Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
* В [3.6] уравнение Ляме подвергнуто экспериментальной проверке и найдено, что действительное изменение объема больше вычисленного примерно в 2,6 раза, причем с ростом давления эта разница линейно возрастает. Однако выполненные в 1972 г. в лаборатории теоретических основ теплотехники МЭИ независимые исследования до 2000 бар показали, что в действительности требуется лишь небольшая корректировка формулы Ляме.
138
ф220
0120 , 7
Рис. 28. Термостат в сборе с пьезометром [3.12]:
/ — гнездо термометра сопротивления; 2 — тепловая изоляция; 3 — основной медный блок с нагревателями и изоляцией; 4 — пьезометр; 5 — дополнительный медный блок с охранным нагревателем; 6 — горячий вентиль постоянного объема; 7— холодный вентиль
Для измерения температуры термостата применяли два набора платиновых термометров сопротивления: один — при температурах ниже 600° С, второй — при температуре выше 650° С. В первом случае чувствительная часть термометров выполнена из платиновой проволоки диаметром 0,1 мм и имеет сопротивление /?о~Ю Ом, /?юо//?о= 1,392. Термометры тарировались по тройной точке воды и точкам кипения воды и серы. Чувствительная часть высокотемпературных термометров * выполнена из платины диаметром 0,5 мм и имеет сопротивление /?0«0,1 Ом, /?юо/#о= 1,3906. Термометры тарировались во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии (ВНИИМ) эталонным методом по тройной точке воды, по точкам кипения воды, плавления цинка, сурьмы и меди. При градуировке приняты следующие температуры плавления металлов: цинка — 419,5° С, сурьмы — 630,5° С, меди—1083° С.
Сопротивление термометров в опытах измеряли компенсационным методом с применением низкоомного потенциометра ПМС-48 класса А. Образцовые катушки сопротивления термо-статировались при 20° С. Для исключения влияния паразитных э. д. с. установлены переключатели направлений измеряемых напряжений и токов в батареях.
В первой серии опытов для измерения давления использовался грузопоршневой манометр системы Жоховского. В [3.12, 3.13] применяли поршневой манометр МП-600 класса точности 0,05 с пределами измерения 10—600 атм. Эффективные сечения поршней манометров, а также грузов к ним определены во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологической службы (ВНИИМС).
Поскольку в данной методике определенный объем исследуемого вещества отсекается горячим вентилем, то в принципе разделительное устройство между пьезометром и поршневым манометром не нужно. Однако практически этого сделать невозможно из-за значительной растворимости трансформаторного масла в двуокиси углерода **. Поэтому пришлось пойти на некоторое усложнение установки и применить дифференциальный манометр (ДМ). В [3.9] нами использован серийный мембранный дифманометр ДМ-6, рассчитанный на статическое давление 350 атм и измеряемый перепад ±320 мм вод. ст. При более высоких статических давлениях для разделения масляного и газового объемов экспериментальной установки применяли дифманометр ДМ-8 с измеряемым перепадом ±250 мм рт. ст.
* Конструкция и способ изготовления таких термометров подробно описаны Алиевой [3.1].
** Так, в жидкой СОг при комнатной температуре и давлении насыщения может быть растворено до 8% (по весу) трансформаторного масла. При высоких давлениях растворимость масла должна быть еще больше [3.34].
140
Суммарная погрешность в определении давления газа практически соответствует классу точности манометра, т. е. 0,05% измеряемого давления.
Масса газа определяется по разнице масс отделяющейся ампулы (стакана) до и после впуска газа при взвешивании на рычажных аналитических весах. В опытах [3.9, 3.12, 3.13] применялись легкие стаканы, изготовленные из алюминиевого сплава АМЦ-4 и рассчитанные на давление до 20 атм и длительное сохранение вакуума порядка 10~3 мм рт. ст. Общий вес стакана без адсорбента около 60 г, с адсорбентом — 150—190 г. Адсорбент — активированный уголь марки АГ-2*.
Изучению адсорбции СОг различными пористыми адсорбентами посвящено довольно много исследований, которые рассмотрены в [3.7, 3.26]. Сравнение различных адсорбентов показывает, что наилучшим для СОг является активированный уголь, некоторые сорта которого имеют эффективную поверхность до 800—1000 мУг.
Наиболее эффективным методом очистки адсорбента от загрязнений является обработка адсорбируемым веществом с последующей его эвакуацией даже при сравнительно низких температурах (до 200—400° С). В нашем случае режим десорбции, т. е. .подготовки стаканов к опыту, сводился к длительному прогреву при температуре около 200° С с последующей эвакуацией в течение часа при давлении 10"2 мм рт. ст.
Принятый способ определения веса СО2 требует учета количества газа, оставшегося в конце выпуска в пьезометре и в соединительной коммуникации пьезометр — стакан.
Сорбция С02 на угле резко увеличивается с уменьшением температуры и завершается в основном при очень малых давлениях. Поэтому охлаждение стакана при выпуске газа из пьезометра приводит не только к интенсификации сорбции, но и позволяет получить низкое давление рост- В опытах [3.9, 3.12, 3.13] конечное давление газа р0Ст после завершения адсорбции не превышало 0,1 мм рт. ст. и величина поправки т0Ст не превосходила 0,2 мг.
