Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
іІ'ЮІг/Ісм-с)
4250
3750
3250
• Д13
(> —*~/ад 1-*-ТГЛ,22 У Д 76 /з)М
• - 7 о-2
0м0 0,45 0,50 0,55р,г1см*
Рис. 90. Влияние гравитации на измерения коэффициента динамической вязкости СОг в околокритической области по данным Кестина с соавторами:
/ — экспериментальные данные; 2 — скорректированная изотерма
Кестин с соавторами [9.38] попытались оценить влияние гравитации на измерения в критической области. На рис. 90 приведены результаты коррекции для опытных точек, расположенных близко к изотерме 31,2° С. Как видно, учет влияния гравитации не сглаживает выпуклость изотермы вблизи критической точки, а даже несколько увеличивает ее. Этот результат исключительно интересен, хотя сделанная здесь оценка несколько преувеличена (см. [9.5]).
Проблема точных измерений в критической области необычайно сложна и поэтому отыскание истинной зависимости вязкости от параметров состояния потребует дополнительных усилий. Тем не менее можно утверждать, что значения т|, полученные в этой области методом колеблющегося диска (см. табл. 84), являются в настоящее время наиболее достоверными.
436
Кг
м г^ 4 Таблица 84
Вязкость двуокиси углерода по данным Кестина, Уайтлоу и Цинь [9.38]
р, атм Т, К Г) • Ю7, г/смЗ р, атм т, к
г/(см • с)
@, г/смЗ
Г} • 107,
г/(см • с)
0,09146
0,24610
0,29500
0,36219
0,40384
0,45105
0,4697
0,47008
44,28 42,2 41,0 40,4 38,9 44,25 83,09 75,5 70,9 67,3 66,3 83,0 89,66 80,3 74,4 71,2 70,3 89,6 96,26 84,4 76,4 73,7 72,6 96,2 99,53 85,9 77,3 74,3 73,5 99,6 103,10 87,6 78,1 74,5 73,4 103,1 105,58 78,8 74,5 72,9 105,7 104,67 88,2 78,1 74,8
322,62 313,17 307,67 304,89 298,36 322,74 322,71 313,29 307,37 305,07 304,39 322,78 322,79 313,29 307,26 305,03 304,60 322,73 322,75 313,26 307,22 305,14 304,36 322,66 322,68 313,22 307,19 305,14 304,60 322,66 322,67 313,25 307,25 305,25 304,55 322,69 323,18 307,66 305,12 304,31 323,19 322,72 313,32 307,23 305,35
1708,5 1656,4 1625,3 1612,1 1572,9 1711,5 2155,5 2096,7 2057,8 2043,3 2035,9 2150,3 2360,5 2307,1 2261,3 2250,8 2253,3 2359,8 2699,5 2647,5 2618,3 2626,2 2622,8 2697,7 2943,4 2899,5 2881,7 2908,0 2924,0 2946,1 3248,6 3207,5 3206,0 3241,1 3291,8 3250,7 3325,4 3283,8 3329,7 3412,1 3294,4 3373,9 3332,6 3338,4 3394,2
0,47008 0,47926
0,4828
0,5027
0,50840 0,50840
0,5329
0,55396
0,5755
73,6 73,5 105,0 105,45 88,6 78,2 75,0 73,7 73,1 105,8 106,77 72,8 72,7 78,6 88,2 106,7 108,67 89,2 78,7 74,4 72,9 72,9 108,34 90,0 78,5 75,0 73,6 73,1 108,6 112,08 79.5 72,7 72,8 73,4 112,26 92,0 78,9 73,9 73,1 112,3 117,32 80,6 75,0 73,4 117,2
304,59 304,54 322,72 322,73 313,33 307,34 305,45 304,69 304,37 322,86 323,21 304,25 304,23 307,57 313,07 323,19 323,25 313,06 307,53 305,04 304,27 304,26 322,91 313,41 307,41 305,44 304,62 304,33 322,91 323,36 307,64 304,20 304,24 304,23 322,44 313.15 307,18 304,68 304,28 322,35 323,27 307,68 305,08 304,23 323,36
3455,6 3459,0 3375,4 3414,5 3376,1 3378,1 3436,3 3588,0 3603,9 3422,6 3434,4 3714,7 3673,6 3385,7 3380,2 3415,3 3596,8 3544,9 3547,9 3600,4 3809,8 3791,5 3624,7 3585,3 3583,8 3627,1 3719,5 3770,6 3623,8 3856,6 3804,4 4003,2 3976,3 3870,3 4041,3 3999,8 3998,3 4031,7 4060,3 4045,6 4241,2 4185,5 4189,9 4206,5 4221,5
Работы Лювенской лаборатории. В [9.31, 9.32] для определения вязкости СОг применен метод пьезоэлектрического вискозиметра [9.45], получивший распространение в последние годы. Основным элементом вискозиметра является полирован-
437
ный цилиндр, вырезанный из монокристалла кварца таким образом, чтобы геометрическая ось цилиндра совпадала с электрической осью кристалла. С помощью высокочастотного поля в цилиндре возбуждаются упругие крутильные колебания, вследствие чего в вязкой среде, окружающей цилиндр, возникают сдвиговые деформации. По степени затухания колебаний цилиндра судят о вязкости среды. Расчетное уравнение имеет вид
где q — плотность исследуемой среды; m и F — масса и полная поверхность цилиндра; f — резонансная частота; А и До — декремент резонансного контура (электрической цепи с пьезо-кристаллом) с исследуемым газом и в вакууме соответственно. Эксперимент внешне очень прост, а точность измерения исходных электрических величин может быть высокой.
К трудностям метода следует отнести, в первую очередь, так называемый паразитный акустический эффект. Уравнение (9.2) выведено в предположении, что цилиндр совершает только крутильные колебания. Однако в действительности трудно избежать появления продольных колебаний *. Но тогда кристалл начинает генерировать, звуковые волны и декремент контура Д возрастает. Следовательно, полученные методом пьезоэлектрического вискозиметра значения г\ могут быть завышенными.
Из рис. 88 и 89 видно, что опытные данные Херремана с соавторами [9.31] для жидкой СОг действительно завышены по сравнению с даньыми ГИАП и Амстердамской лаборатории, причем расхождение систематическое и составляет 5—7%. Аналогичны по величине и знаку отклонения т|, измеренных с помощью пьезоэлектрических вискозиметров, от найденных другими методами для жидкого я-Н2 [9.16] и N2 [9.26]. Авторы [9.31] считают, что погрешность опытных значений вязкости т] не превышает ±3%. Эти оценки относятся к данным для С02 [9.31] и результатам измерения вязкости Аг, 02 и N2 [9.26]. Если единственной причиной расхождения является паразитный акустический эффект, то корректировку г]0п можно произвести по соотношению [9.16]:
