Теплофизические свойства водных растворов солей - основных компонентов природных соленых вод в широком интервале параметров состояния Пепинов, Рауф Искендерович

Введение к работе

Актуальность работы заключается в том,' что данные.о плотности, вязкости и теплопроводности исследованных растворов в широком интерьале параметров состояния находят широкое применение в различных областях народного хозяйства (химической, галлургяческой промышленности, энергетика, ь области гидротермального синтеза и геохимии и др.). Эти данные могут быть использованы в качестве справочного материала, а также как исходные'данные для расчета теплофизичеоких свойств природных соленых вод. Последние необходимы при проектировании и эксплуатации опреснителей, энергетических установок на тепловых и геотерм^ьных станциях, для решения ряда задач гидродинамики и теплообмена. Кроме того, полученные зависи-

мости плотности, вязкости ^:и теплопроводности растворов от темпера'-.туры, давлений и концентрации сложат исходным материалом для получений информации о строении растворов и могут быть использованы для развития теории видного состояния.

Анализ состоянии исследований плотности, вязкости и тепло- _: проводности исследуемых водных растворов солей показал отсутствие в литературе систематизированных и взаимосогласованных данных в широком интервале параметров состояния; Таким образом актуалвноств настоящей работа определяется выбором объекта и направлении исследования.

Настоящая работа выполнена согласно программе ГКНТ СССР 0.0I.3Z5 по заданию "Исследование процесса теплоооыена гидродинамики и теплофизических свойств соленых вод в широком, диапазоне параметров состояния и концентрации солей применительно к опреснителям морской воды и котлоагрегатам высокого давления",'научно-технической программе Государственной службы стандартных справочных данных "іоднуе растворы" и координационного плана комиссии по физико-химическим свойствам водных систем при высоких температурах и. давлениях при СНК КОДАТД. .' '

Цель работы. I. Комплексное исследование в ьироком интервале параметров состояния плотности, вязкости и теплопроводности водных растворов солей.

I.- Разработка уравнений, описыьаьздх зависимость плотности, ьязкос
ги и теплопроводности 'от температуры , давления и

концентрации. 3. Составление, таблиц РСД по. плотности, вязкости и теплопроводности.водных растворов солей..

її задачи исследования влидлли:

X. Ьиібор і;.;ТОДОі ИСОЛеДОіиНйЙ плотности, іяьгшоуи и теплопроводности о }ЧіЛ'0<: особиимос-т-Е иослсд^Ькых обьектоь.

1. Раьработка и созданиь экспериментальных установок для исследования плотности, ьяодосїк и теплопроводности і широкої» интервале параметров состояния.

2. исследование плотности, вязкости и теплопроводности ьоднах растворов солоіі ь широком интервале изменения тенперавд» давлении и концентрации.' . .

3. Обобщение экспериментальных данньх и - разработка уравнений, описывающих плотность,вязкость.а.теплопроводность ь исследованной интервале параьет-роь состояния. .

4. Расчет объемных и калорических свойств, 'термодинамических характеристик процесса акгавацнивязкого течения, критерия Прандмя. водных растврроь солей» _'

5. Ъабор уравнений для аддитивного расчета тэплофиэических свойств природных соленых вод по данный-о бинарных водных растворах ' , солей,; являющихся компонентами ЭТИХ БОД.

Научная новизна, I. Разработаны а защищены авторскими свидетельг , ствами методики и устройства, для измерения плотности аидкостей при высоких температурах и давлениях. Созданы экспериментальные jda-новки для исследования плотности, вязкости а теплопроводности, от-

ЛИЧаЩИеСЯ ОТ ИЗВеОТНЫХ НОВЫМИ КОНСТРУКТИВНЫМИ РШІШЕШШ1.

6. Полічена ноЕые экспериментальные данные о плотности .вязкости и теплопроводности водных растворов хлоридов лития, натрия, «алия, магния, кальция и сульфатов натрия и магния в интервале температур 25-350С, давлений 2-30 Ша и концентраций G-20:масс.%

7. Предложены единые для исследованных растворов солей уравнения для расчета плотности, вязкости и теплопроводности в широкой

интервале параметров состояния.

4. Исследовано аномальное поведение зависимости вязкости растворо от давления. . '. . "

5. Рассчитаны в иоследуемом интервале параметров состояния:

объемные свойства водных растворов солей: молярный обвей раствора, парциальные мольные объемы воды и соли в нем, коэффициенты изотермической схимаомости и термического расширения, числа гидратации; ' '.-.

,термод"намичеокив характеристики процесса активации вязкого течения: свободная анергия, онтальпия и энтропия;

калоричеокие свойства: парциальная теплота-испарения воды из раствора, парциальная мольная энтальпия воды в растворе, парциальная теплота разведения; :','->'

- критерий Прандтля....',

6. Рекомендованы уравнения для аддитивного расчета плотности, вязкое
тип теплопроводности природных соленых вод в широком интервале

параметров состояния.

ррактическая ценность работы. Данным о вязкости и теплопроводности водных растворов хлоридов натрия, магния, калия и сульфатов магния и натрия, а такие„данным о плотности водных растворов хлоридов калия, натрия и сульфата натрия решением ВНИЦ МБГСССД присвоена категория Рекомендованных справочных данныхі Экспериментальные и расчетные данные о теплофиааческих свойствах водных растворов солей переданы ЗНИН им.Г.Ы.Кржижановского, Рикскоиу и Новосибирскому отделениям Тай, Дагестанскому филиалу ЬНИН для использования в расчетах и проектировании геотеплоэнергетических систем.

Уравнения для расчета вязкости и теплопроводности водных іастьоров солей представлены в справочнике по свойствам водных

растворов электролитов, изданном в США (Horvath а'.ь. .Handbook of aqueous electrolyte solutions.Physical Properties, Estimation and Correlation methods.- Uevi York, Halsted Press,1935, 640 p.) Апробация работы.Результаты диссертация были представлены на 1,2 Бсесоьйиь.х соъездйййхпо теплообменник и теплофизическиш свойствам морских и солоноватых вод при их использований- парогенераторах и опреснителях (Баку, 1973,1975 гг.),Конференции по комплексный проблекаы опреснения соленых вод и очистки сточных вод (Одесса, 1973г.), с Национальной конференции "Тепло- и ядерно энергетические проблема НРЬ" (Ьарна, 1974г.), Всесоюзных соьеианинх по комплексное проблеме "Гелиофизика" (Грозный, 1975г.), проблеме использования океанских вод (Владивосток, 1976,1983 гг.), 5,6,7 Международных симпозиумах по опреснзнию морских вод (Афины 1976,1978гг., Аиотердаа 1980г.) 10-й ьвлдународной конференции по свойствам воды и водяного пара (йосква,1984г.) 8.и 9. Теплофизических конференциях (Новосибирск 1988г., Махачкала 1992г.).

Публикации. Результаты выполненных исследований отражены б 55 публикациях и научных куриалах и теьисах докладов на Всесоюзных и ііЄлідународна конференциях и симпозиумах.

Структура и объем работы, диссертация состоит из основной части и приложения. Основная часть диссертации состоит из введения,сени глав, выводов и содержит 421 страницу машинописного текста, 136 рисунков, 33 таблицы и список использованной литературы, включаючій 406 наименований, b приложении к диссертации содержащие 146 страниц и уу таблиц, приводятся в.табличной форме численные-данные о теплофиьических свойствах водных растворов солей, свидетельства о присвоении результатам исследований категории РСД и авторские свидетельства на изобретения.