Статьи автора

Анализ линии фазового равновесия SF₆ на основе масштабной теории и уравнения клапейрона–клаузиуса

Номер выпуска 4 от 01.07.2023

Предложена система взаимосогласованных уравнений, описывающая давление \({{p}_{s}}\), плотность пара \({{\rho }^{ - }}\) и плотность жидкости \({{\rho }^{ + }}\) на линии фазового равновесия технически важных веществ в диапазоне от тройной точки и до критической точки. На этапе разработки этой системы учитываются: а) особенности поведения ряда свойств (\({{\rho }^{ - }}\), \({{\rho }^{ + }}\), \({{p}_{s}}\), \({{d}_{f}}\) – средний диаметр линии насыщения, \({{d}_{s}}\) – параметр порядка) в критической области; б) некоторые положения масштабной теории критических явлений и теории ренормгруппы, которая адаптирована L. Wang и др. (2013) для веществ с заданной молекулярной структурой, включая SF₆; в) уравнение Клапейрона–Клаузиуса, в котором вместо теплоты парообразования \(r\) использована “кажущаяся” теплота парообразования, \(r{\kern 1pt} * = r{{\left( {1 - {{\rho }^{ - }}{\text{/}}{{\rho }^{ + }}} \right)}^{{ - 1}}}\). На этапе апробации данной системы уравнений предложена методика вычисления регулируемых коэффициентов, входящих в указанную систему на примере SF₆, для которой имеются прецизионные данные о термических свойствах, в том числе экспериментальные (\({{p}_{s}}\), \({{\rho }^{ - }}\), \({{\rho }^{ + }}\), \(T\))-данные. С помощью предлагаемой методики определены коэффициенты системы уравнений с использованием прецизионных данных для SF₆ и получены расчетные значения свойств SF₆ в заданном интервале температур. Выполнен статистический анализ неопределенности расчетных данных, в том числе найдены средние квадратические отклонения экспериментальных (\({{p}_{s}}\), \({{\rho }^{ - }}\), \({{\rho }^{ + }}\), \(T\))-данных от соответствующих уравнений. Показано, что предложенная система описывает перечисленные свойства с меньшей неопределенностью, чем неопределенность соответствующих свойств, отвечающих оригинальным уравнениям M. Funke и др. (2001). Температурная зависимость \({{d}_{f}}(T)\) предложенной модели удовлетворительно согласуется с моделью \({{d}_{f}}(T)\), которая разработана L. Wang и др. (2013) для критической области SF₆.

1 0

Новая корреляционная модель теплопроводности жидких гидрофторхлорпроизводных олефинов, гидрофторуглеродов и гидрохлорфторуглеродов

Номер выпуска 6 от 01.11.2023

Разработана корреляционная зависимость теплопроводности \({{\lambda }_{s}}\) жидких хладагентов на линии насыщения в виде простой функции от температуры \(T\): \({{\lambda }_{s}}{\text{/}}{{\lambda }_{0}} = {{(1 + \tau )}^{2}} + A{{\tau }^{{ - \chi }}}\) (где \({{\lambda }_{0}}\) – критериальная единица, \(\tau = 1 - T{\text{/}}{{T}_{c}}\), \({{T}_{c}}\) – критическая температура). Данная зависимость удовлетворяет требованиям динамической масштабной теории, в частности предельному переходу \({{\lambda }_{s}}(T \to {{T}_{c}}) \to + \infty \). Предложенная корреляционная зависимость апробирована на примере описания теплопроводности 17 жидких веществ в диапазоне параметров состояния от линии насыщения до критического давления \({{p}_{c}}\), в интервале температур от температуры тройной точки T_tr до \({{T}_{c}}\). Рассмотренные вещества включают девять хладагентов четвертого поколения – гидрофторхлорпроизводных олефинов, семь гидрохлорфторуглеродов и гидрофторуглеродов, а также C₃H₈. На примере описания \({{\lambda }_{s}}\) C₃H₈ показано, что предложенная корреляционная зависимость не только качественно, но и количественно точно передает поведение \({{\lambda }_{s}}\) в окрестности критической точки. На основе статистического анализа показано, что предложенная корреляция с существенно меньшей неопределенностью описывает данные о теплопроводности жидких гидрофторхлорпроизводных олефинов как на линии насыщения, так и в однофазной области. На основе предложенной методики впервые в интервале температур \(134.3 \leqslant T \leqslant 373.15\) К рассчитана теплопроводность цис-изомера R1225ye(Z).

1 0

МЕТОД РАСЧЕТА ЛИНИИ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ ТЕОРИИ РЕНОРМАЛИЗАЦИОННОЙ ГРУППЫ И УРАВНЕНИЯ КЛАПЕЙРОНА–КЛАУЗИУСА

Номер выпуска 2 от 13.05.2025

Предложена модель линии фазового равновесия диоксида углерода, базирующаяся на уравнении Клапейрона–Клаузиуса и теории ренормализационной группы для асимметричных систем. В рамках модели линии фазового равновесия диоксида углерода разработана система взаимосогласованных уравнений для плотности насыщенной жидкости ρ = ρ(T), плотности и давления насыщенного пара ρ = ρ(T) и p = p(T), «кажущейся» теплоты парообразования r = r/(1 – ρ/ρ), где r – теплота парообразования. Эти уравнения согласованы по критическим индексам линии насыщения β и изохороной теплоемкости α, критическим параметрам p, T и ρ, коэффициентам среднего диаметра f линии насыщения – D, D и D, которые определены на основе ренормализационной группы и соответствуют модели Янга–Янга: f = Dτ + Dτ + Dτ, где τ = 1 – T/T. В рамках предложенной модели линии фазового равновесия наиболее надежные и точные экспериментальные данные Duschek и др. (1990) о p, ρ, ρ передаются в пределах их неопределенности. При этом система взаимосогласованных уравнений описывает экспериментальные данные Duschek и др. (1990) о ρ, ρ с меньшей неопределенностью, чем известные уравнения линии насыщения CO. В модели линии фазового равновесия использованы критические параметры диоксида углерода – ρ = 467.6 кг/м, T = 304.1282 K, p = 7.3773 МПа, которые совпадают с приведенными в работах Duschek и др. (1990), Span и Wagner (1996). Установлено, что f = f(T) – в рамках предложенного подхода строго убывающая функция температуры. Дополнительно исследовано поведение линии насыщения в окрестности критической точки в рамках предложенной модели системы взаимосогласованных уравнений и локальных уравнений (Span и Wagner) с привлечением параметра порядка f и новых комплексов Z = ((ρ/ρ) – 1)/f, Z = ((ρ/ρ) – 1)/f.

9 0