Теплопроводность, температуропроводность и теплоемкость при постоянном давлении расплавленных фторидов щелочных металлов и их смесей

• Автор: Филатов, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 109 c. : ил

Для разработки технологий и конструирования установок с фторидными расплавами необходимо точно знать их физикохимические свойства, в том числе, теплопроводность, температуропроводность и теплоемкость при постоянном давлении. Изучение теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости расплавленных фторидов щелочных металлов и их смесей представляет не только практический, но и большой теоретический интерес. Оно дает весьма ценную информацию для решения важнейшей проблемы физической химии зависимость физикохимических свойств расплавов от их состава и структуры. В этом отношении весьма интересным представляется изучение теплопроводности, которое должно вскрыть характер передачи энергии теплового движения частиц в реальных ионных расплавах, типичными представителями которых являются расплавленные фториды щелочных металлов. К сожалению, эти свойства к настоящему времени исследованы
еще далеко недостаточно. Причиной тому, не в малой мере, являются сложности экспериментов с фторидными расплавами при высоких температурах. Так, в литературе совершенно отсутствуют сведения об их температуропроводности. Теплопроводность была измерена относительно надежно лишь для расплавленных фторидов лития и натрия. Теплоемкость расплавленных фторидов щелочных металлов, хотя и определена экспериментально, но по настоящее время неясна е температурная зависимость . Для теплоемкости же смесей фторидных расплавов в литературе нет сведений, за исключением тройной эвтектической смеси фторидов лития, натрия и калия и. В данной диссертации обобщены результаты измерений в зависимости от температуры и состава теплопроводности, температуропроводности и расчетов молярной теплоемкости при постоянном давлении расплавленных фторидов лития, натрия, калия, рубидия, цезия, расплавленных бинарных смесей фторидов лития и натрия, натрия и калия, лития и калия, а также тройной эвтектической смеси фторидов лития, натрия и калия РИпак, которая используется исследователями в качестве модельного расплавленного солевого теплоносителя. Обсуждаются закономерности изменения этих свойств и сопоставляются с данными других исследователей. Диссертационная работа состоит из четырех разделов. В первом из них критически рассматриваются известные экспериментальные методы определения теплопроводности и температуропроводности солевых расплавов и обосновывается выбор тех из них, которые наиболее подходят для работы с фторидными расплавами при высоких температурах. Они детально описываются. Оценивается достоверность результатов измерений на основании действующих стандартов. Во второй и третьей частях приводятся и обсуждаются результаты измерения теплопроводности и температуропроводности фтори
дов щелочных металлов и их смесей. Они сравниваются с имеющимися в литературе данными. Рассматривается перенос тепла в ионных расплавах. Заключительный раздел диссертации посвящен молярной теплоемкости при постоянном давлений исследуемых фторидных расплавов, рассчитанной из экспериментальных данных по их теплопроводности и температуропроводности. Вся экспериментальная работа выполнена мною под руководством доктора химических наук, профессора М. В.Смирнова. В обсуждении результатов измерений принимал участие кандидат химических наук В. А.Хохлов. X коэффициент теплопроводности среды, которая предполагается однородной и изотропной, т градиент температуры в направлении теплового потока. УТйУгТ . V оператор Лапласа. Величина р а является константой, характеризующей скорость выравнивания температур в различных точках температурного поля в данном веществе. Так же как теплопроводность, плотность и теплоемкость эта величина, называемая температуропроводностью, зависит от природы вещества. Для того, чтобы определить экспериментально теплопроводность и температуропроводность, необходимо знать тепловой поток и изменение температуры в пространстве и во времени. Решить уравнение теплопроводности в общем случае довольно сложно, поэтому ограничиваются частными решениями его для какихто конкретных условий для тел простых геометрических форм i.