Les travaux scientifiques permettent de déterminer ces propriétés dans des domaines généralement limités. Les résultats obtenus par des équipes différentes peuvent parfois diverger. L'ensemble du domaine d'utilisation peut ne pas être parfaitement couvert. L'industrie a besoin que des organismes de normalisation fixent des valeurs de référence admises par tous, et des règles d'interpolation entre ces valeurs.
Ce travail de normalisation à l'échelle internationale à donné lieu à de nombreuses conférences dont la première eu lieu à Londre en 1929. En 1934 la troisième conférence adopta une première série de tables de propriétés. Ces travaux furent interrompus par la seconde guerre mondiale et ne reprirent qu'en 1954 lors de la quatrième conférence à Philadelphie. Une nouvelle série de tables furent adoptées en 1963 lors de la sixième conférence à New-York et servi de norme internationale jusqu'en 1984. La sixième conférence de 1963 décida également la création d'un groupe de travail dénommé International Formulation Comitee (IFC) avec pour mission la création d'équations pouvant être programmées sur ordinateurs pour calculer les valeurs contenues dans les tables. Ce groupe de travail abouti à deux jeux d'équations nommés Formulation for Industrial Use en 1967 (IFC-67) puis Formulation for scientific and General Use en 1968. IFC-67 servi de base pour la publication des ASME Steam tables. Depuis 1970 l'International Association for Properties of Steam (IAPS) devenue plus tard l'International Association for Properties of Water and Steam (IAPWS) a repris la coordination de ces travaux. En 1984 une nouvelle série d'équations est adoptée par la dixième conférence à Moscou pour les usages scientifiques. Elle est aussi connue sous la désignation NBS-84. La série d'équations destinée aux usages industriels reste quant à elle valide jusqu'en 1997.
De nombreux auteurs proposent des outils basés sur ces équations. Parmis eux les outils construits par Magnus Holmgren, initialement publiés en 2006, et dénommés XSteam . Des versions pour MS Excel, OpenOffice, MatLab, JavaScript, Python ... sont disponibles.
La formulation pour usage industriel (IAPWS-IF97) permet de calculer les propriétés de l'eau et la vapeur en fonction de la température et la pression. Pour les calculs de compression ou de détente de vapeur, des équations sont également proposées pour calculer la température de la vapeur en fonction de la pression et l'enthalpie ou l'entropie.
La formulation pour usage scientifique donne les résultats les plus proches des valeurs mesurées et publiées dans la littérature et reste la référence. Cependant les résultats obtenus sont très proches comme le montrent les exemples dans le tableau ci-dessous:
IAPWS95 | IF97 | |
---|---|---|
300K 0,0035MPa |
H=2549,87 kJ/kg S=8,52227 kJ/kg.K |
H=2549,91 kJ/kg S=8,52239 kJ/kg.K |
450K 1MPa |
H=2768.77 kJ/kg S=6,56656 kJ/kg.K |
H=2768,81 kJ/kg S=6,56660 kJ/kg.K |
500K 3MPa |
H=975,508 kJ/kg S=2,5803 kJ/kg.K |
H=975,542 kJ/kg S=2,58 kJ/kg.K |
700K 30MPa |
H=2631,44 kJ/kg S=5,17538 kJ/kg.K |
H=2631,49 kJ/kg S=5,17540 kJ/kg.K |
Source | Stull (1947) |
Liu et Lindsay (1970) |
Domaine de Temp | -17 à +100°C | +106 à +300°C |
A | 4,6543 | 3,55959 |
B | 1435,264 | 643,748 |
C | -64,848 | -198,043 |
utilisable entre 0 et 350°C avec une erreur ne dépassant pas 5%
utilisable entre 100 et 250°C avec une erreur ne dépassant pas 5%
Propriétés calculées en utilisant CoolProp
Press absolue (bar) |
Temp à saturat (°C) |
Enthalpie (kJ/kg) | Volume spécif vapeur (m3/kg) |
||
---|---|---|---|---|---|
Liquide | Vaporis | Vapeur | |||
0,01 | 6,97 | 29,30 | 2484,37 | 2513,67 | 129,178 |
0,012 | 9,65 | 40,57 | 2478,01 | 2518,58 | 108,670 |
0,015 | 13,02 | 54,68 | 2470,04 | 2524,72 | 87,959 |
0,02 | 17,49 | 73,43 | 2459,45 | 2532,88 | 66,987 |
0,025 | 21,08 | 88,42 | 2450,97 | 2539,39 | 54,240 |
0,03 | 24,08 | 100,98 | 2443,86 | 2544,84 | 45,653 |
0,035 | 26,67 | 111,82 | 2437,71 | 2549,53 | 39,466 |
0,04 | 28,96 | 121,39 | 2432,28 | 2553,67 | 34,791 |
0,045 | 31,01 | 129,96 | 2427,41 | 2557,37 | 31,131 |
0,05 | 32,87 | 137,75 | 2422,98 | 2560,73 | 28,185 |
0,06 | 36,16 | 151,48 | 2415,15 | 2566,63 | 23,733 |
0,07 | 39,00 | 163,35 | 2408,37 | 2571,72 | 20,524 |
0,08 | 41,51 | 173,84 | 2402,37 | 2576,21 | 18,099 |
0,09 | 43,76 | 183,25 | 2396,97 | 2580,22 | 16,199 |
0,1 | 45,81 | 191,81 | 2392,05 | 2583,86 | 14,670 |
0,2 | 60,06 | 251,42 | 2357,51 | 2608,94 | 7,648 |
0,3 | 69,10 | 289,27 | 2335,27 | 2624,55 | 5,228 |
0,4 | 75,86 | 317,62 | 2318,43 | 2636,05 | 3,993 |
0,5 | 81,32 | 340,54 | 2304,67 | 2645,22 | 3,240 |
0,6 | 85,93 | 359,91 | 2292,95 | 2652,86 | 2,732 |
0,7 | 89,93 | 376,75 | 2282,67 | 2659,42 | 2,365 |
0,8 | 93,49 | 391,71 | 2273,47 | 2665,18 | 2,087 |
0,9 | 96,69 | 405,20 | 2265,12 | 2670,31 | 1,869 |
1 | 99,61 | 417,50 | 2257,44 | 2674,95 | 1,694 |
1,1 | 102,29 | 428,84 | 2250,33 | 2679,17 | 1,549 |
1,2 | 104,78 | 439,36 | 2243,69 | 2683,05 | 1,428 |
1,3 | 107,11 | 449,19 | 2237,46 | 2686,64 | 1,325 |
1,4 | 109,29 | 458,42 | 2231,57 | 2689,98 | 1,237 |
1,5 | 111,35 | 467,13 | 2225,98 | 2693,11 | 1,159 |
1,6 | 113,30 | 475,38 | 2220,66 | 2696,04 | 1,091 |
1,7 | 115,15 | 483,22 | 2215,58 | 2698,80 | 1,031 |
1,8 | 116,91 | 490,70 | 2210,71 | 2701,41 | 0,977 |
1,9 | 118,60 | 497,85 | 2206,03 | 2703,88 | 0,929 |
2 | 120,21 | 504,70 | 2201,53 | 2706,23 | 0,886 |
2,1 | 121,76 | 511,29 | 2197,18 | 2708,47 | 0,846 |
2,2 | 123,25 | 517,63 | 2192,98 | 2710,61 | 0,810 |
2,3 | 124,69 | 523,74 | 2188,92 | 2712,65 | 0,777 |
2,4 | 126,07 | 529,64 | 2184,97 | 2714,61 | 0,747 |
2,5 | 127,41 | 535,34 | 2181,14 | 2716,49 | 0,719 |
2,6 | 128,71 | 540,87 | 2177,42 | 2718,30 | 0,693 |
2,7 | 129,97 | 546,24 | 2173,80 | 2720,03 | 0,669 |
2,8 | 131,19 | 551,44 | 2170,27 | 2721,71 | 0,646 |
2,9 | 132,37 | 556,50 | 2166,82 | 2723,32 | 0,625 |
3 | 133,52 | 561,43 | 2163,46 | 2724,88 | 0,606 |
3,2 | 135,74 | 570,90 | 2156,95 | 2727,85 | 0,570 |
3,4 | 137,84 | 579,91 | 2150,72 | 2730,63 | 0,539 |
3,6 | 139,85 | 588,52 | 2144,73 | 2733,25 | 0,510 |
3,8 | 141,77 | 596,75 | 2138,97 | 2735,72 | 0,485 |
4 | 143,61 | 604,65 | 2133,40 | 2738,05 | 0,462 |
4,2 | 145,38 | 612,25 | 2128,01 | 2740,27 | 0,442 |
4,4 | 147,08 | 619,58 | 2122,80 | 2742,37 | 0,423 |
4,6 | 148,72 | 626,64 | 2117,73 | 2744,37 | 0,405 |
4,8 | 150,30 | 633,47 | 2112,81 | 2746,28 | 0,389 |
5 | 151,83 | 640,09 | 2108,02 | 2748,11 | 0,375 |
5,2 | 153,31 | 646,50 | 2103,36 | 2749,85 | 0,361 |
5,4 | 154,75 | 652,72 | 2098,81 | 2751,52 | 0,349 |
5,6 | 156,15 | 658,77 | 2094,36 | 2753,13 | 0,337 |
5,8 | 157,51 | 664,65 | 2090,02 | 2754,66 | 0,326 |
6 | 158,83 | 670,38 | 2085,77 | 2756,14 | 0,316 |
6,5 | 161,98 | 684,08 | 2075,52 | 2759,60 | 0,293 |
7 | 164,95 | 697,00 | 2065,75 | 2762,75 | 0,273 |
7,5 | 167,75 | 709,24 | 2056,41 | 2765,64 | 0,256 |
8 | 170,41 | 720,86 | 2047,44 | 2768,30 | 0,240 |
8,5 | 172,94 | 731,95 | 2038,81 | 2770,76 | 0,227 |
9 | 175,35 | 742,56 | 2030,47 | 2773,03 | 0,215 |
9,5 | 177,66 | 752,74 | 2022,41 | 2775,14 | 0,204 |
10 | 179,88 | 762,52 | 2014,59 | 2777,11 | 0,194 |
10,5 | 182,01 | 771,94 | 2007,00 | 2778,94 | 0,186 |
11 | 184,06 | 781,03 | 1999,62 | 2780,65 | 0,177 |
11,5 | 186,04 | 789,82 | 1992,43 | 2782,25 | 0,170 |
12 | 187,96 | 798,33 | 1985,41 | 2783,74 | 0,163 |
12,5 | 189,81 | 806,58 | 1978,56 | 2785,14 | 0,157 |
13 | 191,60 | 814,60 | 1971,86 | 2786,46 | 0,151 |
13,5 | 193,35 | 822,39 | 1965,30 | 2787,69 | 0,146 |
14 | 195,04 | 829,97 | 1958,88 | 2788,85 | 0,141 |
14,5 | 196,69 | 837,35 | 1952,58 | 2789,93 | 0,136 |
15 | 198,29 | 844,56 | 1946,40 | 2790,96 | 0,132 |
16 | 201,37 | 858,46 | 1934,36 | 2792,82 | 0,124 |
17 | 204,31 | 871,74 | 1922,72 | 2794,46 | 0,117 |
18 | 207,11 | 884,47 | 1911,43 | 2795,91 | 0,110 |
19 | 209,80 | 896,71 | 1900,47 | 2797,18 | 0,105 |
20 | 212,38 | 908,50 | 1889,79 | 2798,29 | 0,100 |
21 | 214,86 | 919,87 | 1879,39 | 2799,26 | 0,095 |
22 | 217,25 | 930,87 | 1869,23 | 2800,10 | 0,091 |
23 | 219,56 | 941,53 | 1859,29 | 2800,82 | 0,087 |
24 | 221,79 | 951,87 | 1849,56 | 2801,43 | 0,083 |
25 | 223,95 | 961,91 | 1840,03 | 2801,93 | 0,080 |
26 | 226,05 | 971,67 | 1830,67 | 2802,34 | 0,077 |
27 | 228,08 | 981,18 | 1821,48 | 2802,66 | 0,074 |
28 | 230,06 | 990,46 | 1812,45 | 2802,90 | 0,071 |
29 | 231,98 | 999,51 | 1803,56 | 2803,06 | 0,069 |
30 | 233,85 | 1008,34 | 1794,81 | 2803,15 | 0,067 |
31 | 235,68 | 1016,99 | 1786,19 | 2803,17 | 0,065 |
32 | 237,46 | 1025,44 | 1777,69 | 2803,13 | 0,062 |
33 | 239,20 | 1033,72 | 1769,30 | 2803,02 | 0,061 |
34 | 240,90 | 1041,84 | 1761,02 | 2802,86 | 0,059 |
35 | 242,56 | 1049,80 | 1752,85 | 2802,64 | 0,057 |
36 | 244,18 | 1057,61 | 1744,77 | 2802,38 | 0,055 |
37 | 245,77 | 1065,27 | 1736,78 | 2802,06 | 0,054 |
38 | 247,33 | 1072,81 | 1728,88 | 2801,69 | 0,052 |
39 | 248,86 | 1080,21 | 1721,07 | 2801,28 | 0,051 |
40 | 250,35 | 1087,49 | 1713,33 | 2800,82 | 0,050 |
42 | 253,26 | 1101,71 | 1698,08 | 2799,79 | 0,047 |
44 | 256,07 | 1115,50 | 1683,09 | 2798,60 | 0,045 |
46 | 258,78 | 1128,90 | 1668,36 | 2797,26 | 0,043 |
48 | 261,40 | 1141,94 | 1653,86 | 2795,80 | 0,041 |
50 | 263,94 | 1154,64 | 1639,56 | 2794,21 | 0,039 |
52 | 266,40 | 1167,04 | 1625,46 | 2792,50 | 0,038 |
54 | 268,79 | 1179,14 | 1611,53 | 2790,67 | 0,036 |
56 | 271,12 | 1190,98 | 1597,76 | 2788,75 | 0,035 |
58 | 273,38 | 1202,57 | 1584,15 | 2786,72 | 0,034 |
60 | 275,58 | 1213,92 | 1570,67 | 2784,59 | 0,032 |
62 | 277,73 | 1225,06 | 1557,31 | 2782,37 | 0,031 |
64 | 279,83 | 1235,99 | 1544,07 | 2780,06 | 0,030 |
66 | 281,87 | 1246,72 | 1530,94 | 2777,67 | 0,029 |
68 | 283,87 | 1257,28 | 1517,91 | 2775,19 | 0,028 |
70 | 285,83 | 1267,66 | 1504,97 | 2772,63 | 0,027 |
72 | 287,74 | 1277,88 | 1492,11 | 2769,99 | 0,027 |
74 | 289,61 | 1287,95 | 1479,33 | 2767,28 | 0,026 |
76 | 291,45 | 1297,87 | 1466,62 | 2764,49 | 0,025 |
78 | 293,25 | 1307,65 | 1453,97 | 2761,62 | 0,024 |
80 | 295,01 | 1317,31 | 1441,37 | 2758,68 | 0,024 |
82 | 296,74 | 1326,84 | 1428,83 | 2755,67 | 0,023 |
84 | 298,43 | 1336,26 | 1416,33 | 2752,60 | 0,022 |
86 | 300,10 | 1345,57 | 1403,88 | 2749,45 | 0,022 |
88 | 301,74 | 1354,77 | 1391,46 | 2746,23 | 0,021 |
90 | 303,34 | 1363,87 | 1379,07 | 2742,94 | 0,020 |
95 | 307,25 | 1386,23 | 1348,20 | 2734,43 | 0,019 |
100 | 311,00 | 1408,06 | 1317,43 | 2725,49 | 0,018 |
105 | 314,60 | 1429,45 | 1286,68 | 2716,13 | 0,017 |
110 | 318,08 | 1450,44 | 1255,90 | 2706,35 | 0,016 |
115 | 321,43 | 1471,10 | 1225,03 | 2696,12 | 0,015 |
120 | 324,68 | 1491,46 | 1193,99 | 2685,45 | 0,014 |
125 | 327,81 | 1511,58 | 1162,72 | 2674,31 | 0,013 |
130 | 330,85 | 1531,51 | 1131,17 | 2662,68 | 0,013 |
135 | 333,80 | 1551,29 | 1099,25 | 2650,54 | 0,012 |
140 | 336,67 | 1570,96 | 1066,90 | 2637,86 | 0,011 |
145 | 339,45 | 1590,58 | 1034,01 | 2624,59 | 0,011 |
150 | 342,16 | 1610,20 | 1000,50 | 2610,70 | 0,010 |
155 | 344,79 | 1629,88 | 966,24 | 2596,12 | 0,010 |
160 | 347,35 | 1649,69 | 931,10 | 2580,79 | 0,009 |
170 | 352,29 | 1690,03 | 857,47 | 2547,50 | 0,008 |
180 | 356,99 | 1732,09 | 777,74 | 2509,83 | 0,008 |
190 | 361,47 | 1777,15 | 688,85 | 2466,01 | 0,007 |
200 | 365,75 | 1827,21 | 585,13 | 2412,35 | 0,006 |
210 | 369,83 | 1887,56 | 451,04 | 2338,59 | 0,005 |
220 | 373,71 | 2011,34 | 161,75 | 2173,09 | 0,004 |
220,64 | 373,95 | 2084,26 | 0,00 | 2084,26 | 0,003 |
Variable | Dimension | Unité |
---|---|---|
Pv: pression de vapeur saturante | ML-1T-2 | MPa |
T: Température de l'eau ou de la vapeur | K | |
T(C): Température (en Celsius) de l'eau ou de la vapeur | C | |
Pc: Pression critique de l'eau = 22,064 MPa | Mpa | |
Tc: Température critique de l'eau = 647,096K | K | |
ρc: Masse volumique de l'eau au point critique = 322 kg/m3 | kg/m3 | |
ρl: Masse volumique de l'eau liquide | kg/m3 | |
ρv: Masse volumique de l'eau vapeur | kg/m3 | |
Hl: Enthalpie de l'eau liquide | kJ/kg | |
Hv: Enthalpie de la vapeur | kJ/kg | |
Sl: Entropie de l'eau liquide | kJ/kg/K | |
Sv: Entropie de l'eau vapeur | kJ/kg/K | |
M: Masse molaire de l'eau = 18,015268 g/mole | ||
R: constante des gaz parfaits = 0,46151805 kJ/kg/K | ||
M: masse L: longueur T: temps |