Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
данным [8.13] и [8.15] значения теплопроводности С02 отличаются друг от друга на 8—10% и систематически ниже рассчитанных по уравнению (8.9), причем расхождение составляет 8—12% при 1000 К и около 10% при 2500 К (рис. 86). Систематический характер расхождения подтверждает возможность применения уравнения (8.9) для далекой экстраполяции на высокие температуры.
420
Эффективный коэффициент теплопроводности (Ят,эфф) определен в работе Асиновского с сотрудниками [8.3] для интервала температур (6,5—15) • 103 К. Значения А,т,эфф найдены на основании обработки выполненных авторами измерений напряженности электрического поля и профилей температур в стабилизированной дуге постоянного тока. По данным этих авторов, Ят.эфф проходит через максимум, равный 4,3 Вт/(м-К), в интервале 7200 — 9500К уменьшается до 1,9 Вт/(м-К) и далее монотонно возрастает до ~3 Вт/(м-К) при 15- 103К.
Глава 9
ВЯЗКОСТЬ СЖАТОЙ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
9.1. Обзор опубликованных данных
Экспериментальные данные о вязкости сжатой С02 охватывают интервал температур 219 — 773 К при давлениях до 2070 атм (табл. 77). Но из перечня экспериментальных работ
п-Ю7,г/(смс) 8000
7000
5000
5000
4000
3000
2000
Ю00
31,14 \ 75°С± 32 1 1 / 1
1 \ 41 II
/ / \ 1 II ^ I I \ 1 II1 II 1 1 \ II1 1 I \\///
\ / З4.б\с 7/ /
\ МУ> 11// / 'Ж/-32
--- ¦ - / / / Л У -----4
Рис. 87. Зависимость вязкости С02 от плотности по данным:
/ —Филип пса; 2 — Налдрета и Мааса; 3 — Киямы и Макиты; 4 — Варбурга и Бабо; 5 —Михельса, Ботзена и Шурмана
422
Таблица 77
Перечень экспериментальных исследований вязкости двуокиси углерода при высоких давлениях *
Год
Авторы
Метод измерений
Интервал температур, К
Интервал давлений, атм
Источник
1882 Варбург и Бабо
1912 Филлипс
1933 Штакельбек
1935 Шрёэр и Беккер
1940 Налдрет и Маас
1941 Комингс, Эгли
1952 Кияма, Макита
1953 Голубев, Петров 1955 Макита
1957 Михельс, Ботзен, Шур-ман
1959 Кестин, Ляйденфрост
1963 Кестин, Уайтлоу
1964 Кестин, Уайтлоу, Цинь 1969 Голубев, Гнездилов
1969 Голубев, Шепелева
1970 Херреман, Гревендонк,
Бук
1971 Херреман, Латтенист,
Гревендонк и Бук
Капилляра 298—313
» 293-313
Падающего груза 258—313 Катящегося шарика 293
Колеблющегося диска 304—305 Капилляра 313
Катящегося шарика 323—573
Капилляра 293—523
Катящегося шарика 323—573
Капилляра 273—348
Колеблющегося диска 293
То же 296—525
» 304—323
Капилляра 473—773
» 242—294
Пьезокварцевого резо- 219—303 натора
То же 283—313
15—115 |9.62]
1-120 [9.50]
4,8—116 19.58]
1—98 [9.52]
Вблизи /?кр. [9.48]
4,4-137 [9.28]
1—97 19.39]
1-800 [9.7; 9.8]
20—100 [9.44]
9—2070 [9.46]
1-21 [9.36]
1,2-68 [9.37]
37,6—117 [9.38]
1—500 [9.10]
40—500 [9.11]
10-196 [9.31]
р=0,02—0,835 [9.32]
* В таблице не указаны работы [9.34], [9.51] и [9.29], в которых результаты измерений представлены на малоформатных графиках,
следует, что в большинстве случаев максимальное давление в опытах не превышало 100—200 атм и лишь в Физико-технической лаборатории ГИАП [9.8, 9.10, 9.11] и Амстердамской лаборатории [9.46] выполнены измерения при более высоких давлениях. Наиболее обширные исследования вязкости СОг проведены Голубевым с сотрудниками [9.8, 9.10, 9.11], причем в этой лаборатории выполнены три серии измерений на трех различных экспериментальных установках при давлениях до 500—800 атм как в газовой, так и в жидкой фазах и получено около 320 опытных значений вязкости (что составляет примерно 7з от общего числа имеющихся для С02 опытных значений г]).
i/'WjsfcM-c) 25000 г
17500
10000 20000
15000
10000 15000
t—20'C i t
> о ° °1
4 v- / о-2 • - J о-4
t=+20°C о I э 9 4
4 р*0
50000 т 200 300 400 p,amv
Рис. 88. Вязкость жидкой С02 по данным:
/ — Штакельбека; 2 — Голубева и Петрова; 3 — Голубева и Шепелевой; 4 — Херремана с соавторами
Выполненный нами в монографии [9.5] сопоставительный анализ опытных данных показал, что при давлениях выше 150 атм измеренные в [9.7, 9.8, 9.46] значения т) хорошо согласуются между собой и в перекрывающихся областях расхождение не превышает 1—2%. При давлениях ниже 100—150 атм расхождения между результатами различных групп измерений часто очень велики и в ряде случаев значительно превышают оцененную авторами погрешность опытных данных.
424
' ц ш,'г/(смс)
15000
10000
5000
. О
о о* < д ---—с—?-
I «О*
о - 1 • -1 • - J А- 4 • - 5 9-6 в - 7 * • «Г-о • о »о о • '« р >
д д о о № о * .4 о •
0,2 ОА 0,6 0,8 10 р11г/см
Рис. 89. Зависимость избыточной вязкости СОг от плотности по данным:
* — Голубева и Петрова; 2 — Голубева и Шепелевой; 3 — Голубева и Гнездилова; 4 — Михельса, Ботзена и Шурмана; 5 — Кестина, Уайтлоу и Цинь; 6 — Налдрета и Мааса; 7 —Херремана, Гре-
вендонка и Бука
425
Из рис. 87—89 следует, что большие расхождения имеются не только между результатами методически независимых измерений, но и между данными, полученными одним и тем же методом. Более того, в работе Амстердамской лаборатории [9.46] обнаружено экстремальное возрастание вязкости в околокритической области, причем «пики» вязкости наблюдаются даже при температуре 35° С, т. е. на сравнительно большом удалении от критической точки. В более ранней работе Нал-дрета и Мааса [9.48] и в более поздней — Кестина, Уайтлоу и Цинь [9.38] подробные измерения вязкости вблизи критической точки С02 выполнены с помощью вискозиметров другого типа и обнаружено лишь относительно небольшое возрастание г\ при д « ркр («горбики»). Аналогичный результат получен в [9.3] при исследовании вязкости в критической области N2*.
