Теоретико-экспериментальное исследование двухфазных сред типа "жидкость-газ"

• Автор: Лабинов, Марк Семенович
• Шифр специальности: 02.00.04, 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 215 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Теоретическая модель II

1.2. Экспериментальные методы исследования .

1.3. Методика решения систем уравнений теоретических моделей

1.4. Выводы

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ВЫВОД ОБОБЩЕННОЙ МОДЕЛИ ИХ0РИЧЕ

СКОГО ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ДВУХФАЗНОЙ СРЕДЫ

2.1. Термодинамическое описание процесса изохорного нагрева двухфазной среды

2.2. Вывод уравнения состояния конденсированной фазы бинарной смеси .

2.3. Проверка уравнения состояния и его модификаций на корректность при сравнении расчетных и экспериментальных данных
2.4. Обсуждение результатов проверки выведенного уравнения состояния на экспериментальных данных
для чистых веществ
2.5. Определение температурных зависимостей коэффициентов уравнения 2.0
2.6. Сравнительная проверка адэкватности описания РрТ данных обобщенным уравнением состояния 2.0 и его модификациями с учетом температурных функций 2.92.1 в сравнении с наиболее надежными эмпирическими уравнениями состояния РедлихаКвонга и СтарлингаХана
2.7. В ы в о д ы .
Глава 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Выбор объекта исследования .
3.2. Основные выводы из предварительного исследования бинарной системы этилен1цропанол
3.3. Устройство измерительной аппаратуры и методика проведения экспериментальных исследований
3.4. Последовательность цроведения эксперимента .
3.5. Результаты экспериментальных исследований .
3.6. В ы в о д ы .
Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ К ОБРАБОТКЕ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.1. Проверка адэкватности выражения для теплоемкости двухфазной системы на экспериментальных данных
по чистому этилену.
4.2. Решение обратной задачи при обработке литературных данных по метану, пропану и смеси метана с пропаном
4.3. Условия решения обратной задачи для смеси
этилена с 1пропанолом .
4.4. Связь теплоемкости бинарной смеси в двухфазной области с параметрами уравнений состояния
4.5. Выражение для теплоемкости двухфазной среды в случае бинарной смеси
4.6. Решение системы уравнений типа 4. для смеси этилена с Iпропанолом
4.7. Выводы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В последнее время это уравнение широко црименяется для расчета состава сосуществующих фаз, однако термические и калорические свойства рассчитываются по этому уравнению с ошибкой до и выше. При использовании двухконстантных уравнений для описания свойств смесей используют различные эмпирические правила комбинирования, позволяющие получить константы уравнения состояния для смеси из соответствующих констант для чистых веществ. Однако использование этих правил приводит к ошибкам по термическим и калорическим свойствам смесей до , а в тех случаях, когда один из компонентов полярное вещество до и выше 2. КТ,Х в. С , ВI Ь эмпирические коэффициенты. Р Ьо КТ0 и 1. Т о
где Во , Ь,а,ас,С0, с , эмпирические коэффициенты. А . А, . Ткр. Эти и другие подобные им уравнения, как цравило, хорошо описывают область газового состояния вещества и со значительными погрешностями область конденсированного состояния. Особенно плохо описываются этими уравнениями производные по температуре в области конденсированного состояния. Применение многоконстантных единых уравнений для смесей основывается на гипотезе псевдовещества, согласно которой смесь описывается уравнением того же вида, что и чистое вещество, но константы уравнения получают по формулам комбинирования из констант для компонентов и их мольных долей. Использование эмпирических цравил комбинирования существенно снижает точность расчетов для смесей. Значительно большую точность чем единые уравнения состояния обеспечивают специализированные уравнения состояния для газов и жидкостей. Для газов малой и средней плотности достаточно хорошее опи
1Л5
сание получают даже при использовании только второго вириального коэффициента. Еыгц V X , 1. Х, мольные доли 1го и 2го компонентов. Для описания свойств жидкостей наиболее широко применяется уравнение Тэйта У
где А , Ъ эмпирические параметры. Уравнение отличается очень высокой точностью при описании удельных объемов, но цри росте Р приводит к появлению отрицательных значений для этих величин. Кроме того, уравнение является изотермическим, то есть не дает возможности получить цроизводные по температуре, и, следовательно, не может быть непосредственно использовано для расчетов по уравнению 1. Таким образом, в результате анализа возможностей существующих полуэмпирических уравнений состояния можно сделать вывод, что единые уравнения состояния как малоконстантные, так и многоконстантные не обладают достаточной точностью описания свойств в конденсированной фазе. Специализированные уравнения состояния хорошо описывают газовую фазу, но для конденсированной фазы также не удовлетворяют всем условиям, необходимым для использования в математической модели гетерогенного состояния. Определенные успехи наметились в попытках создания физически обоснованных уравнений состояния на базе методов молекулярной физики и статистической механики 4, 5, 6 после того как развившееся в течение длительного времени направление, основан
ное на вычислении групповых интегралов Майера 4, натолкнулось на значительные вычислительные трудности при расчете высших вириалов, появился перспективный подход, основанный на понятиях о парных корреляционных функциях б, б. Если принять, что си , Ла, малые элементы объемов в точках I и 2 жидкости, то п1,с1 вероятность того, что центры какихлибо атомов находятся внутри этих элементов объема. Уп1, и1ДсЛс1а ггоа. Я р плотность числа частиц. Если 1г1,2. V расстояние между молекулами, то можно записать ,л1,2. РФР. Тогда кг1 С парная корреляционная функция. Сг К6Т т. Е МкБТАу1р1,1,1аг,,г , 1. Р рК6Т 1,,,1Лг,1г , 1. К6 постоянная Больцмана. Уравнение 1. Клаузиуса. Ит МсМХ 1. Если перейти к сферическим координатам, то уравнения 1. ЕТ,р мкБТ гдг,Т,рга с1г , 1. РТ,р р КБТМ5дагг,Т, гс1г, 1. ИК рггас1г 1. V объем всей системы. Таким образом, имея выражения для корреляционных функций , С или К мы можем получить уравнение состояния, минуя вычисления статистической суммы. Эти уравнения ценны также тем, что радиальную двухчастичную функцию можно получить экспериментально 4.