CC BY
37
8. Зарипов З.И., Бурцев С.А., Гаврилов А.В., Мухамедзянов Г.Х. // Материалы Х Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ. Изд-во: Учреждение - Редакция " Бутлеровские сообщения ". Казань, 2002. С. 156.
9. Зарипов З.И., Бурцев С.А., Гаврилов А.В и др. // Вестник Казан. технол. ун-та. 2002. №1-2. С.208
10. LuriaM., Benson S. W. // J. Chem. and Eng. Data. 1977. V. 22. №1. P. 90.
11. Мелихов Ю.Ф. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: Сб. науч. тр. Курск: Кур. политехн. ин-т, 1982. С.28.
12. Гаврилов А.В. Термические коэффициенты бромзамещенных и непредельных углеводородов этиленового ряда при температурах от 298 до 363 К и давлениях до 147 Мпа: Автореф. дис....канд. техн. наук. Казань: КГТУ,2003.
13. Зотов В.В., Мелихов Ю.Ф., Мельников Г.А., Неручев Ю.А. Скорость звука в жидких углеводородах. Курск.: КГПУ. 1995. 77 с.
14. Мухамедзянов Г.Х. Теплопроводность жидких органических соединений: Дис. .д-ра. техн. наук. Казань: КХТИ, 1974. 510 с.
© З. И. Зарипов - канд. техн. наук, докторант каф. вакуумной техники электрофизических установок КГТУ; С. А. Булаев - асп. той же кафедры; Г. Х. Мухамедзянов - д-р техн. наук, проф. той же кафедры.
УДК 536.412+536.12
А. В. Гаврилов, З. И. Зарипов, С. А. Булаев, С. А. Бурцев, Г. Х. Мухамедзянов
ОБОБЩЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО ТЕРМИЧЕСКИМ КОЭФФИЦИЕНТАМ БРОМЗАМЕЩЕННЫХ И НЕПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ЭТИЛЕНОВОГО РЯДА
На основе представлений о термодинамическом подобии проведено обобщение обширных экспериментальных данных по коэффициентам теплового расширения аР и изотермической сжимаемости /3Т бромзамещенных и непредельных углеводородов этиленового ряда при высоких давлениях и температурах. Получены обобщенные зависимости и предложены уравнения, позволяющие рассчитывать термические коэффициенты индивидуальных углеводородов аР и /3Т в широкой области изменения параметров состояния.
Анализ существующих эмпирических и полуэмпирических зависимостей для расчета термических коэффициентов [1-12] показал, что наиболее перспективными с точки зрения прогнозирования термических свойств жидких органических соединений являются методы термодинамического подобия [13,14].
В данной работе при обобщении экспериментальных данных по коэффициентам теплового расширения ар и изотермической сжимаемости Ьт гомологических рядов непредельных и бромзамещенных предельных углеводородов [15-17] использованы зависимости безразмерных комплексов Р и ар Т от приведенного удельного объема, предложенные в [13, 14], в виде
и
Р = Ьфу а р • Т = а -фх,
(1) (2)
где Р = рТТР/Ут - безразмерный комплекс, ф = у/у кр - приведенный удельный объем; V-
удельный объем; УКр - критический удельный объем; Т - температура, К; К -универсальная газовая постоянная; а, Ь, х и у - константы уравнений (1, 2).
Зависимости безразмерных величин Р и ар-Т от приведенного удельного объема для ряда непредельных углеводородов этиленового ряда и бромзамещенных предельных углеводородов, приведенные на рис. 1 - 4, явно расслаиваются по жидкостям.
Рис. 1 - Зависимость безразмерного комплекса арТ от приведенного удельного объема ф^^кр
непредельных углеводородов
этиленового ряда
Рис. 3 - Зависимость безразмерного комплекса Р от приведенного удельного объема ф^^кр
непредельных углеводородов
Рис. 2 - Зависимость безразмерного комплекса арТ от приведенного удельного объема ф^^кр
бромзамещенных предельных
углеводородов
Рис. 4 - Зависимость безразмерного комплекса Р от приведенного удельного объема ф^^кр
бромзамещенных предельных
0.06
0.04 0.02
0.00
- гексен-]
■ - гептен-1
• - децетт-] /
& -нонсн-1 / ■
4 - тетрадей ел-1 У
*
V = ^К
0.26
0.30
0.34
0.38
этиленового ряда
углеводородов
Нами была получена зависимость коэффициентов а, х, Ь, у от фактора ацентричности Питцера ю в пределах каждого гомологического ряда в виде:
а р • Т = А •фх (3)
и Р = ву, (4)
где А = а 0 + а1 •ю+а 2 •ю2 (5)
X = х 0 + х1 •ю+х 2 •ю2 (6)
в = Ьо + Ь •ю + Ь 2 ю2 (7)
V = У 0 + У, , ю+у 2 •ю2 (8)
Значения ао, а-|, а2, хо, XI, Х2 и Ьо, Ь1, Ь2, уо, У1, У2 для исследованных углеводородов приведены в табл. 1, 2.
Таблица 1 - Значения коэффициентов ао, а1, Э2, Хо, Х1, Х2 в уравнениях (5) и (6)
Коэффициенты ао а1 а2 Хо Х1 Х2
Непредельные углеводороды Бромзамещенные предельных углеводородов -12,14 -170,23 310,43 997,9 -159,27 -1270,5 -3,8642 -4,5845 4,0454 41,798 -3,28177 -51,674
Таблица 2 - Значения коэффициентов Ьо, Ь1, Ь2, Уо, У1, У2 в уравнениях (7) и (8)
Коэффициенты Ьо Ь1 Ь2 Уо У1 У2
Непредельные углеводороды Бромзамещенные предельных углеводородов -93,095 353,54 571,31 -1397,76 1318,68 1433,55 5,8955 8,5871 9,314 -6,353 -6,020 2,188
Результаты обобщений коэффициента теплового расширения и коэффициента изотермической сжимаемости по (3-8) для всех исследованных жидких органических соединений приведены на рис. 5 и рис. 6, соответственно.
Критические параметры непредельных углеводородов использованы из [18]. Для бромзамещенных предельных углеводородов фактор ацентричности Питцера юрассчитан по уравнению Эдмистера [19], критическое давление Ркр - по правилу Риделя [19], критическая температура Ткр определена по Линдерсену[19], критический удельный объем рассчитан на основании инкрементов, приведенных в [20]. Значения удельного объема для всех исследованных жидкостей получены из наших измерений Ру. Расхождения между
расчетной плотностью и литературными данными [21] по гексену-1, гептену-1, децену-1 лежат в пределах ±0,5%.
Рис. 5 - Обобщенная зависимость комплекса арТ от приведенного объема ф
Рис. 6 - Обобщенная зависимость комплекса Р от приведенного объема ф
Отклонения значений коэффициентов теплового расширения ар и коэффициента изотермической сжимаемости Ьт, рассчитанных по уравнениям (3) и (4), с экспериментальными данными для всех веществ лежат в пределах ±3 % для ар и ±3,5 % для Ьт. Для проверки возможности расчета термических коэффициентов по обобщенным зависимостям был проведен расчет коэффициента изотермической сжимаемости октена-1 по уравнению
Ьт = Р%)/(Т-К),
(9)
где i-определялся по соотношениям (4,7,8) при w=0,386, значения v^ использованы из [21].
Отклонения рассчитанных по уравнению (12) значений ßT от данных [22] не превышают 3%.
Литература
1. MihajlovA.N. // J.Serb.Chem.Soc. 1995. V.60. №12. P. 1181-1185.
2. Добродеев В.П., Мочалова Н.А. // Инженерно-физический журнал. 1997. T.70. №2. C. 236-238.
3. Гусейнов К.Д., Климова Т.Ф., Кузьмина-Герасимова В.Л. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: Сб. науч. тр. Курск: КГПИ, 1982. T.220. C.62-69.
4. Голик А.З., Адаменко И.И. // Вестник Киевского ун-та. Сер. «Физика». 1978. №19. C.28-30.
5. Алтунин В.В., Коникевич Е.И. // ЖПХ. 1980. №3. С.695-697.
6. Гусейнов С.О., НазиевЯ.М., Шахвердиев А.Н. // Изв. вузов. Сер. «Нефть и газ». 1981. №7. С.62-64.
7. СафаровМ.М., Зубайдов С. // Инженерно-физический журнал.1993. Т.64. №5. С.566-568.
8. Голик А.З., Иванова И.И. // ЖФХ. 1962. Т.36. №8. С.1768-1770.
9. Карцев В.Н. // ЖФХ. 2000. Т.74. №12. С.2158-2164.
10. Карцев В.Н. // ЖФХ. 1976. Т.50. №3. С.764-765.
11. Отпущенников Н.Ф. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Сб. науч. тр. Курск: КГПИ, 1971. Т.91. Вып. 5. С.7-15.
12. Зотов В.В., Киреев Б.Н. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: Сб. науч. тр. Курск: КГПИ, 1971. Т.91. Вып. 9. С.97-103.
13. Филиппов Л.П. Подобие свойств веществ. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. 256 с.
14. Филиппов Л.П. Прогнозирование теплофизических свойств жидкостей и газов. М.: Энергоатомиздат, 1988. 168 с.
15. Гаврилов А.В., Зарипов З.И., Мухамедзянов Г.Х. Экспериментальное исследование коэффициентов теплового расширения и изотермической сжимаемости непредельных углеводородов в интервале температур 293^363 К и давлений до 147 МПа. - Казань, 2003. - 14 с. // Рукопись представлена Казан. госуд. технол. ун-том. Деп. в ВИНИТИ 03.04.2003 г., №
16. ГаврВ20ё3А.В., Зарипов З.И., Булаев С.А., Мухамедзянов Г.Х. // Материалы Х Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ. Изд-во: Учреждение - Редакция " Бутлеровские сообщения ". Казань, 2002. С.68-72.
17. Зарипов З.И., Бурцев С.А., Гаврилов А.В., Мухамедзянов Г.Х. // Материалы Х Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ. Изд-во: Учреждение - Редакция " Бутлеровские сообщения ". Казань, 2002. С. 156-159.
18. Рид.Р., Праусниц Дж., Шервуд Г. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. 592 с.
19. Рид Р., Шервуд Г. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1971. 704с.
20. Филиппов Л.П. // Инженерно-физический журнал. 1987. Т.53. №2. С.328-338.
21. Фомина М.Г.,Сагдеев Д.И., Мухамедзянов Г.Х Динамическая вязкость и плотность 1-гексена, 1-гептена, 1-октена, 1-децена при температурах от 298 до 473 К и давлениях до 245 МПа. Таблицы ССД, ГСССД РСД 288-88. Деп. В ВНИИКИ. 20.02.1989. №528-кк-89. 17с.
22. Отпущенников Н.Ф., Бадалян А.Л., Сысоев И.В. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: Сб. науч. тр. Курск: КГПИ, 1982. Т.220. С.108-120.
© А. В. Гаврилов - асс. каф. вакуумной техники электрофизических установок КГТУ; З. И. Зарипов -канд. техн. наук, докторант той же кафедры; С. А. Булаев - асп. той же кафедры; С. А. Бурцев - зав. уч. мастерской той же кафедры; Г. Х. Мухамедзянов - д-р техн. наук, проф. той же кафедры.
