WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 


«Полная исследовательская публикация Тематический раздел: Физико-химические исследования. Регистрационный код ...»

Полная исследовательская публикация __________________________ Тематический раздел: Физико-химические исследования.

Регистрационный код публикации: 2tp-b58 Подраздел: Теплофизические свойства веществ.

УДК536.22. Поступила в редакцию 15 декабря 2002 г.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ н-АЛКАНОВ В ШИРОКОЙ

ОБЛАСТИ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ, ВКЛЮЧАЯ КРИТИЧЕСКУЮ ОБЛАСТЬ

© Аляев В.А.,1 Панфилович В.К.,2 Михайлова С.Н.,3 Гумеров Ф.М.2 и B. Le Neindre4 Кафедра вакуумной техники электрофизических установок; 2 Кафедра теоретических основ теплотехники; 3 Кафедра инженерной графики. Казанский государственный технологический университет. Ул. К. Маркса, 68. г. Казань 420015. Россия.

Тел.: (8432) 194-211. E-mail: panfilovitch@kstu.ru, gum@kstu.ru.

Laboratoire d’Ingenierie des Materiaux et des Hautes Pressions, CNRS, Institut Galilee,Universite Paris Nord, Av. J.B. Clement, 93430 Villetaneuse.France.

Ключевые слова: радиационная теплопроводность, критическая область, н-алканы, плоский слой, интерферометрия, жидкость; сверхкритическое состояние, экспериментальные исследования.



Резюме С использованием метода плоского слоя (горизонтальное расположение; толщина слоя 5.32 мм; степень черноты поверхностей 0.25) в сочетании с интерферометрической визуализации процесса проведено измерение относительной величины радиационной теплопроводности =1+ r н-алканов (гексан; гептан; октан; нонан; декан; додекан; пентадекан) в области параметров жидкого состояния, включая c сверхкритическую область в случае н-гексана.

Результаты исследований в жидких слоях н-алканов вплоть до околокритических температур, выявили факт сильного возрастания доли радиационной составляющей полного теплового потока с увеличением температуры, достигающей при околокритических температурах значений, отвечающих сопоставимости радиационного и кондуктивного потоков. До критических температур в области жидкофазного состояния влияния давления, в пределах погрешности эксперимента, на радиационную теплопроводность не обнаружено.

Более подробные исследования окрестности критической точки, включая и сверхкритическую область, было проведено для н-гексана. В частности в области жидкого состояния измерения были проведены до 507.0К (Ткр=507.2К). Сверхкритическое состояние было реализовано в температурном диапазоне 507.75580.0К и интервале давлений 3.125.98 МПа (Ркр=3.02082 МПа).

Погрешность измерений в асимптотической близости к критической точке н-гексана оценивается в пределах от 2.2 до 4.5%. В целом же для всех исследованных веществ эта характеристика изменяется вдали от критической точки от 1.37% до 1.5% и в околокритической области, исключая асимптотическую близость к критической точке до 2.2%.

Для близлежащих к критической точке н-гексана изобар: 3.12 МПа; 3.19 МПа; 3.24 МПа проведен расчет абсолютных значений радиационной теплопроводности. Результаты расчетов описаны.

Введение Перенос теплоты в средах, частично прозрачных для теплового инфракрасного излучения, происходит не только собственно теплопроводностью (молекулярной, кондуктивной), но и в той или иной мере путем диффузного переноса энергии излучением (радиацией). Широкое распространение в промышленных установках углеводородных теплоносителей, частичная прозрачность последних для теплового инфракрасного излучения и, как следствие, появление радиационной составляющей полного теплового потока, делает проблему исследования радиационной теплопроводности в значительной степени актуальной.

Различные варианты численных решений дифференциальных уравнений радиационно-кондуктивного переноса тепла достаточно надежны [1-3]. Однако реализация алгоритмов этих решений требует знания свойств среды и стенок, в частности, температурной зависимости спектральных степеней черноты; коэффициентов отражения стенок на границе со средой и их углового распределения; спектральных коэффициентов поглощения, показателя преломления и наконец молекулярной теплопроводности среды. При этом спектральные характеристики требуются в широком интервале длин волн (0.225.0 мкм и более). Даже для простых органических жидкостей набор таких данных отсутствует.

Ввиду недостаточной надежности теоретических разработок, предназначенных для установления вышеуказанных характеристик, по существу, каждый из них должен быть установлен экспериментально. Учитывая, что все эти измерения, в особенности, при повышенных температурах и давлениях, а также усложненные областями фазовых переходов, представляют не простые научно-технические задачи, то напрашивается вывод, что непосредственные экспериментальные исследования радиационно-кондуктивного переноса тепла во многих случаях позволяют проще и с меньшими затратами получить необходимую информацию.

В настоящей работе проведено экспериментальное исследование радиационной теплопроводности в плоских слоях нормальных алканов в широком интервале параметров состояния, включая окрестности их критических точек. Исследование выполнено в рамках развития результатов, полученных в [4] и прежде всего сосредоточено на более подробном исследовании поведения радиационной теплопроводности в асимптотической близости к критической точке.

–  –  –

Подробное описание метода исследования приведено в работах [4-6]. Исследования относительной величины радиационной теплопроводности н-гексана; н-гептана; н-октана; н-нонана; н-декана; н-додекана; н-пентадекана проведены в области жидкого состояния, а в случае н-гексана и в сверхкритической области.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки.

УМ-усилитель мощности; РП-4У и ВРТ-3 – регуляторы напряжений; Р3003 – компаратор напряжений; 2НВР-5ДМ, 3НВР-1Д, АВП 100/100 – вакуумные насосы; ИАБ-451 – интерферометр; ЛГ-126 – источник гелий-неоновый; МП-600 – грузо-поршневой манометр; 1 – образцовый манометр;

2 – разделительный сосуд; 3 – верхняя пластина; 4 – нижняя пластина; 5 – проточный электронагреватель; 6 – нагревательный кабель; 7 – компрессор.

При низких температурах величина мала и соответственно (1-) стремится к единице. Однако с ростом температуры, что и имеет место в исследованном диапазоне температур, становится невозможным пренебрежение ею. В настоящей работе были использованы значения, полученные в результате численного решения системы дифференциальных уравнений радиационно-кондуктивного переноса тепла. В частности, в сверхкритической области н-гексана принимает следующие значения (табл. 1)

–  –  –

Т, К 508.2 508.25 511.25 511.20 517.20 0.163 0.163 0.166 0.168 0.175 Результаты и обсуждение На рис. 2 приведены результаты измерений в жидких слоях н-алканов. Доля радиационной составляющей полного теплового потока сильно возрастает с увеличением температуры, достигая при околокритических температурах значений, отвечающих количественной сопоставимости радиационного и кондуктивного тепловых потоков.

Для всех исследованных углеводородов, начиная с температур на 10-15К ниже критических, наблюдается некоторое снижение интенсивности роста и последующие снижение вообще.

Полученные результаты позволяют оценить степень достоверности различных расчетных моделей РКПТ (радиационнокондуктивный перенос тепла). Сравнение расчетных значений, полученных по модели Польтца в селективном варианте с экспериментальными, во-первых, указывает на их хорошее согласие, а во-вторых, позволяет утверждать, что в процессе расчетов р вплоть до температур на 30-50К ниже критических можно пользоваться ИК-спектрами поглощения, снятыми при умеренных температурах.

В области жидкого состояния влияние давления, в пределах погрешности эксперимента, на радиационную теплопроводность не обнаружено. В то время, как в сверхкритической области сильное влияние давления, как на величину молекулярной теплопроводности, так и на оптическую плотность среды, приводит к значительной зависимости от давления.

Последний вывод сформулирован на базе анализа результатов подробного исследования околокритической, включая сверхкритическую, области н-гексана (рис. 3).

В табл. 2 предоставлены результаты измерений на близлежащих к критической точке изобарах: 3.12 МПа; 3.19 МПа;

3.24 МПа, использованные в анализе поведения абсолютных значений радиационной теплопроводности н-гексана в асимптотической близости к критической точке.

Для выявления абсолютных значений радиационной теплопроводности н-гексана в асимптотической близости к критической точке были использованы: уравнение состояния н-гексана, предложенное в работе [7] и результаты исследования тепловой активности по методу периодического нагрева [8].

–  –  –

1.8 1.6 1.4 1.2

–  –  –

В последнем случае по результатам своих исследований Абдулаева [8] пришла к выводу о возможности описания поведения кондуктивной теплопроводности н-гексана в асимптотической близости к критической точке следующим соотношением:

–  –  –



Похожие работы:

«Новые поступления учебной литературы март-апрель 2015 1. Актуальные проблемы теории государства и права: учеб. пособие / отв. ред. Р.В. Шагиева / Гриф УМО юр. – 2-е изд., пересм. – М. : Норма : ИНФРА-М, 2014. – 576 с. – 3 экз.2. Антонян Ю.М. Портреты преступников: криминолого-психологический анализ: монография / Ю.М. Антонян, В.Е. Эминов. – М. : Норма : ИНФРА-М, 2014. – 240 с. – 1 экз.3. Артмова Э.К. Основы общей и биоорганической химии: учеб. пособие / Э.К. Артмова, Е.В. Дмитриев / Гриф УМО ВО...»

«ОБМЕН ОПЫТОМ DOI: 10.15690/onco.v2.i4.1470 Ю.А. Обухов, Е.В. Жуковская, А.Ф. Карелин Лечебно-реабилитационный научный центр «Русское поле» Федерального научно-клинического центра детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачёва Минздрава России, Москва, Российская Федерация Проблематика диагностики и коррекции патологического состояния твердых тканей зубов у детей и подростков, излеченных от злокачественных новообразований Цель. Проанализировать распространенность,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Ивановский государственный химико-технологический университет С.А. Буймова, А.Г. Бубнов КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РОДНИКОВЫХ ВОД НА ПРИМЕРЕ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ Под редакцией А.Г. Бубнова Иваново 2012 УДК 502.51(282.02):556.3(043.2) Буймова, С.А. Комплексная оценка качества родниковых вод на примере Ивановской области / С.А. Буймова, А.Г. Бубнов; под ред. А.Г. Бубнова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2012. – 463 с. ISBN...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2007. №4. С. 129–132.ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ ЖУРНАЛА «ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ» Общие положения В журнале «Химия растительного сырья» публикуются оригинальные научные сообщения, обзоры, краткие сообщения и письма в редакцию, посвященные химии процессов, происходящих при глубокой химической переработке как растительного комплекса в целом, так и отдельных его компонентов, созданию принципиально новых эффективных технологических процессов комплексной переработки...»

«АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МОЛОКА Гудзь А.А., Белякова Т.Н. Научный руководитель: преподаватель Белякова Т.Н. Стерлитамакский химико-технологический колледж г. Стерлитамак, Россия ANALYTICAL RESEARCH METHODS MILK Gudz A.А., Belyakova T.N. Scientific supervisor: teacher Belyakova T.N. Sterlitamak Chemical Engineering College Sterlitamak, Russia Диетологи считают, что молоко и молочные продукты должны составлять 1/3 калорийности суточного рациона. Если молоко плохо переносится, его следует...»



 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.