用途:提供常见流体的快速物性估算,使用经验关联式与解析公式,无需外部数据库或数据文件,适合工程速算、初步设计、教学与快速原型。
主要能力:水物性(0-100°C,常压)包括密度、动力粘度(Vogel方程)、运动粘度、导热系数、比热、蒸气压(Antoine方程)与普朗特数,典型精度±1-2%;空气物性(-50至200°C,101.325 kPa)包括密度(理想气体定律)、动力粘度(Sutherland公式)、运动粘度、导热系数、比热与普朗特数,典型精度±1-3%。粘度关联式支持Sutherland公式(空气、氮气、氧气、二氧化碳)与Andrade方程(液体)。蒸气压采用Antoine方程,支持水、乙醇、甲醇、丙酮、苯、甲苯。无量纲数提供雷诺数(Re<2300层流,2300-4000过渡,>4000湍流)与摩擦系数(层流64/Re、Blasius、Colebrook-White迭代、Swamee-Jain近似)。理想气体物性含密度、比热比、声速与摩尔质量。
使用方式:以Python函数调用,如 from calc import water_properties、reynolds_number、friction_factor、antoine_vapor_pressure、sutherland_viscosity 等,传入温度、速度、管径、粗糙度等参数获取结果。
限制:关联式仅在指定温度范围内有效,多数假设常压与纯物质,混合物需其他方法;经验公式精度约±1-5%,相变附近可能偏差较大;不适用于高精度科研、超出有效范围、非标准条件(高压等)、复杂混合物或要求优于±1%精度的场景。使用前应核对有效范围与单位(Sutherland用开尔文,其余多用摄氏度)。