Исследование взрывного вскипания химически реагирующих систем

• Автор: Попов, Александр Петрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Основные обозначения
ЕВведение
2.Явление флуктуационного зародышеобразования в перегретой жидкости и методы его изучения
2.1.Частота зародышеобразования как характеристика
устойчивости перегретой жидкости
2.2.Метод джоулевого перегрева электропроводной жидкости. 17.
2.3.Исследование вскипания в быстрых потоках жидкости
2.4.Метод импульсного перегрева около проволочного нагревателя
3.Экспериментальная установка и методика опытов по импульсному перегреву химически реагирующих соединений
3.1. Экспериментальная установка
3.2.Методика подготовки и проведения измерений
3.2.1.Подготовка проволочки-зонда к измерениям
3.2.2.Методика экспериментального определения температуры достижимого перегрева
3.2.3.Методика определения критических параметров
3.3.Методика введения поправок на неоднородность температуры в зонде
3.4.Методика выявления характеристик взрывного вскипания
т*, Т, 5*, и д1пЗ/дТ
4.Импульсный перегрев химически реагирующих соединений
4.1.Линии достижимых перегревов и критические параметры полиэтилсилоксанов и дикумилметана

4.2.Опыты с растворами пероксида водорода и бензолсульфазида

4.3.Обсуждение результатов опытов. Температуры достижимого перегрева и критические параметры некоторых предельных
углеводородов
5.Исследование взрывного вскипания во фронте каталитической химической реакции
5.1.Изучение каталитического разложения пероксида водорода. 107.
5.1.1 .Экспериментальная установка
5.1.2.Методика проведения опытов и ошибки измерений. ..110.
5.1.3.Наблюдаемые сигналы в модельных опытах
5.1.4.Температурно-временные характеристики каталитического разложения растворов пероксида водорода разной концентрации
5.2.Фотографическое исследование фронта реакции разложения
5.3.Обсуждение экспериментальных данных
6. Заключение
Литература
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Основные обозначения:
а-коэффициент температуропроводности с-удельная теплоемкость с-концентрация в-число Гиббса
й-удельная частота зародышеобразования к-постоянная Больцмана Ь-удельная теплота испарения т-масса
N-чиcлo молекул в единице объема п-число молекул в пузырьке
па -коэффициент преломления вещества при 20 °С
р-давление г-радиус Б-площадь Б-энтропия Т-температура
Т*(т ,р)-температура предельного перегрева жидкости в зависимости от длительности греющего импульса и давления 1-время У,у-объем
¥-работа образования зародыша
ц -температурное возмущение, вызванное вскипанием жидкости ^.-коэффициент теплопроводности д-химический потенциал те—р/рк-приведеиное давление

10Цас)Щ
Рис.3.8. Поправки на неоднородность температуры в зонде: Эк.-экспериментально определенная поправка, /-поправка на холодящий эффект спаев, Л-поправка на радиальную неоднородность поля температуры в зонде, а-коэффициент температуропроводности.
Из графика видно, что радиальной поправкой можно пренебречь при т>10мкс, а экспериментально-определенная поправка больше теоретической. Для объяснения этого факта нами были сделаны оценки возможных дополнительных механизмов теплоотвода от проволочки. Численные оценки термоэлектрических эффектов Томсона и Пельтье [79^-81] для контакта олово-платина в условиях наших экспериментов показывают, что их величина составляет 2+3% от энергии на холодящий эффект спаев и не объясняют наблюдаемого расхождения эксперимента и теории.
Разумное объяснение удается получить, если видоизменить модель теплоотвода от проволочки в жидкость. Формулы (3.4) и (3.5) получены с использованием модели теплоотвода от неподвижного цилиндра в окружающую жидкость. При наших плотностях тока (~1010 А/м2) из-за разогрева происходит тепловое расширение и