Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
о^ — в-'/з, (9.35)
в то время как по классической теории 6тч~в~1/2 . Но в [9.6] действительная физическая картина упрощена и не учитывается влияние гидростатического эффекта, примесей к исследуемому веществу и т. п. Аппроксимация исходных опытных данных совместно с результатами измерения [9.38, 9.48] уравнениями типа (9.25) показала, что для учета особенности в_2/3 достаточно изменить в формуле (9.33) числовые значения коэффициентов {ац}. Однако по причинам, указанным выше, для расчета таблиц ц(ру Т) использовано уравнение (9.33), не учитывающее этой особенности.
В экспериментально обследованной области состояний погрешность рекомендуемых таблиц т)(/?, Т) обычно не превышает погрешности наиболее достоверных опытных данных и равна 1—3%. В зоне экстраполяции уравнения, а также на кривой насыщения (рис. „99) возможные систематические ошибки увеличиваются, но, вероятно, не превышают 3—5%.
В заключение подчеркнем, что для уменьшения «коридора ошибок» необходимы дополнительные точные измерения как при низких (ниже 100—150 бар), так и при высоких (выше 500—800 бар) давлениях. В околокритической области повторные измерения важны также и с принципиальной точки зрения.
460
Глава 10
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ СЖАТОЙ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
10.1. Обзор опубликованных данных
Экспериментальные исследования теплопроводности сжатой С02 начаты еще в 1934 г., но подавляющая часть опытных данных опубликована в 1968—1971 гг. За последние годы не только получена весьма обширная экспериментальная информация, но и существенно расширена изученная область состояний. Как видно из табл. 88, к настоящему времени измерения коэффициента теплопроводности СОг выполнены в интервале температур 225—960 К при давлениях до 2100 атм.
Для измерения X двуокиси углерода применялись три основных стационарных метода исследования теплопроводности (коаксиальных цилиндров, нагретой нити и плоского горизонтального слоя), а также метод регулярного режима 1-го рода с цилиндрическим бика-
\*10?ш/(см с-Ю 35т
лориметром. Общее количество опытных значений Х(р, Т) двуокиси углерода превышает 1900, причем из них около 40% точек получено методом коаксиальных цилиндров.
За прошедшие годы выполнены тщательно поставленные эксперименты по определению теплопроводности (10.13, 10.42, 10.48, 10.49] и температуропроводности [10.2, 10.3, 10.46, 10.58] двуокиси углерода в критической области, из которых следует, что по мере приближения к критической точке X сильно возрастает и молекулярный перенос тепла здесь имеет ярко выраженную особенность
30
20
10
о
\ \к
• -25,1°С { + -30,0 1 о - 31,2 1 - * - 32,1 % о - Щ1 Ш /і \і /і \1 і / ! ЛК чи
\ \ \ 1 1 1
Рис. 100. Зависимость теплопроводности СОг от плотности при различных температурах по данным Амстердамской лаборатории
461
Таблица
Перечень экспериментальных работ по исследованию коэффициента теплопроводности двуокиси углерода при повышенных
давлениях
Интервал Интервал
Год Авторы температур, давлений, Метод Источник
К атм
1934 Зелыиопп
1948 Осколкова
1950 Столяров, Ипатьев, Тео-
дорович
1951 Л єну ар, Комингс
1952 Шингарев 1952 Кейс 1962 Гуильднер
1962 Михельс А, Сенджерс,
Ван дер Гулик
1963 Амирханов, Адамов
1968 Голубев, Кияшова
1967 Френд, Роттберг
1969 Розенбаум, Тодос
1969 Ленайндр
1970 Мюрчей, Симон
1970 Тарзиманов
1971 Голубев, Васильковская 1971 Арсланов, Тарзиманов
285—314 1—90
292—473 20—300
300—467 20—200
314—340 2—205
227—364 . 1-200
274—323 14—63
277—348 2,2—300
298—348 1-2140
293—304 57—74
225—570 1—505
298 до 1400
335—434 35—680
293—960 1—1280
305—310 74-82
298—675 1-1000
273—574 500—1000
303 -677 1—2000
Коаксиальных цилиндров Нагретой нити
Коаксиальных цилиндров Нагретой нити Коаксиальных цилиндров
Плоского слоя
Регулярного режима
1-го рода Коаксиальных цилиндров Коаксиальных цилиндров »
Плоского слоя Нагретой нити Нагретой нити Коаксиальных цилиндров
[10.52] [10.17] [10.21]
10.45 10.26 10.40 10.36 10.48
[10.4, 10.5] |10.13]
10.32] 10.51] 10.42] 10.49, 10.22Г 10.14] 10.6,
10.50]
10.23]
(р^с. 100—102). Экстремальный характер изменения X в критической области СОг обнаруживали и раньше при измерениях методом нагретой нити [10.16, 10.24], коаксиальных цилиндров Ц0.4, 10.52] и плоского слоя [10.4, 10.5]. Но сильную зависимость X от близости к критической точке считали аномалией и ее появление объясняли влиянием конвективного переноса тепла [10.4, 10.7, 10.25, 10.57].
Рис. 101. Зависимость теплопроводности Рис. 102. Зависимость тепло-
СОд от плотности в критической обла- проводности С02 от температу-
сти по данным Сенджерс (сплошные ли- ры на критической изохоре по нии) и Гуильднера (пунктирные линии) данным:
/ — Гуильднера; 2 — Сенджерс; 3 — Мэрфи и Симона
Действительно, конвективный перенос тепла может при оп-" ределенных условиях существенно исказить зависимость Х(ру Г). Условия возникновения конвективного теплообмена в газе и жидкости, помещенных между двумя коаксиальными цилиндрами, впервые детально изучали Бекман и Крауссольд (1934 г.). Было установлено, что отношение «кажущегося» коэффициента теплопроводности Якаж, измеренного при наличии конвекции, к истинной величине теплопроводности X является однозначной функцией произведения чисел Грасгофа и Прандтля, если в качестве определяющего размера взять величину зазора / между цилиндрами, а в качестве определяющей температуры — среднюю температуру жидкости, т. е.
