Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
р, КГС/СМ2 G73.15 297,35 304,65 330,65 368,15 406,65 504,65 574,25
500 152 137 133 120 97 80 64 61
154 138 134 118 98 81
600 158 143 139 124 102 87 69 66
159 104 70 65
700 165 148 144 130 111 94 75 72
164 149 145 131 96
800 171 156 152 136 117 102 80 77
157 118 81
900 175 160 157 142 124 109 85 82
176 162 143 127 ПО 87 83
1000 179 165 163 149 131 115 92 87
181 167 162 152 132 116 88
89
Отмеченное несоответствие имеющихся данных о теплопроводности жидкой С02 при низких температурах (свидетельствует о необходимости дальнейших более тщательных измерений в этой области. Тем не менее, основываясь на результатах анализа имеющихся опытных данных о теплопроводности ряда хорошо изученных ожиженных газов [10.31], можно утверждать, что характер расслоения изотерм теплопроводности жидкой С02 в АХ, Q-диаграмме, по данным [10.14, 10.26], является более вероятным и поэтому результаты второй серии измерений, проведенных в ГИАП [10.13], были исключены нами из рассмотрения [ЮЛ].
Обобщения. Различные группы экспериментальных данных о теплопроводности СОг обобщались ранее в работах Варгаф-тика [1.54, 10.8], Кеннеди и Тодоса [9.35], Цедерберга [10.25], Вукаловича и Алтунина [10.10], Кессельмана и Каменецкого [10.15]. Кроме того, в [10.12] приведены выровненные значения Х(/?, Т), найденные по результатам измерений Голубева и Кия-шовой (1967 г.). Во всех перечисленных работах, за исключением [10.12], исходные данные были практически одинаковыми и различными были лишь аппроксимирующие уравнения. Наиболее полные таблицы Х(/?, Т) составлены в [10.8] и [10.10]. Эти таблицы охватывают интервал давлений /7=1—600 бар % рассчитаны с помощью однопараметрической зависимости AX(q) (10.14). При температурах выше 330 К табличные данные [10.8, 10.10, 10.12] отличаются обычно не более чем на 3—4%, но при низких температурах расхождения существенно больше и в жидкой фазе при 220 К достигают —40%. В 'настоящей работе представлены более полные таблицы,
489
Экспериментальные данные Голубева и Васильковской [10.14] о теплопроводности двуокиси углерода
которые рассчитаны по новому уравнению, разработанному в [10.1] с учетом двухпараметрической зависимости А^(р, Т) и особенности теплопроводности вблизи критической точки. Таблицы рекомендуемых значений X охватывают жидкую и газовую фазы при Г=220—1300 К и р= 1—2000 бар.
10.2. Методы обработки и обобщения опытных данных
Теория молекулярного переноса тепла в сжатых газах развита примерно до того же уровня, что и теория вязкости. И хотя расчет коэффициента теплопроводности многоатомных газов более сложен, поскольку необходимо учитывать перераспределение энергии между внутренними степенями свободы, общие заключения о форме аппроксимирующих зависимостей для X и ц сжатых газов оказываются практически одинаковыми. Это избавляет нас от необходимости еще раз рассматривать теоретические концепции и позволяет ограничиться ссылкой на разд. 9.2 и обзоры теоретических работ [10.28, 10.30, 10.33, 10.38, 10.53, 10.54]. Краткий обзор полуэмпирических и эмпирических уравнений для расчета теплопроводности жидкостей сделан в [10.25].
Для нас важен вывод о том, что избыточная теплопроводность сжатых газов и жидкостей АХ в общем случае представляет собой функциональную зависимость не только от плотности, но и от температуры, т. е.
Х = ХГ + ДХ = ХГ + (р, 7). (Ю.п)
Чисто эмпирические обобщения показали, что во многих случаях (при сравнительно небольшом интервале изменения р и Г или при пониженной точности экспериментальных данных) зависимость ^(р, Г) может быть заменена однопараметриче-ской зависимостью типа
ДХ = В9т (10.12)
или
ДХ- (10.13)
В частности, в предыдущем издании этой книги [10.10] по опубликованным до 1963 г.-опытным данным для интервала ю = N=0—2,0 составлено интерполяционное уравнение вида
АХ = 0,42163 • 10-^ + 0,117385 • 10~3р2 -— 0,177174 • 10-у + 0,129644 . 10"9р4, (10.14)
где р в ]^/м3, X в 10~6 кВт/(м • К).
Заметим попутно, что уравнение (10.14) использовано не толь-
\
490 \
ко в [10.10], но и при расчете таблиц теплопроводности СО2 в справочниках Варгафтика [1.15, 10.8], опубликованных в 1970— 1972 гг. В монографии Цедерберга [10.25] использовано уравнение типа (10.12). Но более общей является форма
АХ=в(7)р^г). 110.15)
По [10.18], например, для Н20 температурные зависимости В(Г) и пг(Т) имеют вид показательных функций. В работах Тодоса с соавторами [10.37] для аппроксимации опытных данных о теплопроводности Аг, СН4, Н2 использованы уравнения вида
ЪХ=а[ЩП, (Ю.16)
а в [10.41] для Аг и N2 применено уравнение вида
Ж=а(±^+Ь{±)п. (Ю.17)
Арсланов [10.6] проверил уравнение (10.16) по своим опытным данным для СОг и Аг и нашел, что при высоких давлениях это уравнение заметно уступает форме (10.13).
В работе Кессельмана и Каменецкого [10.15] для СОг предложено уравнение вида
X* = = 1 + ф0 (со) + ф1 (со)-*- 4- ф2 (со) . ± (10.18)
4
где <р ((о) = 2а^-
1=1
Авторы сообщают, что уравнение (10.18) составлено по той же методике, что уравнение для вязкости СОг [9.13], но как и прежде, не указан состав исходных опытных данных и отсутствует характеристика их аппроксимации. Выполненное нами сравнение табличных значений Х(р, Т) из [10.15] с рекомендуемыми в настоящей работе показывает, что уравнение (10.18) дает слабый отрицательный «всплеск» теплопроводности вблизи критической точки, но в целом следует таблицам [10.10].
