Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА ПЕРВАЯ. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ВЯЗКОСТИ ФТОРБЕНЗО-ЛА, ХЛОРБЕНЗОЛА, ИХ РАСТВОРОВ С БЕНЗОЛОМ
Анализ литературы по вязкости фторбензола и хлорбензола (I
Анализ литературы по вязкости бинарных растворов бензола с фторбензолом и хлорбензолом И
ГЛАВА ВТОРАЯ. ВЫБОР МЕТОДА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕ-- -НИЯ ВЯЗКОСТИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Выбор метода экспериментального исследования вязкости , IS
Экспериментальная установка 21
Измерение основных величин 2в
Измерение температуры 2&
Измерение давления ЪО
Измерение времени истечения Ъ\
Определение геометрических размеров вискозиметра 2>2
Определение геометрических размеров капилляра... 2>>
Расчётное уравнение 57
Тарировка экспериментальной установки и оценка пог- 42
решностей измерений
2.5.1. Погрешность определения радиуса капилляра по мае- 42
се ртути
2.5.2. Погрешность определения радиуса капилляра относи- 47
тельным методом
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ФТСРБЕНЗОЛА, ХЛОРБЕНЗОЛА И
стр.
ИХ РАСТВОРОВ С ШН30Л0М 57
Экспериментальное исследование динамической вязкости фторбензола и хлорбензола 5д>
Экспериментальное исследование динамической вязкости бинарных растворов бензол-фторбензол и бензол-хлорбензол 34
ГЛАВА ЧЕТВЁРТАЯ. ОБРАБОТКА И ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВЯЗКОСТИ.. 126
Расчёт параметров модельного потенциала Леннарда-Джонса (6:12) межмолекулярного взаимодействия фторбензола и хлорбензола на основе данных вязкости.... 127
Уравнение для расчёта вязкости фторбензола и хлорбензола в широком интервале параметров состояния, включая критическую область \ЪО
Обобщение экспериментальных данных динамической вязкости в паровой области /42,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ НЬ
ЛИТЕРАТУРА 148
ПРШЮШШЕ 15д
Введение к работе
Одной из основных задач экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года является обеспечение дальнейшего ускорения научно - технического прогресса для чего, в частности, необходимо /і/:
во всех отраслях народного хозяйства последовательно проводить линию на более быстрое техническое перевооружение производства, создание машин и оборудования, позволяющих улучшать условия труда и повышать его производительность, экономить материальные ресурсы;
создавать и внедрять в производство принципиально новые технику и материалы, прогрессивную технологию;
повысить эффективность использования нефти, обеспечить дальнейшее углубление её переработки, сокращение потерь нефти и нефтепродуктов;
освоить крупнотоннажное производство ароматических углеводородов, жидких парафинов, этилена, нефтяного электродного кокса; увеличить производство высокоэффективных присадок к топливам и смазочным маслам;
увеличить производство синтетических каучуков, заменяющих натуральный каучук; производство высококачественных полимеров с заданными техническими характеристиками; удовлетворить потребности народного хозяйства в синтетических волокнах, нитях и красителях, лакокрасочных и упаковочных материалах, моющих средствах, особо чистых химических материалах и реактивах.
"Главный путь к качественному сдвигу в производительных силах - это, конечно, переход к интенсивному развитию, соединение на деле преимуществ нашего социалистического строя с достижениями научно-технической революции... Решающее значение приобретает ны-
5 не единая научно-техническая политика... Предстоит осуществить
внедрение гибкой технологии, позволяющей быстро и эффективно перестраивать производство на изготовление новой продукции. На повестке дня и такие задачи, как получение материалов с заранее заданными свойствами, широкое применение в промышленности безотходных и энергосберегающих технологий /2/.
В Постановлении декабрьского (1983г.) Пленума ЦК КПСС /3/ говорится о необходимости, в частности, обеспечения дальнейшего роста эффективности экономики, ускорения научно-технического прогресса, более полного использования производственного потенциала, осуществления конкретных мер по снижению труда, расхода сырья, материалов, топливноэнергетических ресурсов.
В Постановлении ЦК КПСС "О мерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве" А/ подчёркивается необходимость "коренного улучшения всей работы по ускорению научно-технического прогресса".
Технический прогресс невозможен без достижений в науке, без умения быстрого и своевременного использования достижений науки на практике.
Решение задач по разработке, исследованию и оптимизации технологических процессов и аппаратов зависит от наличия соответствующей информации о свойствах рабочих тел /5/, в том числе и об их вязкости.
В нашей стране для удовлетворения потребности в данных по теплофизическим свойствам различных веществ создана единая система те плофизическ ого абонирования АВЕСТА и АИСТ. Для дальнейшего развития систем АВЕСТА и АИСТ необходимы как теоретические, так и экспериментальные теплофизические исследования технически важных веществ, в число которых входят углеводороды ароматического ряда и их галогенпроизводные.
Бензол, галогенпроизводные бензола играют важную роль в производстве синтетических волокон, ядохимикатов, моющих средств, каучуков, пластмасс, красителей, парфюмерии, высших сортов автомобильного и реактивного топлив. Хлорбензол используют в производстве фенола, ДДТ, полупродуктов в синтезе красителей. Из хлорбензола и магния получают фенильмагний хлорид d6\-I^MqLU при реакции которого с окисью этилена образуется в - фенилэтиловый спирт Сб^бШ^СИгО)^ * используемый в парфюмерии в качестве искусственного розового масла /б/. Галогенпроизводные бензола используют таке и в качестве растворителя в лабораторной практике.
Широкое применение ароматических углеводородов, галогенпроиз-водных бензола, а также их растворов с бензолом требует наличия достоверных данных об их теплофизических свойствах. Наряду с этим, сведения о теплофизических свойствах чистых веществ и их растворов, имеют и большой научный интерес. В частности, современное состояние теории переносных свойств реальных газов, жидкостей и растворов, к числу которых относится и вязкость, не позволяет расчи-тать эти свойства в широкой области параметров состояния. Методы расчёта по упрощённым моделям межмолекулярного взаимодействия недостаточно точны. Поэтому, единственным источником достоверной информации, в частности, о вязкости веществ в широкой области параметров состояния является эксперимент.
Анализ состояния исследований вязкости фторбензола, хлорбензола, их растворов с бензолом показал, что данные о вязкости вышеперечисленных углеводородов и растворов немногочисленны и относятся к жидкой фазе в пределах температур (298,15+548,15)К и давлений до 40 МПа. Полностью отсутствуют данные о вязкости фторбензола, хлорбензола, их растворов с бензолом в паровой области, а для фторбензола и хлорбензола, также, в критической области.
Настоящая диссертационная работа посвящена экспериментальному
7 исследование динамической вязкости фторбензола, хлорбензола, их растворов с бензолом в широкой области параметров состояния, включая подробное исследование динамической вязкости фторбензола и хлорбензола в критической области, имеющее самостоятельный научный интересе
В диссертации автором реализована широкая программа исследований, составляющая цель работы, которая включала:
Исследование динамической вязкости фторбензола и хлорбензола в интервале температур от нормальной температуры кипения до 648,I5K и давлений (0,1*40)МПа в жидкой, паровой и сверхкритической областях параметров состояния.
Подробное исследование динамической вязкости фторбензола и хлорбензола в критической области.
Исследование динамической вязкости растворов бензола с фтор-бензолом и хлорбензолом в жидкой, паровой и сверхкритической областях параметров состояния.
Проведение расчётно-теоретических обработок по обобщению полученных результатов.
Составление таблиц рекомендуемых справочных данных по вязкости указанных веществ.
Для выполнения намеченной программы исследований автором была изготовлена экспериментальная установка /7/, реализующая капиллярный метод измерения вязкости Голубева /8/.
Научная новизна и практическая ценность работы: - получены экспериментальные данные по динамической вязкости фторбензола и хлорбензола выше 548,I5K до 648,I5K в жидкой и сверхкритической областях, а также в паровой области начиная от
нормальной температуры кипения до 648,I5K и давлений (0,І440)МПа.
YT
' При изготовлении экспериментальной установки и проведении сложного и трудоёмкого эксперимента принимал участие к.т.н.Абдул-лаев ф.г.
для фторбензола и хлорбензола проведено подробное исследование критической области;
обнаружено аномальное поведение вязкости фторбензола и хлорбензола в критической области; установлено, что изобары вязкости при докритических давлениях близких к критическому проходят через максимумы; изолинии в Р - Т диаграмме при температурах близких к критической не являются прямыми, а имеют перегиб и кривизну;
получены в широком диапазоне температур и давлений концентрационные зависимости вязкости растворов бензола с фторбензолом и хлорбензолом; установлено, что в паровой области кривая зависимости J*4- от состава проходит через максимум;
предложены зависимости, обобщающие экспериментальные данные по вязкости чистых углеводородов и растворов.
Автор защищает:
Полученные в широком интервале температур и давлений данные о динамической вязкости фторбензола, хлорбензола и их растворов с бензолом.
Полученные экспериментальные данные о динамической вязкости фторбензола и хлорбензола в критической области.
Предложенные зависимости, обобщающие экспериментальные данные о динамической вязкости указанных чистых углеводородов и растворов.
Полученные в широком интервале температур и давлений концентрационные зависимости растворов бензола с фторбензолом и хлорбензолом.
Экспериментальное исследование динамической вязкости фторбензола, хлорбензола и их растворов с бензолом явилось частью исследований, осуществляемой Советской комиссией по теплофизическим свойствам газов и жидкостей, в соответствии с программой Шжду-народного союза по теоретической и прикладной химии (3UPAC).
На основании проведённых исследований составлены таблицы рекомендуемых значений динамической вязкости фторбензола, хлорбензола, растворов бензол-фторбензол (3 состава) и бензол-хлорбензол (3 состава) в широкой области параметров состояния, включая однофазные области и линию насыщения. Полученные результаты представлены ВНИЦ ГСССД для аттестации их в качестве стандартных справочных данных и внедрения в автоматизированную информационную систему достоверных данных о теплофизических свойствах газов и жидкостей.
Работа выполнена в проблемной лаборатории "Теплофизика углеводородов" при кафедре "Теоретические основы теплотехники" Азербайджанского ордена Трудового Красного Знамени института нефти и химии имени М.Азизбекова в соответствии с планом работ, координируемых Советом "Высокотемпературная теплофизика" АН СССР.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на УП Всесоюзной конференции по тепло-физическим свойствам веществ, Ташкент, 1982 г.
Основные положения работы опубликованы в 4-х статьях и в тезисах основных докладов УІІ Всесоюзной конференции по теплофизиче-ским свойствам веществ.
Работа состоит из введения, 4-х глав и приложения.
В первой главе даётся краткий обзор литературы по вязкости фторбензола, хлорбензола, их смесей с бензолом.
Во второй главе обоснован и приводится выбор метода и описание экспериментальной установки, реализующая этот метод, методика измерения основных опытных величин и геометрических размеров вискозиметра и капилляра, расчётное уравнение для вычисления динамической вязкости , тарировка экспериментальной установки и оценка погрешности измерений.
В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований динамической вязкости фторбензола, хлорбензола и их раст-
воров с бензолом в широкой области параметров состояния, графоаналитическая обработка экспериментальных данных.
Четвёртая глава посвящена обоработке и обобщению полученных экспериментальных данных вязкости для чистых веществ и растворов.
В приложении приведены программа расчётов на ЭВМ: динамической вязкости по экспериментальным данным; параметров модельного потенциала Леннарда-,Цжонса (6:12); динамической вязкости по предложенному уравнению для фторбензола и хлорбензола; динамической вязкости по обобщённому уравнению для фторбензола, хлорбензола и их растворов с бензолом в паровой области. Приводятся справки о внедрении результатов исследований.
Объём диссертации составляет 172 страниц: 47 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 99 наименований на II страницах и приложения на 13 страницах.
Автор выражает благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Ахундову Т.О. за постоянное внимание к работе, а также кандидату технических наук, доценту Абдуллае-ву Ф.Г. за помощь при изготовлении и наладке экспериментальной установки и проведении эксперимента.
