Штехер М. С. - Топлива и рабочие тела ракетных двигателей (1043408), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

При эксплуатации теплотворная способность единицы объема имеет большее значение, чем теплотворная способность единицы массы. Поэтому некоторые вещества, обладающие высокими значениями теплотворной способности единицы массы, оказываются малопригодными или вызывают большие трудности при эксплуатации в качестве компонентов топлива, так как имеют низкую плотность, т. е. большой объем. К таким веществам следует отнести прежде всего сжиженные газы (метан, водород и др.). В сложных топливных композициях относительный удельный вес топлива определяется по формуле

где b₁, b₂,...,b_n - содержание компонентов в топливе по объ-ему в %; ₁, ₂,..., _n - относительная плотность компонентов.

Если известно содержание компонентов в топливе по весу в %, то относительная плотность определяется по формуле

где a₁, a₂,..., a_i, - содержание компонентов в топливе по весу в %; ₁, ₂,..., _i - относительный удельный вес компонентов.

Плотность компонентов смеси горючего и окислителя находится в зависимости от соотношения компонентов топлива х и коэффициента избытка окислителя . Для 1 кг горючего масса топлива равна 1+ (кг); объем горючего и окислителя соответственно

Тогда

Для большинства топлив  значительно больше единицы и, следовательно, на массу топлива особенно существенно влияние

37

п лотности окислителя, чем она больше, тем больше плотность топлива. Существенное влияние на плотность топлива и его компонентов оказывает температура, что нужно учитывать при расчетах размеров трубопроводов и баков для топлива.

С возрастанием температуры плотность топлива и его компонентов уменьшается (рис. 1.3). Эта зависимость обычна оценивается по экспериментальным данным. Для ряда топлив имеются эмпирические формулы, учитывающие поправку на температуру. Если определение плотности произведено при температуре t, °С и для исследуемой жидкости известны температурные поправки, т. е. изменение плотности в зависимости от изменения температуры на 1°, то плотность вычисляют по формуле:

где d₄^t - плотность продукта, определенная при какой-либо тем-пературе и отнесенная к плотности воды при температуре +4° С; А - средняя температурная поправка плотности на 1° С,.зависящая от закона расширения жидкости.

Для нефтепродуктов поправка находится в зависимости от плотности и берется из табл. 1.1 и 1.2. При определении плотности нефтепродуктов надежные результаты получаются лишь в случае непарафинистых продуктов. Для этих продуктов при пользовании поправками в температурном интервале от 0 до 50° С степень погрешности может составлять ±0,0005.

При определении плотности парафинистых продуктов ошибки при вычислении с помощью поправок могут доходить до ±0,0030.

Пересчет плотности для углеводородных горючих, экспериментально определенной при температурах выше 50 и ниже 0°С,

на d²⁰₄ не дает гарантии правильности получаемых результатов. В этом случае лучше пользоваться экспериментальными данными.

В зависимости от требуемой точности и условий, при которых приходится определять плотность, применяется ареометрический или пикнометрический метод.

По точности результатов определения плотности жидкости на первом месте стоит пикнометрический метод. Ареометрический метод дает менее точные результаты, но отличается простотой и скоростью выполнения.

38

Таблица 1.1 Средние температурные поправки на плотность

нефтепродуктов

Таблица 1.2

Температурные поправки для HN0₃

(в интервале температур 15-25° С)

Примечание. При введении поправок на температуру их нужно брать на ожидаемую плотность.

Вязкость компонентов топлив

Вязкостью (или внутренним трением) называется свойство, проявляющееся в сопротивлении, оказываемом жидкостью перемещению ее частиц под влиянием действующих на них сил.

Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную.

Динамическая вязкость

Динамической вязкостью (или коэффициентом внутреннего трения) называется сила сопротивления двух слоев жидкости

39

площадью 1 см², находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга со скоростью 1 см/с.

Единицей динамической вязкости является пуаз, представляющий собой вязкость жидкости, оказывающей взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью в 1 см², находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга со скоростью 1 см/с, силу сопротивления в 1 дину. Сотая часть пуаза называется сантипуазом. Динамическая вязкость выражается в г/с.

Таким образом 1 пуаз = 100 сантипуазам = 1 г*см/с.

Динамическая вязкость при температуре t обозначается _t

Кинематическая вязкость

Кинематической вязкостью (или удельным коэффициентом внутреннего трения) называется сила сопротивления двух слоев жидкости площадью в 1 см², находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга со скоростью 1 см/с, отнесенная к единице плотности.

Кинематическая вязкость представляет собой отношение динамической вязкости к плотности при той же температуре.

Единица кинематической вязкости - стоке представляет собой вязкость жидкости, плотность которой равна 1 г/см³ и которая оказывает взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью в 1 см², находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга со скоростью 1 см/с, силу сопротивления в 1 дину. Сотая часть стокса называется сантистоксом. Кинематическая вязкость выражается в см²/с.

Таким образом, 1 стокс = 100 сантистоксам = 1 см²/с.

Сокращенное обозначение стокса — Ст, сокращенное обозна-чение сантистокса — сСт.

Кинематическая вязкость при температуре t обозначается _t .

Если _t - динамическая вязкость в пуазах (г-см/с) при температуре t; _t- кинематическая вязкость в стоксах (см²/с) при температуре t и d_t — плотность (г/см³) при температуре t, то

Условная вязкость в градусах Энглера

Числом градусов Энглера (или «вязкостью по Энглеру») называется отношение времени истечения из вискозиметра Энглера 200 мл испытуемой жидкости к времени истечения 200 мл дистиллированной воды при t = +20° С. Число градусов Энглера при температуре t обозначается E_t.

40

Д
ля перевода более высоких значений кинематической вяз­кости следует пользоваться формулами

где E_t - условная вязкость нефтепродуктов при температуре t,

градусы Энглера;

_t - кинематическая вязкость нефтепродуктов при температуре t, сСт.

Температура застывания - температура плавления

Температурой начала застывания называют температуру начала кристаллизации или образования твердой фазы в жидкости.

Для чистых индивидуальных веществ эта температура соответствует температуре начала плавления — температуре начала перехода вещества из твердого в жидкое состояние. Обе эти температуры обычно определяются экспериментальным путем. В табличных данных обе температуры — застывания и плавления — часто однозначно заменяют одна другую и являются весь-ма важным показателем в характеристике топлива или его компонентов.

Существует два основных метода, с помощью которых можно определить фазовое состояние вещества, температуру выпадения твердой фазы - температуру замерзания: визуальный метод и метод кривых время - температура.

Сущность визуального метода заключается в том, что охлаждая или нагревая вещество, фиксируют температуру застывания (при охлаждении) и исчезновения твердой фазы (при нагревании), совпадение обеих температур (застывания или плавления) показывает, что равновесие было достигнуто с двух сторон.

Во избежание ошибок необходимо тщательно перемешивать жидкость и не прибегать к большим скоростям охлаждения. Этот метод пригоден для прозрачных систем.

Преимущество метода - простота и быстрота; недостатки -возможность субъективных ошибок, непригодность метода к определению температуры конца затвердевания и превращения в твердое состояние, но при известных навыках метод может служить для быстрого определения температуры начала кристаллизации.

От этих недостатков свободен метод кривых охлаждения или нагревания.

В простейшем виде он заключается в том, что через небольшие промежутки времени () измеряют температуру (t, ° С) непрерывно охлаждающейся или нагревающейся системы.

Результаты наблюдения изображают графически, откладывая время по абсциссам, а температуру - по ординатам.

Кривые зависимости времени от температуры, полученные при охлаждении, называются кривыми охлаждения (рис. 1.4).

41

Если при непрерывном изменении температуры система не претерпевает никаких фазовых превращений, сопровождающихся выделением или поглощением, тепла, то ее теплосодержание, а следовательно, и температура являются непрерывной функцией времени. Поэтому зависимость температуры системы от времени изображается непрерывной кривой 1 (см. рис. 1.4).

Характеристики

Список файлов книги