Коэффициенты диффузии и гравитационный эффект вблизи критического состояния смешения

• Автор: Грекова, Ирина Григорьевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 168 c. : ил

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕНИЯ КРИТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

В ДВОЙНЫХ РАСТВОРАХ

1.1. Критические явления парообразования и критические явления смешения

1.2. Теоретический подход к исследованию равновесных свойств веществ вблизи критического состояния

1.3. Процессы диффузии вблизи критического состояния двойных жидких смесей

1.4. Выгоды

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДВОЙНЫХ

ШЩШХ СИСТЕМ В ОКРЕСТНОСТИ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ

СМЕШЕНИЯ

2.1. Экспериментальная установка для исследования двойных жидких систем

2.2. Характеристика объекта исследования. Изучение

кривой растворимости
2.3. Процедура проведения измерений. Обработка экспериментальных данных и оценка точности измерений
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ЭФФЕКТА ВБЛИЗИ
КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ БИНАРНОГО РАСТВОРА
3.1. Теоретическое обоснование наличия гравитационного эффекта вблизи критической точки смешения
3.2. Экспериментальное исследование гравитационного распределения свойств в смеси метиловый спирт -гексан вблизи критической точки смешения

3.8. В ы в о д ы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИИ ВБЛИЗИ КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКИ СМЕШЕНИЯ ДВОЙНОГО РАСТВОРА МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ-ГЕКСАН
4.1. Изучение времени релаксации в бинарной системе метиловый спирт-гексан вблизи критической
точки смешения
4.2. Коэффициенты взаимной диффузии вблизи критической точки смешения системы метиловый спирт-гексан
4.3. Выв оды
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Исследование особенностей поведения веществ в окрестности критической области параметров состояния является одним из важнейших аспектов физики фазовых переходов П-го рода, к которым относятся фазовые переходы в твердых телах порядок-беспорядок, фазовые переходы в магнетиках, |фитическая точка парообразования, критическая точка смешения /расслоения/. Особенности равновесного поведения жидкостей вблизи критической точки парообразования исследованы достаточно подробно. Вместе с тем, кинетические свойства веществ, особенно цроцессы диффузии в окрестности критических точек смешения изучены недостаточно, что затрудняет развитие динамической теории критических явлений. Анализ работ, посвященных исследованию свойств жидких смесей в окрестности критических точек показал, что экспериментальные данные по коэффициентам взаимной диффузии вблизи критических точек смешения, практически отсутствуют. Следовательно, проведение исследований цроцессов диффузии является актуальным с научной точки зрения.
Данные по транспортным свойствам жидких систем являются исходной информацией при цроектировании технологических процессов /ректификации, экстракции, разделения веществ, очистки от примесей/ химических производств. В связи с .этим цроблема обеспечения достоверными данными по коэффициентам взаимной диффузии связана с созданием автоматизированной системы цроектирования, моделирования и контроля крупнотоннажных цроцессов ректификации и, следовательно, является актуальной и с точки зрения технических цри-ложений.
Целью настоящей работы является:
- экспериментальное исследование поведения коэффициентов взаимной диффузии системы метиловый спирт - гексан;

диффузии на основе изучения гравитационного эффекта, т.е. в области температур, где имеет место гравитационный эффект.
На первом этапе зависимости градиента показателя преломления смеси от высоты /с/£ и абсолютные значения показателя преломления Я/ и /2^ измерялись в широком интервале температур от комнатной до температур, превышающих критическую температуру смешения. Измерения цроводились с шагом по температуре = 1°С вдали от критической температуры смешения и А ■£ = 0,5°С вблизи Градиентные кривые г/измерялись после установления постоянной температуры в рабочем объеме. Опытным путем установлено, что заданная температура в исследуемой смеси устанавливается через 2 часа после выведения системы на температурный режим. Измеренные таким образом зависимости градиента показателя преломления от высоты не являются равновесными. Однако такой подход позволил уточнить критическую температуру смешения и выяснить примерные границы температурной области проявления гравитационного эффекта. Определенная в этих измерениях критическая температура смешения составляет 35,1°С.
Второй этап эксперимента предполагал подробное исследование динамики развития градиентов свойств в критической области, изучение на этой основе поведения коэффициентов диффузии; определение времени установления равновесия в системе, выявление особенностей поведения двойной жидкой системы в равновесном состоянии, близком к критическому. На этом этапе, как для 1-го так и для П-го эксперимента после измерения исходных параметров /£,,
^ при комнатной температуре, система медленно нагревалась /скорость нагрева I град/час/. После выведения системы на заданный температурный режим, включалась система термостатирования. Затем, через 2 часа, когда в рабочем объеме устанавливалась постоянная температура, начиналось измерение зависимостей градиен-