Фазовые равновесия жидкость-твёрдое тело в многокомпонентных рабочих телах для ДРС на температурный уровень 70-120 К

• Автор: Хайбо, Жан
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с.

Содержание

Введение
Глава 1. Обзор литературных данных по применению смесей,
экспериментальным методам исследования и имеющимся данным по фазовому равновесию жидкоеть-твердое тело
1.1 Применение смесей в ДРС
1.2 Обзор экспериментальных методов исследования фазового равновесия жидкоеть-твердое тело
Глава 2. Расчет фазового равновесия жидкость - твердое тело в бинарных и
многокомпонентных смесях
2.1 Описание фазового равновесия жидкость - твердое тело
2.2 Теория регулярных растворов
Глава 3. Экспериментальные стенды
3.1 Универсальный экспериментальный стенд для исследования фазовых
равновесий
3 .2 Экспресс-метод исследования фазового равновесия жидкоеть-твердое тело
3 .3 Дроссельная регенеративная система для исследования фазового равновесия

жидкость - твердое тело
Глава 4. Экспериментальные исследования фазового равновесия жидкость-твердоетело
4.1 Бинарные смеси
4.2 Тройные смеси
Глава 5. Формирование твердой фазы при больших скоростях изменения температуры смеси и при работе ДРС
5.1 Формирование твердой фазы при больших скоростях изменения температуры смеси
5.2 Формирование твердой фазы в ДРС
Выводы
Использованные источники

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время криогенные системы находят широкое применение практически во всех отраслях народного хозяйства: энергетике, химии, металлургии, электронике, связи, медицине /1,5,6,36,37,67,68/.
В последние годы вырос интерес к дроссельным регенеративным системам (ДРС) в связи с применением многокомпонентных рабочих тел (МРТ). Это связано с тем, что эффективность таких систем может быть существенно повышаена при использовании многокомпонентных рабочих тел /1,2,4,57,58/.
Широкое применение ДРС обусловлено их простотой и надежностью. В этих системах получение холода основано на сочетании процессов регенеративного теплообмена и расширения рабочего тела в дроссельном устройстве. При использовании в ДРС холодильных компрессоров с жидкой смазкой (холодильные масла) достигается очень высокая надежность -в холодильных системах наработка на отказ достигает десятков тысяч часов работы.
Существенно, что системы на смесях могут иметь невысокую, по сравнению с другими криогенными системами, стоимость.
В зависимости от того, какие компоненты входят в состав смеси, МРТ можно разделить на две группы:
1) МРТ, содержащие углеводороды /63,53,71/;
2) МРТ, содержащие галогенопроизводные углеводородов - фреоны /2,4,59/.
В общем случае МРТ может содержать смесь углеводородов и фреонов
В данной работе будет рассмотрена только первая группа МРТ.
Одним из требований , которые предъявляются к дроссельным системам на смесях, является достижение и поддержание температур 70-120К при сохранении высокой эффективности
Такое требование может быть удовлетворено включением в состав МРТ компонентов с высокими нормальными температурами кипения. Однако, часто

(2.11)
где: х;1л и х,1'2 - концентрации компонента! в жидких растворах Ы иЬ2; у,1'1 и у,1'2 - коэффициенты активности компонента 1 в жидких растворах
- фугитивность чистого компонента ! в жидком состоянии при заданной температуре Т
Из приведенных выше уравнений следует, что при наличии методов расчета коэффициентов активности в жидких и твердых растворах, все типы фазовых диаграмм могут быть рассчитаны в полном объеме , при этом согласие между расчетными и фактическими данными определяется только точностью описания жидких и твердых растворов.
Для жидких растворов разработаны разнообразные подходы к построению моделей, которые обобщены в ряде работ
состояний МРТ задача состоит в выборе рационального метода расчета. Несмотря на множество предложенных моделей , описать состояние МРТ по свойствам чистых компонентов можно только в некоторых, относительно простых случаях. Требуемая точность расчетов чаще всего достигается с привлечением ограниченного объема экспериментальных данных по бинарным смесям
Для твердой фазы разработка модельных представлений и расчетных методик на их основе играет еще большую роль. Это связано с тем, что экспериментальных данных по равновесию твердых фаз криоагентов накоплено существенно меньше, чем для жидкости.
L1 и L2;
После сокращения f0iL , ур. 2.11 запишется в виде
(2.12)
/14,16,31,30,33,80,83,42,44,48,49,51,52,62/. Применительно к расчету фазовых