12))；而对于饱和气态的分析，则采用该函数进行计算时应设置为call h2o(P,1.0000001*T,prop(12))。在对饱和态计算的处理过程中含有计算偏差，需要注意的是，在此版本中已经进行了修复。 附带的源代码包含两个 Fortran 文件模块：const.f90 和 reg1.f90。其中，const.f90 模块明确了关键参数，包括气体常数 Rg、临界温度 Tc、临界压力 Pc 以及临界密度 rhoc 等基本常数。而 reg1.f90 模块则包含了多项式系数，用于进行水的物态特性的定量分析。 该程序为用户提供了一个高效且准确的工具，能够在该环境下能够准确计算水的各种物性参数，以满足工程与科学领域的各种需求为目标。建议用户在应用该程序时需严格遵守开放源代码协议，以确保合法使用。