Аннотаиия. Диссертационная робота доовящена вксперяментально-ыу исследованию вязкости элементарной серы и бинарной системы сере - йод на лиши насыщения.
Актуальность темы. Исследование серы представляет большой научный а практический интерес, что обусловлено, во-первых, аномальностью многих свойств этого вещества и, во-вторых, широким его использованием в различных отраслях промышленности.
Известно, что аномалия свойств серы определяется происходящими в жидкой фазе при температуре 432 К структурными изменениями, связанными о образованием высокомолекулярных линейных полимеров
So, • 1Яе И" Д00*51™8* *°6- ^Рче всего полимеризация сказывается на поведении вязкости. Вязкость жидкой серы при повышении температуры от точки плавления (~ 392 К) до 432 К плавно убывает, а в интервале температур 432-460 К возрастает приблизительно на четыре порядка, проходя при температуре 460 К через максимум. Дальнейшее повышение температуры приводит к постеленному снижению вязкости, однако даже в области высоких температур вязкость расплава остается высокой.
Полимеризация сера при температурь 432 К классифицируется как <*язовый переход П-го рода, подобный X - переходу в жидком гелии in не имеет аналогий среди элементарных жидкостей.
В настоящее время известно, что механизм полимеризации носит универсальный характер, и информация о поведении свойств (прежде всего вязкости) серы и растворов на ее основе является фактическим материалом для понимания процессов, происходящих в подобных системах и для моделирования явлений в теории фазовых переходов и теории полимеризации.
Проблемы, возникающие при получении элементарной . ри из нед.' земли и отходящих газов ТЭЦ, металлургических, нефтеперерабатыЕав-щих и других производств, а также в технологических циклах, связанных с ее применением, ?п:::е требуют комплексного исследования тепло-физических СЕ 0.1с ТВ.
В последние годг появился новый аспект использования сери. Ь^ многих эблостях науки и техники находят виролсо применение тепло-вне трубы, предстаьшоцие собой высокоэффективные теплоперед^зд'.е
огройства. В качестве теплоносителя для тепловых труб в проыышлен-ао важном диапазоне температур 600 + 900 К, где на сегодняшний день практически отсутствует приемлемый теплоноситель, предполагается использовать серу. Однако, применение серы осложняется ано-мсльяо внсакиш значениями вязкости при температурах выше 432 К.
Вязкость серы можно существенно снизить внеыением в расплав чекоторых добавок. Наиболее сильное влияние на вязкость "называют галогены. Это обстоятельство делает перспективном использование а тепловых трубах серы, легированной галогенами. Внедрение тепловых груб ва сере в промышленность ограничивается из-за недостатка сне деньй о свойствах серы и бинарных систем на ее основе в широком ьнтервале температур, к,к как необычное поведение вязкости исключает возможность надежной экстраполяции имеющихся экспериментальных данных.
Работа выполнена в соответствии с Координационным планом НИР АН СССР по комплексной проблеме "Теплофизика" на 1981 - 1985 гг. (задание I.9.I.I).
Ноль'работы;
- исследование вязкости чистой серы;
- изучение влияния малых добавок йода на вязкость серы в широкой области жидкого состояния.
QcHOBHue результаты
1. Разработана конструкция капиллярного вискозиметра и создана экспериментальная установка для исследования вязкости химически активных веществ в области высоких температур.
2. Измерена вязкость жидкой серы в интервалах температур 359 -- 432 К к 590 - 981 К, т.е. от метастабильного состояния до точки
А - перехода и в ранее не исследованной области высоких темпера-*УР.
3. Исследовано влияние малых добавок йода (0,9} 3,6 х 8,9 маос.Я ) на вязкость серы в интервале температур 363-900 К, включающем область максимальных значений вязкости.
4. На основании анализа фазового равновесия в системе сера -йод показано, что исследуемую систему можно рассматривать как идеальный раствор. Рассчитаны концентрации йода в жидкой и паровой фазах, плотности жидкости и пара, а также давление смеси. Результаты экспериментального исследования фазового равновесия в сере с добавкой 3,&% йода хорошо согласуются с расчетными данными.
Научная новуэда,-
1. В области мвтастабвльного состояния ебнаружваа аанш'имость вязкости серы от термической предыстории образца, что обусловлено кинетическими особенностями образования ЗГ- компоненты в расплаве серы. Расслоение кривой вязкости достигает 15 %.
2. Впервые измерена вязкость жидкой серы ври температурах выше 580 К. Полученные денные в настоящее время являются единствен ными.
3. Впервые в широком диапазоне жидкого состояния (360 - 900 К) получены количественные данные, характеризующие влияние малых добавок йода на вязкость серы.
4. Проведено исследование температурной зависимости состава жидкой фазы для серы, содержащей 3,6 масс./J йода.
АВТОР защищает?
- конструкцию капиллярного вискозиметра;
- новые результаты экспериментального исследования вязкости жидкой серы;
- новые результаты экспериментального исследования вязкости бинарной системы сера - йод;
- результаты исследования фазового равновесия в онотеме сера йод;
- результаты анализа и обработки опытных данных » таблицы сглаженных значений вязкости в интервале температур 360 * 980 К.
Практическая денкость. Созданная в Институте высоки темпера тур АН СССР установка позволяет проводить прецизионные измерения вязкости химически активных жидкостей в области высоки температур • повышенных давлений на лиши насыщения. Эта установка может быть рекомендована организациям, занимающимся жсследованвем трансиорт-ных свойств веществ. В настоящее время вискозиметр ИВТАН используется на кафедре Теоретически^ основ теплотехнккж Московского энергетического института для исследования расплавов полупроводниковых материалов.
Полученные в работе данные по вязкости элементарной серы • серы с добавками йода используются в Институте тепло- и массообме на именк А.В. Лыкова АН БССР для расчета конструкций орадивтемпв-ратурных тепловых труб.
Цена: 100руб.
