Экспериментально-расчетное исследование термодинамических свойств октафторпропана и декафторбутана

• Автор: Кузнецов, Кирилл Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
1. Введение
2. Обзор литературных данных по теплофизическим свойствам октафторпропана и декафторбтана

3. Обзор методов измерения плотности

3.1 Метод гидростатического взвешивания

3.2 Метод пикнометра

3.3 Метод пьезометра постоянного объема

3.4 Метод последовательных расширений (Барнетта)

3.5 Методы косвенных измерений плотности

3.6 Обоснование выбранного метода измерений плотности

4. Конструкция экспериментальной установки

4.1 Устройство жидкостного термостата
4.2 Конструкция мембранного дифманометра
4.3 Узлы системы измерения и регулирования температуры
4.4 Схема измерения температуры
4.5 Конструкция заправочного узла экспериментальной установки
4.6 Пьезометр постоянного объема
5. Проведение экспериментальных исследований
5.1 Определение объема пьезометра
5.2 Проведение аттестационных опытов
5.3 Методика проведения опытов
5.4 Порядок проведения измерений
5.5 Обработка экспериментальных данных
5.6 Пример обработки измерений плотности
5.7 Погрешности измерений
5.8 Чистота исследуемых веществ
5.9 Результаты экспериментальных исследований
6. Расчет термодинамических свойств рабочих тел фторуглеродного состава
6.1 Построение полиномиальной зависимости
6.2 Построение уравнения состояния для расчета термодинамических свойств декафторбутана
6.3 Расчет термодинамических свойств октафторпропана и сравнение полученных результатов с данными литературных источников

7. Выводы о результатах экспериментальных и расчетнотеоретических иссдований термодинамических свойств рабочих тел фторуглеродного состава
8. Таблицы термодинамических свойств рабочих тел фторуглеродного состава
8.1 Таблица термодинамических свойств декафторбутана
8.2 Таблица термодинамических свойств октафторпропана
9. Литературные источники

1 ВВЕДЕНИЕ
Выбор в качестве объекта исследований веществ фторуглеродного класса обусловлен необходимостью решения ряда теплофизических проблем при внедрении рабочих тел в теплосиловых установках специального назначения. Использование фторуглеродов в таких установках дает возможность повышения уровня термодинамической эффективности, экологической и технологической безопасности.
В настоящей работе поиск заменителей водяных и газовых рабочих тел проводился в классе веществ, относящихся к фторуглеродам (СЕ4, СзБ«, С4Р8, С4Ею...). В ряде случаев использование фторуглеродов может быть более выгодно, чем водяной пар и газовые рабочие тела. Например, для покрытия пиковых нагрузок энерго и теплоснабжения в условиях сезонных и суточных колебаний энерго и теплопотребления весьма эффективными могут быть теплосиловые установки малой и средней мощности, работающие на неводном рабочем веществе. Специфической областью применения подобных энергоустановок может быть их внедрение в комплексы утилизации попутных газов в нефтяной и газовой отраслях с целью решения вопросов энергосбережения и обеспечения технологических процессов добычи собственными энергоресурсами. В условиях зимней эксплуатации, сезонного и периодического действия установки на фреоновом рабочем теле по выработке электроэнергии малой и средней мощности имеют по сравнению с пароводяными аналогами ряд преимуществ. Например, возможность останова без замерзания рабочего тела, быстрые пусковые характеристики, более компактное теплосиловое и тепломассобменное оборудование и др. Они могут быть использованы и в качестве аварийных автономных источников тепло и электроснабжения.
Возможным становится применение фторуглеродных соединений в качестве рабочих тел второго контура атомных энергоустановках на быстрых нейтронах при использовании в первом контуре жидкометаллического теплоносителя. В настоящее время в атомной энергетике США и Франции разрабатываются и строятся двухконтурные ядерные энергетические установки, в которых преобразование энергии во втором контуре основано на цикле Брайтона. В качестве рабочих тел используются гелий и диоксид углерода. В России разрабатывается реакторная установка (РУ) «БРЕСТ-ОД-ЗОО» на быстрых нейтронах, в которой в качестве рабочего вещества (РВ) второго контура рассматривается также газ.

где V - объем пьезометра при температуре опыта, К20 - объем пьезометра при 20°С, а — коэффициент линейного расширения при соответствующей температуре.
Учет деформации пьезометра [36] при давлении опыта производился, как:
3(1 -2ц) р г3 - р0 Я3
Я3-г3
(4.4)
где р - коэффициент Пуассона, Е - модуль упругости, г - внутренний радиус пьезометра, Я - наружный радиус пьезометра.
Для обеспечения воспроизводимости объема заполняемой полости внутренняя поверхность пьезометра отполирована до 8-го класса чистоты.
М12х1
-и—и-
Рисунок 4.13- Конструкция пьезометра постоянного объема