CC BY
11
- © Ш.А. Аминов, Ш.З. Нажмудинов,
М.А. Зарипова, Л.И. Кантович, Н.У. Тагосва, М.М. Сафаров, 2014
УДК 536.12.22
Ш.А. Аминов, Ш.З. Нажмудинов, М.А. Зарипова, Л.И. Кантович,Н.У. Тагоева, М.М.Сафаров
ВЛИЯНИЕ ГЕРМЕТИКА НА ИЗМЕНЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ИЗОБАРНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ СИСТЕМЫ ВОДЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ
Приведены результаты экспериментального исследования удельной изобарной теплоемкости воды и герметика в широком интервале температур и давления. На основе экспериментальных данных получено эмпирическое уравнение, с помощью которого можно рассчитать теплоемкость экспериментально неисследованных растворов.
Ключевые слова: теплоемкость, герметик, метод монотонного разогрева, эмпирические уравнения.
На установке, приведенной в работе [1], нами была измерена удельная изобарная теплоемкость исследуемых растворов (масса
герметика — до 12 г.) в интерва ле температур 293-573К и давлений 0,101-29,25МПа. Удельная изобарная теплоемкость и удельная изохор-
Таблица 1
Удельная изобарная теплоемкость (Ср, Дж/(кг К)) системы вода-герметик (200 г. Н20 + 2 г. герметик) в зависимости от температуры и давления
т, к Давление Р, МПа
0,101 4,91 9,61 14,52 19,43 24,34 29,25
293 720 700 680 660 620 600 580
313 920 840 800 740 700 660 620
333 1160 920 840 780 740 700 660
353 1440 1260 1250 1160 1020 940 860
373 1850 1650 1450 1300 1208 1186 1120
393 2440 2200 1860 1740 1660 1580 1460
413 2600 2340 2080 2000 1900 1780 1680
433 2600 2400 2300 2180 2000 1900
453 2900 2760 2650 2420 2350 2200
473 3250 3050 2900 2750 2630 2500
493 3600 3400 3200 2940 2830 2730
513 3900 3680 3500 3200 3100 2960
533 4200 4000 3840 3700 3600 3400
553 4600 4300 4160 4000 3800 3620
573 4860 4600 4480 4300 4100 3800
т, к Давление Р, МПа
0,101 4,91 9,61 14,52 19,43 24,34 29,25
293 700 680 660 640 600 580 560
313 880 800 740 680 650 630 610
333 1100 900 860 800 740 700 620
353 1420 1300 1200 1120 1000 900 840
373 1800 1600 1500 1460 1280 1200 1080
393 2100 1900 1700 1600 1380 1320 1280
413 2380 2100 2000 1910 1800 1630 1500
433 2440 2300 2200 2050 1920 1800
453 2760 2700 2500 2360 2160 2090
473 3120 2940 2800 2620 2500 2260
493 3500 3280 3100 2930 2800 2600
513 3830 3600 3400 3260 3040 2900
533 4080 3820 3700 3520 3400 3200
553 4480 4200 4000 3800 3640 3400
573 4800 4500 4330 4000 3820 3720
Таблица 3
Удельная изобарная теплоемкость (Ср, Дж/(кгК)) системы вода-герметнк (200 г. Н20 + 6 г. герметик) в зависимости от температуры и давления
т, к Давление Р, МПа
0,101 4,91 9,61 14,52 19,43 24,34 29,25
293 680 660 640 620 585 560 528
313 780 720 680 640 610 600 560
333 1000 800 760 700 660 640 610
353 1320 1200 1100 1065 965 870 800
373 1650 1480 1470 1340 1240 1160 960
393 2000 1800 1600 1400 1280 1190 1006
413 2300 2008 1840 1700 1600 1400 1260
433 2400 2180 2000 1820 1600 1410
453 2720 2480 2300 2100 1840 1700
473 3040 2800 2600 2400 2200 2000
493 3400 3100 2900 2700 2480 2300
513 3680 3420 3200 3000 2800 2600
533 4000 3740 3500 3280 3060 2840
553 4320 4060 3800 3600 3400 3140
573 4660 4380 4160 3870 3650 3400
ная теплоемкость воды и водяного представлены в работах профессо пара изучена достаточно хорошо. Об- ра Гусейнова К. Л. [2, 3] и Вукалови зоры этого направления подробно ча М.П. [4, 5].
т, к Давление Р, МПа
0,101 4,91 9,61 14,52 19,43 24,34 29,25
293 660 640 620 600 575 545 515
313 760 700 660 620 600 580 550
333 900 760 720 680 640 620 600
353 1220 1100 1000 985 900 840 760
373 1600 1400 1260 1100 930 860 780
393 1900 1680 1500 1300 1200 1060 920
413 2200 1940 1800 1680 1500 1300 1120
433 2300 2100 1980 1800 1600 1400
453 2600 2400 2280 2080 1800 1670
473 3000 2730 2500 2320 2140 1900
493 3300 3000 2840 2600 2400 2200
513 3560 3360 3100 2900 2670 2440
533 3900 3650 3400 3200 2900 2720
553 4200 3840 3700 3500 3200 3000
573 4560 4300 4000 3740 3500 3280
Таблица 5
Удельная изобарная теплоемкость (Ср, Дж/(кг К)) системы вода-герметик (200 г. Н20 + 10 г. герметик) в зависимости от температуры и давления
т, к Давление Р, МПа
0,101 4,91 9,61 14,52 19,43 24,34 29,25
293 640 620 600 580 560 540 510
313 740 680 640 600 580 560 540
333 860 720 700 680 560 540 530
353 1180 1060 940 905 870 830 720
373 1570 1340 1200 1060 900 810 760
393 1800 1600 1400 1200 1100 960 840
413 2150 1840 1700 1600 1400 1200 1100
433 2260 2050 1920 1690 1470 1300
453 2550 2360 2190 2000 1680 1590
473 2900 2640 2480 2200 2000 1800
493 3200 2900 2720 2500 2280 2070
513 3500 3300 3000 2660 2500 2300
533 3800 3600 3300 3100 2850 2540
553 4100 3800 3600 3400 2960 2880
573 4420 4200 3900 3660 3400 3140
Теплоемкость системы (водопро- интервале температур до давления в водная вода + герметик; дистилли- 29,25 МПа впервые была измерена рованная вода + герметик) в широком нами [6].
т, к Давление Р, МПа
0,101 4,91 9,61 14,52 19,43 24,34 29,25
293 620 600 580 560 540 520 500
313 720 660 615 580 550 540 530
333 820 700 680 660 556 550 540
353 1160 1000 900 870 820 790 700
373 1600 1300 1100 1000 870 840 730
393 1750 1540 1350 1160 1050 910 800
413 2100 1790 1660 1500 1300 1150 1006
433 2200 2000 1880 1630 1410 1246
453 2450 2326 2100 1915 1608 1460
473 2800 2600 2400 2140 1900 1740
493 3100 2800 2670 2400 2200 2000
513 3400 3200 2900 2600 2400 2220
533 3680 3500 3210 3000 2700 2500
553 4000 3780 3500 3300 2900 2740
573 4340 4070 3800 3500 3200 3000
Рис. 1. Зависимость удельной изобарной теплоемкости исследуемых образцов от давления при различных температурах: 1- 293 К; 2-303К; 3-313К; 4-323К; 5-353 К
2,2
2,0 -
1,8 -
1,6 -
1,4 1,2
1,00
0,8
0,6
0,4
0,2
Ср т/СI
Р,Т' ^Р1,Т1
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4 Т/Т,
Рис. 2. Зависимость относительной теплоемкости
Ср
Ср
от относительной темпе-
Т
ратуры — исследуемых объектов: (1-6) - образец № 1; (7-12) - образец № 2; (13-18) ■ Т1
образец № 3; (19-23) - образец № 4; (24-29) - образец № 5; (30-35) - образец № 6; (36-41) - образец № 7; (42-47) - образец № 8; (48-53) - образец № 9; (54-59) - образец № 10; (60-65) - образец № 11; (66-71) - образец № 12.
Характер изменения теплоемкости растворов в зависимости от температуры и давления показан на рис. 1.
Как видно из и табл. 1—6, и рис. 1. с ростом температуры теплоемкость растворов увеличивается, а с повышением давления уменьшается. Например, если изменение давления от
4,91 до 29,25 МПа при температуре 293 К уменьшает теплоемкость раствора (200 г. водопроводной воды + 6 г. герметика) на 20 %, то при температуре 573 К это изменение составляет 28,8 %. Причиной уменьшения теплоемкости растворов предполагается, что при увеличении давления рас-
стояние между молекулами уменьшается, за счет чего уменьшается объем и растет плотность, соответственно увеличивается Ср растворов.
Для обработки экспериментальных данных по теплоемкости исследуемых растворов нами использован закон термодинамических подобий в следующем виде:
Я=/
C*
( T л
T
V TУ
(1)
где Ср,Ср* — удельная изобарная теплоемкость, исследуемых растворов при температурах Т и Т\ : Т\ = 413К.
Выполняемость зависимостей (1) для исследуемых растворов показана на рис. 2, из которых видно, что экспериментальные точки хорошо укладываются вдоль общей кривой.
Уравнение кривой, приведенной на рис. 2 описывается выражением:
=
0,6
( T л
T
V T У
+1,48
( t л
T
V Ti
-1,132
• C
(2)
С'р = 799084m2 - 51701.5m + 2019,1,
(3)
Уравнение (2) с учетом (3) принимает вид,
C =
^PT
0,6
( T л
T
V T1 У
+1,48
( T л
T
V T1 У
-1,132
-0,2571 — 1 +1,257
¡(799084т2 -51701,5т + 2019,1),
_ДЖ_ (4)
(кг • К)
С помощью уравнения (4) с погрешностью до 2 % можно рассчитать удельную изобарную теплоемкость неисследованных растворов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сафаров М.М. Теплофизические свойства простых эфиров и водных растворов гидразина и фенилгидразина в зависимости от температуры и давления. Дисс.... докт. техн. наук. Душанбе, 1993, 490 с.
2. Ривкин С.А., Александров A.A. Теп-лофизические свойства воды и водяного пара. - М. 1980. - С. 412-413.
3. Гусейнов К.Д. Исследование термодинамических и переносных свойств ряда кислородосодержащих органических веществ в широком интервале параметров состояния: Дисс. докт. техн.
наук. - Баку, АзНЕФТХИМ,1979. - 392 с.
4. Вукалович М.П. Термодинамические свойства воды и водяного пара (таблицы и диаграммы). - М.: Стандарты, 1969. - 306 с.
5. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара / Тимрот Д.Л., Ривкин С.Л., Сирота А.М., Варгафтик Н.Б. -М.: Госэнергоиздат. 1958. - 107 с.
6. Сафаров М.М., Нажмудиннов Ш.З. и др. Устройства и способ комплексного определения теплофизических свойств жидкостей. Патент Республики Таджикистан, № TJ 100, 2008 г.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Аминов Шамсулло Асоевич - аспирант, старший преподаватель кафедры физики, Зарипова Мохира Абдусаломовна - кандидат технических наук, доцент, кафедры Теплотехники и теплотехнического оборудования,
Сафаров Махмадали Махмадиевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Теплотехники и теплотехнического оборудования Таджикский технический университет им. Академика М.С. Осими,
Нажмудинов Шарофидин Зоирович - кандидат технических наук, Государственное учреждение национального патентного Центра Республики Таджикистан, директор, Кантович Леонид Иванович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, Московский государственный горный университет,
Тагоева Нигина Убайдовна - главный эксперт Евразийского патентного ведомства.
UDC 536.12.22
EFFECT OF SEALER ON THE SPECIFIC ISOBARIC HEAT CAPACITY OF WATER DEPENDING ON TEMPERATURE AND PRESSURE
Aminov Sh.A., Graduate Student, Senior Lecturer, Zaripova M.A., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, Safarov M.M., Doctor of Technical Sciences, Professor, Academician M.S. Osimi Tajik Technical University,
Najmudinov Sh.Z., Candidate of Engineering Sciences, Director Public institution of national patent Center of Tajikistan,
Kantovich L.I., Doctor of Technical Sciences, Professor, Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
Tagoeva N. Y., State Establishment of the National Patent Center in the Republic of Tajikistan, Director, Eurasian Patent Organization, Chief Expert
The article reports the experimental investigation into specific isobaric heat capacity of water and sealer within a wide range of temperature and pressure. Based on the experimental data, an empirical equation for calculation of heat capacity of untested solutions has been derived.
Key words: heat capacity, sealer, monotonous heating method, empirical equations.
REFERENCES
1. Safarov M.M. Teplofizicheskie svoistva prostykh efirov i vod-nykh rastvorov gidrazina i fenilgidrazina v zav-isimosti ot temperatury i davleniya (Heat-transfer properties of simple ethers and diamide and phenylhydrazine water solutions depending on temperature and pressure), Doctor's thesis, Dushanbe, 1993, 490 p.
2. Rivkin S.A., Aleksandrov A.A. Teplofizicheskie svoistva vody i vodyanogo para (Heat-transfer properties of water and water steam), Moscow, Energiya, 1980, pp. 412-413.
3. Guseinov K.D. Issledovanie termodinamicheskikh i perenosnykh svoistv ryada kislorodoso-derzhashchikh organicheskikh veshchestv v shi-rokom intervale paramet-rov sostoyaniya (Analysis of thermodynamic and transfer properties of some oxide-bearing organics within a wide range of status variables), Doctor's thesis, Baku: AzNEFTEKhIM, 1979, 392 p.
4. Vukalovich M.P. Thermodynamic properties of water and water steam (Tables and bar charts). Moscow, Standarty, 1969, 306 p.
5. Timrot D.L., Rivkin S.L., Sirota A.M., Vargaftik N.B. Tablitsy termodinamicheskikh svoistv vody i vodyanogo para (Tables of thermodynamic properties of water and water steam), Moscow, Gosenergoizdat, 1958, 107 p.
6. Safarov M.M., Nazhmudinnov Sh.Z. Ustroistva i sposob kompleksnogo opredeleniya teplofizicheskikh svoistv zhidkostei (Apparatus and method for integrated assessment). Patent Respubliki Tadzhikistan № TJ 100, 2008.
ГОРНАЯ КНИГА -
Менеджмент горного производства. Терминологический словарь
В.И. Ганицкий 2013 г. 472 с.
ISBN: 978-5-98672-355-6 UDK: 658: 622.3
Настоящее издание представляет собой терминологический словарь-справочник (систематизированный в алфавитном порядке перечень слов, устойчивых словосочетаний и выражений, наиболее широко употребляемых в теории и практике менеджмента в горном деле, с краткими определениями их значений). Для ряда терминов в приложениях даны необходимые расширенные пояснения и расчеты.
Для студентов, аспирантов, преподавателей и научных сотрудников горных вузов.
