Экспериментальное исследование и составление таблиц вязкости аргона, неона и гелия при температурах 10-1300 К и давлении 0,1-100 МПа

• Автор: Скородумов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 243 c. : ил

Глава I. Анализ существующих опытных данных по вязкости аргона, неона и гелия.

Выбор экспериментальной методики

1.1. Анализ изученности вязкости аргона

1.2. Анализ изученности вязкости неона

1.3. Анализ изученности вязкости гелия

1.4. Выбор методики измерений

Глава II. Реализация новой вискозиметрической методики

2.1. Описание принципа стабилизации течения вещества в капилляре

2.2. Общая схема установки

2.3. Основные элементы установки

2.4. Схема измерения и регулирования температуры

2.5. Схема измерения перепада давления
на капилляре
2.6. Схема измерения расхода вещества
2.7. Порядок проведения опытов
Глава III. Оценка погрешности результатов измерений
3.1. Основное расчётное уравнение
3.2. Тарировка капилляров
3.3. Тарировка расходомера
3.4. Оценка погрешности экспериментальных данных

Глава IV. Результаты экспериментального исследования
4.1. Результаты измерения вязкости аргона
4.2. Результаты измерения вязкости неона
4.3. Результаты измерения вязкости гелия
Глава V. Табулирование вязкости аргона, неона и гелия
5.1. Составление таблиц вязкости аргона
5.2. Составление таблиц вязкости неона
5.3. Составление таблиц вязкости гелия
В ы в о д ы
Л и т е р а т у р а

Коэффициент динамической вязкости принадлежит к основным теплофизическим свойствам вещества. Его величина полностью определяет все гидродинамические процессы в веществе и существенно влияет на теплообмен. На кафедре Инженерной теплофизики до постановки нашего исследования была измерена вязкость криптона, ксенона и других технически важных веществ в широком диапазоне параметров состояния /126/. Данная работа является продолжением и развитием начатых исследований.
В настоящее время широкое применение в различных отраслях промышленности нашли аргон, неон и гелий. Причём их потребление нарастает очень динамично, достигая 10 - 1Ъ% в год. Интенсивное развитие криогенной техники, перспективных видов транспорта, энергетики и других отраслей народного хозяйства связано с разнообразным использованием перечисленных веществ. Поэтому возникает необходимость иметь достоверные справочные данные по их теплофизическим свойствам и в частности вязкости в широком интервале параметров состояния. Исследования в этой области объединены в рамках программы Международного союза по теоретической и прикладной химии (ЗУРАС) целью которой является создание единых международных таблиц теплофизических свойств технически важных веществ. В Советском Союзе новые надёжные опытные данные по вязкости аргона, неона и гелия при низких температурах могут быть включены в автоматизированную систему достоверных данных по теплофизическим свойствам веществ (АИСТ).
Для удовлетворения современных практических потребностей созданы несколько вариантов справочных таблиц вязкости аргона, неона и гелия. Наиболее полными и надёжными среди них являются

Рассмотрим работу установки при сверхкритическом перепаде давления на вентиле 3. При открытии вентиля 3 исследуемый газ из емкости I вытекает через измерительный капилляр 2. При постоянном проходном сечении вентиля 3 расход газа по всему тракту останется постоянным при условии стабилизации давления в ёмкости I. Следовательно, такая схема требует только применения регулятора давления в ёмкости I для получения стационарного потока газа.
Точность поддержания постоянного расхода газа возрастает по мере повышения давления Р1 в силу двух обстоятельств. Во-первых, потому что уменьшается относительная величина зоны нечувствительности регулятора давления, а во-вторых, потому что снижается значение производной 'дгПма^дРу так как критический расход пропорционален квадратному корню из давления газа в ёмкости I.
Как показано в главе I, наиболее интересные результаты исследования вязкости инертных газов будут получены именно при повышенных давлениях, где качество стабилизации потока таким устройством должно быть лучше. Поэтому требования, предъявляемые к работе регулятора давления могут быть не очень строги, что обеспечит простоту конструкции устройства и повысит его надёжность. В частности, в качестве регулятора постоянного давления может быть использован довольно простой автоматический регулятор, применяемый во ВНИИФТРИ при исследовании термодинамических свойств смесей гедия с водородом / 129 /.
Существенным достоинством рассматриваемого способа стабилизации потока является следующее обстоятельство - стационарный вдоль тракта установки поток исследуемого вещества даёт возможность монтировать расходомерное устройство не в зоне высокого давления, а позади сверхзвукового дроссельного вентиля. Это также даст возможность значительно повысить точность измерения расхода и упростит конструкцию расходомера.