Теплоемкость и температуропроводность жидкостей и водных растворов солей щелочных металлов при температурах от 298 до 348 К и давлениях до 147 МПа

• Автор: Бурцев, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Основные обозначения

Глава I. Экспериментальные методы измерения теплофизических свойств жидкостей

1.1 Методы экспериментального определения теплоемкости и

температуропроводности

1.2 Выбор метода исследования

1.3 Описание экспериментальной установки

* 1.3.1 Микрокалориметр

1.3.2 Системы термостатирования и терморегулирования

1.3.3 Стенд электрических измерений

1.3.4 Система создания давления

1.4 Расчетная формула

1.4.1 Расчетная формула для определения теплоемкости
1.4.2 Расчетная формула для определения температуропроводности
1.4.3 Методика измерений
1.5 Оценка погрешности измерения
* 1.5.1 Расчет погрешности измерения теплоемкости
1.5.2 Расчет погрешности измерения температуропроводности
1.6 Контрольные измерения
1.7 Влияние радиационного переноса тепла на температуропроводность жидкостей
Выводы
Глава 11. Измерение теплоемкости и температуропроводности водных растворов солей и жидких органических соединений. Обсуждение результатов измерений
* 2.1 Краткая характеристика и основные физико-химические свойства
объектов исследования

2.2 Теплоемкость водных растворов солей щелочных металлов
2.3 Теплоемкость бромзамешенных углеводородов
2.4 Температуропроводность водных растворов солей щелочных металлов
2.5 Температуропроводность л-гексана и бромзамещенных углеводородов
Выводы
Глава III. Методы расчета удельной теплоемкости при постоянном давлении и температуропроводности водных растворов солей щелочных металлов и жидких органических соединений
3.1 Методы расчета теплоемкости и температуропроводности жидкостей и обобщение экспериментальных данных
3.1.1 Методы расчета теплоемкости и температуропроводности основанные на модельных представлениях и методах подобия
3.1.2 Зависимость теплоемкости и температуропроводности от молекулярной рефракции
3.1.3 Теплоемкость водных растворов солей щелочных металлов
3.2 Энтропийный метод
Выводы
Заключение
Литература
Приложение

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Ср - удельная изобарная теплоемкость, кДж/(кгК) а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
О- тепловой поток, Вт; т - масса, кг;
7’-температура, К;
Р - давление, МПа;
АГ- разность температур, К; г- время, с;
Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К);
К- объем, м3; р - плотность, кг/м3;
«п20 - показатель преломления;
М — молекулярная масса, г/моль;
С - концентрация, кг/литр;
//о - молекулярная рефракция, м3/кмоль;
Р - газовая постоянная, кД>к/(кг-К);
5 - энтропия, кДж/(кг-К);
V - удельный объем, м3/кг;
Д- площадь термограммы, мВ-с. сі - диаметр, мм;
/г - высота, м;
/ - длина, м; индекс нижний кр - критическое кип - кипения

2.2. Теплоемкость водных растворов солеи щелочных метагюв Имеющиеся в литературе данные [5-9,74-85], посвященные исследованию изобарной теплоемкости водных растворов солей щелочных металлов, как правило, ограничены атмосферным давлением. Исключение составляют следующие работы. Liphard K.G., Jost A., Schneider G.M. [74], используя метод температурного скачка, провели измерение удельной теплоемкости водного раствора хлористого натрия при 7=293К и давлениях 100 и 200МПа. Smith-Magowan D., Wood R.H. [7] методом дифференциального проточного калориметра определили теплоемкость этого раствора при давлениях до 17МПа. В работах [8,9], используя метод проточного калориметра, получены данные по С/> растворов NaCl-IhO и КС1-НгО соответственно при давлениях до 32МПа и 17,9МПа. Заслуживают внимания измерения [82] ортобарной теплоемкости растворов H20-NaCI с последующим пересчетом в изобарную теплоемкость с привлечением литературных p-V- 7-данных.
Результаты измерений теплоемкости Cr=J[P,'I) представлены в виде графиков на рис.2.1-2.7 и в таблице П1.
В табл.2.3, сопоставлены значения изобарной теплоемкости водных растворов солей при температуре 298К и давлении 0,098МПа по данным различных авторов.
Из сравнения следует, что результаты проведенных измерений наиболее близки к данным [75-85] для слабых растворов L1CI-H2O, NaCl-H20, KCI-H2O, КВг-Н20 (концентрации 1,5% и 6%). С увеличением концентрации соли в растворах (15%, 25%) имеющиеся в литературе данные по изобарной теплоемкости для отдельных растворов заметно отличаются между собой. Так, для 15% и 25% растворов хлористого калия отклонения между данными [75,76,80] и [78,79] достигает соответственно 3% и 9%. Полученные нами зависимости теплоемкости от температуры дали хорошее согласие с