Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.
Скачать (прямая ссылка):
145 0,7620 1,3123 21,1 3,812 1,669 —
150 0,7478 1,3373 29,4 3,869 1,662 —
160 0,7194 1,3900 46,0 3,976 1,646
Продолжение табл. XIl
При р - = 500 бар
T1 0K
P V і S 0P ?
90 0,9209 1,0859 —69,0 3,005 1,655 1,534
95 0,9062 1,1035 —60,7 3,094 1,663 1,673
100 0,8916 1,1215 —52,3 3,177 1,670 1,822
105 0,8773 1,1399 —48,9 3,257 1,678 1,980
ПО 0,8632 1,1584 —35,5 3,334 1,683 2,146
115 0,8494 1,1772 —27,1 3,409 1,686 2,319
120 0,8359 1,1963 —18,7 3,482 1,686 2,498
125 0,8227 1,2157 —10,3 3,551 1,683 2,683
130 0,8093 1,2356 —2,0 3,617 1,679 2,876
135 0,7960 1,2563 6,2 3,681 1,673 3,079
140 0,7824 1,2781 14,4 3,743 1,667 3,297
145 0,7685 1,3012 22,7 3,802 1,660 —
150 0,7547 1,3250 30,9 3,860 1,651 —
160 0,7273 1,3750 47,4 3,966 1,684
Глава VI
вязкость жидкого ВОЗДУХА
И ЕГО КОМПОНЕНТОВ
Динамическая вязкость криогенных жидкостей является одной из основных характеристик, необходимых для расчетов установок глубокого охлаждения. Тем не менее до сих пор не были составлены подробные таблицы значений вязкости жидкого воздуха и его компонентов в интервале температур от тройной точки до критической при достаточно высоких давлениях. Полученные разными авторами немногочисленные экспериментальные данные часто существенно расходятся между собой, и поэтому не все опытные величины могут быть положены в основу таблиц. В настоящей работе на основании ограниченного числа наиболее надежных опытных данных установлены некоторые закономерности поведения коэффициента динамической вязкости и составлены та<"гишы значений вязкости жидких азота, кислорода, ягкп"- - ло^духа, которые могут быть использованы при инженерных расчетах.
VI. 1. Экспериментальные данные о яя? жти
жидких азота, кислорода, аргона и воздуха
Количество работ, в которых приведены опытные данные о вязкости жидкого воздуха и его компонентов, весьма ограничено. К тому же большинство экспериментаторов исследовали вязкость рассматриваемых жидкостей лишь в сс^янии насыщения.
Первую попытку измерить вязкость жидкого воздуха предпринял Форш [152], который методом Пуазейля получил значение т] = 33 X X 10~4 г/(см -сек) при нормальной температуре кипения. Позднее Фершаф-фельт и Никез [153] методом колеблющегося шара получили существенно отличающийся результат — ц = 16,78 •1O-4 г/(см-сек) при температуре 79,57° К для состава: 63% N2, 35% O2 и 2% Ar. В работе [153] приведены также значения вязкости технических азота и кислорода, но только при одной температуре для каждого вещества.
Более обширные исследования вязкости компонентов воздуха в жидком состоянии выполнили Н. С. Руденко и Л. В. Шубников [154]. Ими получены значения коэффициентов вязкости жидких азота, кислорода и аргона, а также окиси углерода в интервале температур от нормальной точки кипения до тройной точки. Был применен метод Пуазейля, позволяющий получить абсолютные значения вязкости и не требующий знания других свойств вещества (за исключением плотности). Вискозиметр системы Убеллоде находился в цилиндрическом сосуде Дьюара, закрытом герметичной крышкой; необходимая температура достигалась откачкой паров охлаждающих жидкостей (технических азота и кислорода). Для облегчения регулирования температуры сосуд с вискозиметром был погружен во второй сосуд Дьюара, заполненный жидким воздухом. Для измерения температуры использован кислородный конденсационный термометр, помещенный вблизи вискозиметра.
172
Жидкость в вискозиметре находилась под давлением, превышающим давление насыщения примерно на 150 мм рт. ст., что предотвращало ее кипение. Давление создавалось с помощью газообразного водорода, содержащегося в двух баллонах. Авторы 1154] указывают, что растворимость водорода в исследуемых жидкостях незначительна и его присутствие не влияет на точность измерений.
В опытах были использованы три вискозиметра с капиллярами диаметром 0,0786; 0,0774 и 0,0718 мм и длиной 30,7; 32,4 и 34,2 мм соответственно. Вязкость определялась при различных перепадах давления, при этом длительность перетекания жидкости изменялась от 6 до 30 мин, а погрешность измерения составила 0,2 сек. Каждое значение вязкости, приведенное в работе [154], представляет собой осредненный результат трех — пяти измерений.
При использовании метода Пуазейля надежность опытных данных существенно зависит от точности измерения диаметра капилляра. Эта величина входит в формулу для расчета вязкости в четвертой степени. Поэтому Н. С. Руденко и Л. В. Шубников с целью контроля точности определения геометрических размеров вискозиметров дополнительно измеряли вязкость жидкости, хорошо исследованной экспериментально. Один из вискозиметров был прокалиброван с помощью этилового эфира при температуре 20° С, причем опытное значение его постоянной, принятое авторами [154] в качестве истинного, отличалось от рассчитанного на основании геометрических размеров всего на 0,25%. С помощью этого вискозиметра была тщательно определена вязкость жидкого кислорода при нормальной температуре кипения (с учетом термического расширения прибора); остальные вискозиметры калибровались с помощью жидкого кислорода.
