Теплофизические свойства некоторых авиационных топлив в жидком и газообразном состоянии Варгафтик Н.Б. (1013730), страница 18
Текст из файла (страница 18)
2. Исследование упругости насы- щенных паров и термической стойкости авиационных топлив Т-1, Б-70 и Т-5 Авиационные топлива: бензин Б-70, керосин Т-1 н Т-5 являются смесями, поэтому упругость насыщенных паров при любой температуре зависит от соотношения объемов паровой и жидкой фаз. Измерения давления насыщен ных паров р=)(1) производились при соотношении объемов жидкой 1 и паровой фаз, равном — . а Перед проведением опытов Фиг. 1. Принципиальная схема уста- колба заполнялась исследуемой нонки для определения упругости наЖидкостью с таким расчетом, сыщенных паров топлив. ЧТОбЫ В онмтах Прн ВСЕХ Таина' 7 — колба с лелениями, у — каонлляо с тео. мананами а — отоосток и колбе аля отка.
РЗТурак СООТНОШеине фаэовЫх чиаания аоалука, 4 — теоыостат 5 — ортиче 1 ская труба катетометра, 6 — катетомето объемов было равно —. После 7 — ртутиыа манометр 4 этого отросток 3 вытягивался в капилляр на длину 10 — 15 мм, через который из колбы удалялся воздух, В процессе откачки капилляр перепаивался.
117 ров столба исследуемой жидкости соответствует одному миллиметру ртутного столба Н ус = —, о л Таблица 7 Упругость насыщенных паров ! +2,0 — 1,5 +1,9 -2,0 +3,0 -4,0 90,0 151,5 187,3 336,0 407,0 473,0 92,0 !50,0 189,2 334,0 410,0 469,0 21,1 32,2 42,1 50,2 58,0 63,5 +2 — 1,5 +1 -0,6 +0,7 — 0,8 "Д. Кэй и Т. Лэби, Справочник физикз-экспериментатора, ИЛ, 1949. 118 Затем проводились измерения давления насыщенных паров прн различных температурах. После медленного нагрева жидкости до требуемой температуры наступало тепловое равновесие.
Температура в термостате регулировалась электронным терморегулятором, датчиком которого была термопара, помещенная на наружной поверхности колбы. Температура пара измерялась аналогичной термопарой, помещенной в капилляр 2, впаянный в ~колбу в верхней ее части, При этом спай этой термопары находился в капилляре вблизи границы раздела обеих фаз. Другая термопара помещалась в тот же капилляр ниже уровня жидкости, Термопары изготовлены из медной и константановой проволок диаметром 0,15 ммТИзоляцией проволок термопары служит двухканальная фарфоровая трубочка наружным диаметром 1 мм.
Разница в температурах пара и жидкости обычно составляла О,1 — 0,2' С, Разница в температурах поверхности колбы и жидкости ие превышала 0,1 С. После проведения опыта при повышенных температурах при определенных значениях р и 1 производилось охлаждение термостата до комнатной температуры, Это было необходимо для выяснения величины давления остаточного газа, который мог образоваться в результате разложения жидкости при высоких температурах, Таким образом, при определении упругости паров исследуемых жидкостей одновременно изучалась и их термическая стотвкость.
Предварительно, с целью проверки работы установки, были проведены опыты с четыреххлористым углеродом СС14, для которого имеются достоверные данные по упругости паров, Табл, 1 показывает, что расхождение между нашими данными и данными, приведенными в работе Д. Кей и Т.
Лэби при давлениях выше 150 мл, составляет менее 1% и лишь при более низких давлениях — ниже 100 льн рт. ст. — эти расхождения доходят до 2%. ! После опытов с СС14 были проведены исследования зависимости р=)(1) авиационных топлив Т-1, Б-70 н Т-5. Для более полной характеристики эти исследования по упругости паров были выполнены как для жидкостей Т-1, Б-70 и Т-5, так и для их отдельных фракций. Фракционный состав топлив приведен в настоящем сборнике в другой нашей статье. * Упругость паров..-топлива определялась для двух соотношений )4 2У фаз ~ — и — ~. 1/.. Результаты исследования по упругости паров топлив Б-70, Т-1 и Т-5 приведены в табл. 2, 3 и 4.
Таблица 2 Упругость насыщенных паров бензина Б-70 и его фракций прн различных температурах в мм рт. ст. (опытные данные) Фракция 45 — 90' Фракция 90-120« Фракция 120 — 150' 1 'С Б-70 205 290 398 527 703 930 1185 П ри меча нне. Данные по упругости получены из опытов при отношении паровой части к жидкой, равном 411. Расчет теплоты испарения для исследованных жидкостей Полученные опытные данные для у'.пругости паров исследованных жидкостей и их фракций позволили расчетным путем определить теплоту испарения.
«См, статью «Экспериментальное исследование теплоемкости при постояииом давлении паров авиационных топлив — бенаииа Б-70, керосина Т-1 и топлива Т-5», табл. 3, 4 и 5. 119 20 30 40 50 60 70 80 90 100 11О 120 130 140 150 80 123 148 206 286 404 566 755 973 1230 130 160 210 292 414 596 795 1040 1320 99 130 173 225 297 385 490 618 805 1032 1257 Таблица 3 Упругость насыщенных паров керосина Т-1 н его фракций прн различных температурах в лглг рт.
ст. (опытные данные) Т-1 Фракция 117 †16 Фракция 170 — 200' Фракция 200о и выше г 'с 95 144 203 275 375 513 684 879 1087 1315 124 162 216 283 360 467 600 764 957 1170 1403 168 205 262 329 405 496 596 701 812 928 Примечание. Данные по упругости получены из опытов прн отношении паровой части к жидкой, равном 4/1. Для расчета теплоты испарения было использовано уравнение Клапейрона †Клаузиу: ар А ат Т (оеар ожилк) Т вЂ абсолютн температура; Š— молярная теплота испарения; и Ф ,„ †удельн объемы пара и жидкости; А †механическ зквивалент теплоты. где вар 120 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 35 56 84 117 160 210 270 333 406 485 572 670 777 906 1040 1218 1398 1600 1851 Тлблияа 4 Увругость насыщенных паров топлива Т-5 врн различных температурах для двух соотношений жидкой и паровой фаз в млл рт. ст.
(олытиые данные) ппар 2 "пар 2 епар 4 ппар 4 г ос л 'С Ежилк ежилк Пжилк ржилк 410 574 800 1094 !285 Удельный объем пара о„, можно определить по уравнению для идеального газа ГлТ Ф пар Р (4) где Р— универсальная газовая постоянная. Так как удельный объем жидкости о„ ничтожно мал по сравнению с удельным объемом пара о„„„то величиной о„жж можно пренебречь. Интегрирование уравнения (3) приводит ~к соотношению АЕ 1 !ар= — — — + С. л1 Т (5) При построении зависимости 1п р от — для всех исследованных 1 Т топлив и их фракций, в широком интервале температур, получились прямые линии, По углу наклона этих прямых можно рассчитать среднюю молярную теплоту испарения для данного интервала температур.
В табл. 5 приведены значения средних молярных теплот испарения жидкости Б-70 и Т-1, а также их фракций. В последней графе указаны интервалы температур, для которых вычислены средние значения молярных теплот испарения. В табл. 6 приведены значения средней молярной теплоты испаренияя топлива Т-5 при различных соотношениях объемов паровой и Жидкой фаз и в различных интервалах температур. 121 20 40 60 80 100 120 140 160 53 62 70 81 102 140 196 279 44 47 52 60 71 84 108 160 180 Юо 220 240 250 260 270 238 350 520 765 915 1090 1284 Таблица б Теплота испарения жидкостей Б-70 и Т-1 н пх фракций (расчетные данные) Средняя молярная теплота испарении 5 ккал1 моль Интервал температур т ОС Жидкость Таблица б Теплота испарения жидкости Т-5 (расчетные данные) Средняя молярная теплота испарения 5 икал(моль Отношение объема паровой фазы к объему жидкой Температурный интервал 1 'С 160 †2' 7628 4 1 140 — 270' 8480 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Создана экспериментальная установка, позволяющая исследовать зависимость упругости насыщенных паров смесей при различ.
ных соотношениях паровой и жидкой фаз. Установка позволяет одновременно определить температуру начала разложения жидкости. Проведены экспериментальные исследования зависимости р= =11'1) насыщенных паров трех авиационных топлив (Б-70, Т-! и Т-5) в широком интервале температур, Для топлив Б-70 и Т-) зависимость р=Я) получена для неразогнанных топлив и для их фракций.
Для топлива Т-5 зависимость р=у(1) получена для не- разогнанного топлива. Экспериментальные данные по упругости для всех трех указан. ных авиационных топлив позволили рассчитать их молярную теплоту испарения. Бензин Б-70 фракция 45 — 90ь фракцкя 90 — 120ь фракцкя !20 †1' Керосин Т-1 фракция 117 — 160' фракция 170 — 200' фракция 200' и выше 7739 7050 7387 7100 7320 7200 7100 7180 50 100' 20 — 100' 50 — 100' 50 — 150ь 20 50о 50-150о 100-200' 140 — 200ь Канд. техн, наук Э.
А. ВАЛАМУТОВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПАРОВ И МОЛЕКУЛЯРНОГО ВЕСА БЕНЗИНА Б-70 И КЕРОСИНА Т-1 В задачу настоящей работы входило экспериментальное определение плотности паров и расчет по полученным данным молекулярного веса бензина Б-70 и керосина Т-1. В основу экспериментальной установки положен м етод г и дростатического взвешивания сприменением кварце. вых весов пружинного типа 1'1). До сих пор кварцевые весы применялись для исследования плотности паров при сравнительно невысоких температурах. Вагнер и другие исследователи 116, !7) пользовались ими до температуры 35 С, а М.
И. Шахпаронов — до 100' С 19). Нами была сделана попытка создать такой метод измерения, ко торый был бы применим при достаточно высоких температурах, Создание метода измерения, пригодного для более высоких тем ператур, потребовало дополнительного изучения упругих свойств плавленого кварца при повышенных температурах, так как разноречивые данные для модулей сдвига и Юнга, приведенные в опубликованных работах, например в (4, 7, 10, 12, 14), не позволяли воспользоваться ими для расчета температурных поправок для наших весов, Учет этой поправки производился экспериментально — градуировкой кварцевых весов в вакууме при различных температурах.
Метод, примененный в настоящей работе, и создание соответствующей установки позволили определить плотность и молекулярные веса бензина Б-70 и керосина Т-1 и отдельных узких фракций этих многокомпонентных жидкостей в зависимости от средней температуры кипения, 1. Теория метода Плотность жидкой или газообразной среды может быть опреде.
лена взвешиванием в исследуемой среде тела известного объема. В нашем случае этот объем У в см' равен объему измерительной системы «спираль — шар», образующей кварцевые весы. Перемещение спирали (укорочение ее) в исследуемой среде от исходного положения (положения ее в вакууме) А7.~ при темпера: 123 туре г в точности соответствует потере в весе ЛР массы этого объ- ема )г: ЛР=а ЯЛ/.„ (1) где аЯ в г/мм — чувствительность спирали, являющаяся функцией температуры. Плотность исследуемой среды у в г/смз будет определяться формулой '1 а (г) (2) Отношение а(Г)/Ъ' в г/смз мм обозначим через К(1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
