Теплофизические свойства лиофобных капиллярно-пористых систем и разработка защитных устройств на их основе

• Автор: Сердунь, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 151 с. : ил

Содержание

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1 ПРОЦЕССЫ В ЛИОФОБНЫХ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ СИСТЕМАХ. ПАССИВНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА (СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА)

1.1 Закономерности смачивания лиофобной жидкостью твердого тела. Лиофобная система

1.2 Поверхностная энергия, давление Лапласа

1.3 Вопросы классификации и моделирования капиллярно-пористых структур

1.4 Особенности течения жидкости в пористых средах

1.5 Состояние разработки пассивных защитный устройств для РУ

Выводы к главе

2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОНЕНТ ЛИОФОБНОЙ СИСТЕМЫ
2.1 Модели поверхностного натяжения жидкости
2.2 Характеристики и модели капиллярно-пористых матриц
2.3 Модели и параметры контактного угла смачивания
2.4 Термодинамические модели ЛКПС
Выводы к главе
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В ЛИОФОБНЫХ СИСТЕМАХ
3.1 Критериальные модели и масштабы капиллярности
3.2 Закономерности течения лиофобной жидкости в пористых структурах
3.3 Модели теплообмена в ЛКПС
Выводы к главе
4 ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ НА СВОЙСТВА ЛКПС
4.1 Моделирование дилатометрии при плавлении рабочего тела ЛКПС.
4.2 Изучение теплового расширения лиофобных систем
4.3 Изучение эффективной изотермической сжимаемости ЛКПС
Выводы к главе
5 ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АККУМУЛИРУЮЩИХ И ПАССИВНЫХ ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ ЛКПС
5.1 Характеристики лиофобных теплогидравлических аккумуляторов.
5.2 Обоснование характеристик лиофобных компенсаторов давления жидкости
5.3 Разработка и изучение характеристик пассивных устройств останова
быстрых реакторов
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А КЛАССИФИКАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК И ОЦЕНКА СТЕПЕНИ СОВЕРШЕНСТВА ПАССИВНЫХ УСТРОЙСТВ ОСТАНОВА РЕАКТОРОВ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
а - ускорение, [м/с2];
С - теплоемкость, [Дж/(кг-К)]; б-диаметр, [м];
Б - свободная энергия системы, [Дж];
- фактор Салтыкова; р, - функция влияния пористости; в - энергия Гиббса, [Дж];
И-толщина, [м];
к - коэффициент сжимаемости, [1/Па];
I - характерный размер, [м];
1а - масштаб капиллярности, [м];
/и - масштаб скорости, [м]; ш - масса, [кг];
Р - давление, [Па];
Рл - давление Лапласа, [Па];
Ррь - парахор Сагдена, [Дж1/4-м5/2-моль''];
Б уд- удельная поверхность пор, [м2/м3]; q - количество тепла, [Дж]; г - радиус капилляра, [м];
Б - энтропия, [Дж/К]; и - внутренняя энергия, [Дж]; и - скорость, [м/с];
V-объем, [м3];
W - работа, [Дж];
П - пористость;
Р - температурный коэффициент объемного расширения, [1/К]; X - коэффициент скольжения, [м3/Н-с]; у - дилатометрия при плавлении;

г] - динамическая вязкость, [Н-с/м ];

2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОНЕНТ ЛИОФОБНОЙ СИСТЕМЫ
2.1 Модели поверхностного натяжения жидкости
Величины поверхностного натяжения жидкостей (о) часто привлекаются к анализу различных процессов. Но хотя разработано большое число экспериментальных методов изучения поверхностного натяжения металлов, экспериментальные значения, полученные различными авторами для одних и тех же металлов, имеют достаточно большое расхождение (20-40%). Это можно объяснить сильным влиянием различных примесей как в исследуемом металле, так и в среде, в которой проводятся исследования. Это обстоятельство побуждает искать эмпирические зависимости значений поверхностного натяжения от величин, доступных для более точного измерения.
Известно немало попыток выразить величину поверхностного натяжения через физические константы атомов и молекул (размеры частиц, потенциалы межчастичного взаимодействия) или через термодинамические свойства (теплоты испарения, свободную энергию и молярные поверхности) [12, 44], однако, не смотря на сложный характер зависимостей, чаще всего они не удовлетворяют требуемой степени точности. Поэтому, в настоящее время, для расчетов наиболее целесообразно использовать экспериментально полученные значения поверхностного натяжения.
Величины поверхностного натяжения вблизи точки плавления ряда жидких металлов по данным различных авторов приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.
Поверхностное натяжение ряда жидких металлов вблизи точки плавления по
данным различных авторов
Вещество о, мН/м <ст>, .иН/м
Вилсон [45] Мигг [46] Смитлз [47] Ниженко [48] Попель [12]
1 2 3 4 5 6
Алюминий 914 866 914 850 860