?лава I. Конструкционные материалы, применяемый для работы ари
', высоких и сверхвысоких давлениях........... 9
'(, Стали и сплавы............ ............ 9
V Термическая обработка.............'......... Ш
^ Испытание материала..................,..... 13
\- Механическая обработка . ' .................. 15
. Поведение стг&ей, металлов и сплавов в условиях эксперимента . . 15
i Прокладочные материалы.................... ^24'
Изоляционные материалы . .................. 89, ]
Передающие давление среды . ..........'........ 3$
Литература...........>............... 41,
Глава II. Расчет и конструирование аппаратуры высокого и сверхвысокого давления....................., 44,
Расчет аппаратуры ....;.......,;.......... 44
Поведение материала под нагрузкой . . , . ;» . . ."..... 44
Напряжения, возникающие в,толстостенных сосудах под давлением 48
Эквивалентные напряжения.........,........ 50
Учет1 температурных напряжений ................ 55'
Одновременное действие давления и температуры........ 58'
Конструирование аппаратуры......'-.......... 59"
• Автоскрепленные сосуды................... 59
'.Многослойные сосуды . .........)'.,........ 61
>Ох:уды с переменной внешней механической' Поддержкой .... 64
Сосуды с гидравлической поддержкой ..,,......... 68
Клиновые сосуды........;...'........... 69
Тетраэдральный пресс ..,'.,..............• . 72
Конические пуансоны ..................... 73
Белт-айпарат....................... 75
Поршневой пьезометр...............-...,. 77
Литература .......................... 78
^Г дав а///. Методы создания давления при нормальных и высоких темпе-
• 1 ратурах........... . . ,............ 80
Сжатие газов......................... 80
Лабораторные компрессоры................. v 80
Дожимающие ступени..................... 81
Сжимающие устройства................... 84
*' Другие методы сжатия газов................. '87
Сжатие жидкостей и твердых тел.........,....... 88
Жидкостные насосы и компрессоры.............. 88
Механический пресс Сидорова................ 96
Мультипликаторы..................... 96
Пуансонные аппараты.................... 108
Клиновые аппараты...................... 111
Бандажные (белт) аппараты,................. 113
Малогабаритные гидравлические прессы ...'„. *v.'..... 114
Создание высоких давлений с одновременнцм приложением силы
сдвига.......................". . . . 115
Другие методы получения высоких давлений .......... 117
Нагрев при высоких давлениях ...'...,•.......... ,118
Литература.......................... 123
Глава /V. Методы измерения высоких давлений.......... 126
' . Единицы давления...................... 126
Абсолютные манометры.............:...... 126
Жидкостные манометры..........'...•....... 127
Поршневые манометры...................-. 128
Относительные манометры................... 150
Манометры, в которых используются упругие свойства материалов 150
Электрические манометры...............'. . . 154
Крешерный манометр Рябинина.......'........ 169
Дифференциальные манометры . ................. 171
Литература . ....................'..... 177
Глава V. Измерение расхода и температуры сжатой среды..... 180
Измерение расхода сжатой среды ................ 180
Реометры высокого давления...........-...... 180
Измерение, температуры при высоком давлении......... 186
Литература.......................... 189
Г лав а VI. Детали установок высокого давления . ......... 190
Вентили I. .......................... 192
Регулировочные вентили................... 192
Запорные вентили ,..................... 194
Затворы лабораторных аппаратов................ 201
Затворы с компенсированной площадью . . ".......... 201
' Затворы с некомпенсированной площадью........... 203
:v Затворы для аппаратов большого диаметра.......... 208
Гидравлические затворы................... 209
' Сальники................•........... 210
Сальники с естественным уплотнением............ 211
Сальники с набивками.................... 212
Уплотнения поршней мультипликаторов............ 217
Уплотнение малого поршня................. 217
Уплотнение большого поршня................ 221
Клапаны...................^...... . 223
Соединения........................... 224
Прокладки ......................... 224
Конусы.........•................. 225
Чечевицы.......................... 225'
Губы............................ 226
Соединение металла со стеклом......».......... 227
Спаи стекла с металлом................... 230
Техника электроизоляции................... 230
Электровводы низкого давления............... 230
Электровводы типа некомпенсированной площади ....... 230
Смотровые окна........................ 236
Литература -'з*-*^...........•........... 240
лав а VII. Перемешивание и циркуляция под давлением...... 243
Перемешивание .1....................... 243
Механические мешалки ................... 243
Вращающиеся и качающиеся аппараты............ 244
Электромагнитные мешалки................. 245
Циркуляция......................... 255
Литература.......................... 259
лава V///. Общее оборудование лабораторий высокого давления . . 260
Здание............................ 260
Оборудование........................ 261
Газгольдеры...................... . . 261
Компрессор........'................ . 261
Очистка газов....................... 262
Установка аппаратуры................... 262
Правила эксплуатации.................... 267
Литература.......................... 267
л а в а IX. Методика исследования фазовых равновесий при высоких
давлениях . . ...........<......... 268
Система жидкость—газ...........'.......... 270
Система твердое тело—жидкость................ 294
Система газ—газ.................'...... 308
Л . ' 1 \) V.r ' Г * П- I «
> > 'f vV.^
Система твердое тело— газ ....... ". . , .Г,.; ••>'
' Методы отбора проб для анализа ....;.„, .v> '. . ..... 309 '
Методы анализа . ............... , ' . , ..... 310
Объемные, измерения . , ........ '"..''.'. . ., .... 310
Весовые измерения .............. ' ....... 313
Литература . , .......... .............. 316
Глава X. Определение сжимаемости газов и жидкостей . . ..... 318
Сжимаемость газов ....... .......... , , ..... 319
Измерения пьезометрами постоянной емкости ......... 319
Измерения пьезометрами переменной емкости ." ........ 328
Измерения пьезометрами переменной емкости с изменяющимся
: количеством вещества ... ........ ....... 351
Сжимаемость жидкостей .... . •...._.. ....... 355
Измерения пьезометрами постоянной емкости . . . . .... ..... 355
Измерения пьезометрами переменной емкости '.'...• ...... 356
Измерение сжимаемости при помощи пикнометров ...... 360
• Определение сжимаемости методом гидростатического взвешива-
ния .....'..... ....... ..... . . . . v. . 361
Литература . ......... ........ i . ..... 368'
Глава XI. Методика измерения поверхностного натяжек чя и смачи-
"'•' •,•'•• ваемости ,..*.....,. ..... ........ 370
1 Измерение поверхностного натяжения на границе жидкость — газ . . 370
,,» Метод капиллярного поднятия . . ... . . . ..... s. . . 370
' Метод максимального давления в пузырьке . .. ....... . 372
Метод висячей кайли . . . . . . . .".'.' ..... • -' - • - - 375
• Метод веса (объема) капли . . . . . . . . . . . •... . . . ; . 378
• Измерение краевых углов (смачиваемости) при высоких давлениях . 378
Измерение поверхностного натяжелия на границе газ— газ .... 381
Литература .......... ....... ......... 383
Глава XII. Оптические, рентгеновские и электрические измерения . 384
Оптические измерения ..... ...... ..'.'.".. ..... 584
Рентгеновские измерения ....... . . . .^ ......... 388
Электрические измерения . ... , . . . . . . . . . . . . . . 391
Литература ...'.... .- .............. ..... 395
Приложения . . . . 'i.. . . . . . . . . . . . -. . , . . ., ' . 397
Предметный указатель. ............. ..... 405
•' .- • У: . '"' '•' ' ' . • : '
*торое издание этой книги вышло в 1958 г. За годы, прошед-f шие с того времени, были разработаны и испытаны но-|ie конструкции аппаратов высокого давления, позволившие |0стигать давлений порядка сотен тысяч атмосфер при очень ыйоких температурах в далеко не микроскопических объемах. !Ьздаыие тЙЙОЙ^аппаратуры и проведение на ней исследований :ривели к синтезу'алмаза и боразона. Был налажен промышлен-/ (ый выпуск этих веществ. §а это же время значительцр расшири-[ась область применения высоких давлений. ,
Все это не могло не сказаться на содержании книги. Следует дметить, что за указанный период было опубликовано огромное [исло работ, посвященных влиянию давления на различные йгаичр,скке и химические свойства веществ, методам исследований при высоких давлениях и т. п. Автор попытался отобрать ииболее ценное, что ему стало известно из литературы и шчного опыта.
Большее (по сравнению со вторым изданием) внимание уде-1ено вопросам конструирования аппаратуры высокого и сверхвысокого давления » измерению давления; освещаются вопросы авмерения температуры. . • ' . •
; Переработаны глгшы, посвященные методам исследования {(азовых равновесий и сжимаемости. Написана новая глава, исающаяся методов оптических, рентгеноструктурных и электрических измерений. Обновлен материал, Приведенный и в.других глава* этой книги.
Настоящая книга представляет собой . руководство по технике физико-химических исследований при высоких давлениях и содержит описание материалов, аппаратуры и методов создания и измерения высокого давления. В книге также освещены вопросы методики изучения фазовых равновесий и сжимаемости газов и^идкостей под давлением.
Книга рассчитана на работников научно-исследовательских институтов и инженеров, занимающихся физико-химическими исследованиями при высоких давлениях.
^Предисловие
СОДЕРЖАНИЕ
---------........... 7
f Глава I. Материалы, применяемые для работы
г, при высоких давлениях
|> Стали ............................... 9
| 'Термообработка.........'............... 10
|t. Испытание........_................... 11
|- Механическая обработка.................... 12
Jv1 Поведение сталей в условиях эксперимента........... 12
|, Прокладочные материалы..................... 19
1: Изоляционные материалы...................... 22
ПередающиеЪсавление среды.................... 24
Литература......................• . . . . 27
Глава II. Расчет и конструирование аппаратуры высокого давления
Расчет, аппаратуры ........................ 28
Поведение материала под нагрузкой............... 28
Напряжения, возникающие в толстостенных сосудах под действием давления .... г................... 31
j Эквивалентные напряжения................... 34
! • Учет температурных напряжений................ 38
> Одновременное действие давления и температуры........ 40
• Конструирование аппаратуры.................... 41
•••'';' Автоскрепление........................ 41
%• Многослойные сосуды...................... 42
Сосуды с переменной внешней механической поддержкой .... 44
Сосуды с гидравлической поддержкой.............. 46
Литература........................... 48
; Глава III. Методы создания давления
' Сжатие газов..........................• 49
Лабораторные компрессоры................... 49
Дожимающие ступени...................... 50
Сжинающие устройства..................... 51
Другие методы сжатия газов.................. 54
Сжатие жидкостей......................... 54
Жидкостные насосы....................... 54
Механический пресс Сидорова............(..... 58
Мультипликаторы........................ 61
Другие методы получения высоких давлений.......... 71
Литература........................... 72
Глава IV. Методы измерения высоких давлений
Единицы давления......................... 73
Абсолютные манометры...................... 73
Жидкостные манометры-..........;.......... 73
Поршневые манометры..................... 75
Относительные манометры..................... 37
Манометры, в которых используются упругие свойства материалов . ............................. 87
Электрические манометры..............:..... 88
Интерференционный манометр.................. 97
Дифференциальные манометры.............•..... 98
Реометры высокого давления.................... 103
Литература........................... 104
Глава V. Детали установок высокого давления
Общие замечания......................... 105
Вентили............................. . 107
Регулировочный вентиль с конусной шпилькой ......... 108
Вентиль с шариковой шпилькой................. 109
Запорный вентиль со свободным конусом............ 109
Прессвентили /......................... 110
Вентиль с постоянным объемом................. 111
Уплотнения лабораторных аппаратов. ............... 112
Затворы с плоскими прокладками и компенсированной площадью 112
Затворы с некомпенсированной площадью............ 115
Линзовый затвор . ......................• 116
Затвор с волнообразным кольцом................ 118
•Сальники..........;.................. 119
Простой сальник......................• • 119
Самоуплотняющиеся сальники................. 120
Соединения............................ 121
Прокладки........................... 121
Конусы...............>...............121
Чечевицы............................ 123
Губы......,........................ 123
Соединения металла со стеклом,................ . 124
Техника электроизоляции ................ ......
Электровводы низкого давления.................125
Электровводы на принципе некомпенсированной площади .... 125
Более сложные конструкции вводов ..............128
Литература...........................130
Глава VI. Перемешивание и циркуляция под давлением
Перемешивание..........................131
Механические мешалки.....................131
Электромагнитные мешалки.................• . 132
Циркуляция..........................• . 139
Циркуляционные насосы с механическим приводом........140
Электромагнитный циркуляционный насос.........'. . . 140
Литература.................•.........142
Глава VII. Общее оборудование лаборатории высокого давления
Здание........: . . ,.................. 143
Оборудование...........................144
Газгольдеры.......................: . . 144
Компрееьор..........................144
Очистка газ75в.........................144
Установка аппаратуры . ..................У. 145
Правила эксплоатации......................'. 147
Литература . ..........................148
Глава VIII. Методика исследования фазовых равновесий при высоких давлениях
Система жидкость—газ......................148
Определение растворимости газов в жидкостях.........151
Определение равновесия жидкость —пар в смесях углеводородов 158
Определение растворимости жидкостей в сжатых газах.....165
1' Система твердое тело — жидкость.................169
Определение растворимости твердых тел в жидкостях......169
v Система газ — газ.........................173
Определение ограниченной взаимной растворимости газов .... 173
Система твердое тело — газ.....•...............174
Методы отбора проб для анализа..................175
Методы анализа..........................176
Литература...........................183
г Глава IX. Определение сжимаемости газов и жидкостей
Сжимаемость газов........................184
Установки с пьезометрами постоянной емкости . . .......184
Установки с пьезометрами переменной емкости .... • . . . 189 Смешанные методы.......................197
Сжимаемость жидкостей ...................... 199
Пьезометры постоянной емкости................. 199
Пьезометры переменной емкости................ 200
Пикнометры.......................... 202
Литература........................... 204
/ Приложения
I. Стали, применяемые при изготовлении аппаратуры высокого давления ........
--.-.......................205
II. Химический состав сталей, применяемых при изготовления
злени
—............................". . 207
IV. Пересчет чисел Бринеля и Роквелла на предел пплонплт» опо
t г г*
^.„..„-.^лии v-uurae сталей, применяемых при изготовлении
аппаратуры высокого давления . . f .......... . . 206
III. Свойства сталей, применяемых при изготовлении аппаратуры высокого давления.....
,г------ ------. иуиисли и гоквелла на предел прочности. . 208
V. Переводная таблица единиц давления ............ 210
Предметный указатель...................'.... 212
| ПРЕДИСЛОВИЕ
I Применение высоких давлений в технике получило особенно | большое распространение за последние два десятилетия. Высо-I кое давление является мощным средством воздействия на веще-| ство и в ряде случаев дает возможность получать новые продукты I и ускорять течение реакций. Лабораторные исследования, прово-| димые при высоких давлениях, позволили обнаружить такие [ закономерности, которые в обычных условиях остаются незаме-$ ченными,
| Среди исследователей, изучавших процессы, идущие под высо-I ким давлением, почетное место принадлежит ученым нашей у страны. ~~^..
' Еще в 1838 г. в Русской Академии Наук была выполнена проверка закона Бойля для воздуха при 100 ат, а также изучена :; сжимаемость стекла. Изучением сжимаемости веществ занимался f великий русский ученый Д. И. Менделеев. Большую роль в раз-! витии учения о критическом состоянии сыграли теоретические исследования А. Г. Столетова (1892—1894 гг.) и экспериментальные •^ работы М. П. Авенариуса, А. Н. Надеждина и многих других (1875—1887 гг.). О. Д. Хвольсон в 1881 г. впервые обнаружил влияние давления на электропроводность металлов. Н. А. Пушин и И. В. Гребенщиков изучили изменение температуры плавления и сдвиг эвтектической температуры при повышении давления j до 4 000 ат. В настоящее время систематические исследования . при высоких давлениях охватывают области термодинамики,
- -явлений переноса, кинетики и катализа, процессов полимеризации и др.
; Предлагаемая книга представляет собой практическое пособие
• по технике исследований при высоких давлениях. В ней сделана попытка обобщить опыт лабораторных исследований и конструи-
' рования аппаратуры, освещенный в литературе. При этом автор '_ широко использовал и свой личный опыт работы в области высо-*' ких давлений.
?•v В книге последовательно рассмотрены вопросы подбора мате-5 риалов, конструирования аппаратуры и отдельных ее деталей !, и проведения эксперимента. Наряду с этим разобраны методы ! создания и измерения давления, перемешивания под давлением
I ИДР-
Цена: 150руб.
