Штехер М.С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей (1241539), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Плотность топлива зависит от плотностей компонентов и соотношения х. При эксплуатации теплотворная способность единицы объема имеет ббльшее значение, чем теплотворная способность единицы массы. Поэтому некоторые вещества, обладающие высокими значениями теплотворной способности единицы массы, оказываются малопригодными илн вызывают большие трудносли 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, водо. род и др.). В сложных топливных композициях относительный удельный вес топлива определяется по формуле 7,= ЬЛ~+ Ь.ух+ .. + Ьпта (1. 38) 100 где Ьь Ь,, „܄— содержание компонентов в топливе по объему в ьй; уь ть..., у„— относительная плотность компонентов. Если известно содержание компонентов в топливе по весу в '~',, то относительная плотность определяется по формуле 7,= (1. 39) а~ аз а~ + +...+ в тг в где аь а,, ..., а; — содержание компонентов в топливе по весу в %; уь уь ..., у; — относительный удельный вес компонентов.
Плотность компонентов смеси горючего и окислителя находится в зависимости от соотношения компонентов топлива н н коэффициента избытка окислителя а. Для 1 кг горючего масса гоплнва равна 1+к (кг); объем горючего и окислителя соответ отвеяно Г„„,=!(у„., н Г,„=1!у„„[м'(кг). Тогда у,— ' — — а ь (кг!мз]. (1. 40) 1/т-, +»/т„. 1(т-г+ а» . 11т.. Для большинства топлив н значительно больше единицы и, следовательно, на массу топлива особенно существенно влияние 37 Рис. 1.3. Зависимость плотности ном понснта топлива от температуры г(а = г(а+А(у — 20), плотности окислителя, чем она больше, тем больше плотность топлива.
Существенное влияние на плотность топлива и его компонентов оказывает температура, что нужно учитывать при рас- четах размеров трубопроводов г! аг(мг н баков для топлива. С возрастанием температу! Ры плотность топлива н его компонентов уменьшается (рис.
!.3). Эта зависимость обычно оценивается по экспериментальным данным. Для ряда -ха гг Ы с;с топлив имеются эмпирические формулы, учитывающие поправку на температуру, Если определение плотности произведено при температуре 1, 'С н для исследуемой жидкости известны температурные поправки, т. е. изменение плотности в зависимости от изменения температуры на 1', то плотность вычисляют по формуле: где с(4г — плотность продукта, определенная при какой-либо температуре 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. !.! и !.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, го нагг4 не дает гарантии правильности получаемых результатов. В этом случае лучше пользоваться экспериментальными данными.
В зависимости от требуемой точности и условий, прн которых приходится определять плотность, применяется ареометрический нли пикнометрический метод. По точности результатов определения плотности жидкости на первом месте стоит пикнометрический метод. Ареометрическнй метод дает менее точные результаты, но отличается простотой и скоростью выполнения. Таблица 1.1 Средине температурные поправки на плотность нефтепродуктов Температурная поправка на 1' С Температурная поправка на !' С Плотность, г1смз Плотность, г1смз Таблица 1,2 Температурные поправки для Н!Чот (в интервале температур 15 — 25' С) Плотность при 20' С, г1смз Плотность при 20' С, г1смз Поправка на 1' С Поправка на 1' С 1,05 1,10 1,20 0,0003 0,0005 0,0008 0,0010 0,0014 0,00!7 1,30 1,40 1,52 П р и м е ч а н и е. При введении поправок на температуру их нужно брать на ожидаемую плотность Вязкость компонентов топлив Вязкостью (нли внутренним трением) называется свойство, проявляющееся в сопротивлении, оказываемом жидкостью перемещению ее частиц под влиянием действующих на них сил.
Различают вязкость динамическую, кинематическую н условную. Динамическая вязкость Динамической вязкостью !или коэффициентом внутреннего трения) называется сила сопротивления двух слоев жидкости 39 0,700 †,710 0,710 †,720 0,720 †,730 0,730 †,740 0,740 †,750 0,750 †,760 0,760 †,770 0,770 †,780 0,780 †,790 0,790 †,800 0,800 †,810 0,810 †,820 0,820 †,830 0,000897 0,000884 0,000870 0,000857 0,000844 0,000831 0,000818 0,000805 0,000792 0,000778 0,000765 0,000752 0,000738 0,830 †,840 0,840 †,850 0,850 †,860 0,860 †,870 0,870 †,880 0,880 †,890 0,890 †,900 0,900 †,910 0,910 †,920 0,920 †,930 0,930 †,940 0,940 †,950 0,000725 0,0007!2 0,000699 0,000686 0,000673 0,000660 0,000647 0,000633 0,000620 0,000607 0,000594 0,000581 площадью 1 см', находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга со скоростью!ем/с.
Единицей динамической вязкости является пуаз, представляющий собой вязкость жидкости, оказывающей взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью в 1 смз, 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 ! обозначается тп. Кннематнческая вязкость Кинематической вязкостью (или удельным коэффициентом внутреннего трения) называется сила сопротивления двух слоев жидкости площадью в 1 сма, 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 представляетсобой вязкость жидкости, плотность которой равна 1 г/см' и которая оказывает взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью в 1 см', находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещагощихся друг относительно друга со скоростью 1 см/с, силу сопротивления в 1 дину.
Сотая часть стокса называется сантистоксом. Кинематическая вязкость выражается в смз/с. Таким образом, 1 стоке=!00 сантистоксам=! смв/с. Сокращенное обозначение стокса — Ст, сокращенное обозначение сантистокса — сСт. Кинематическая вязкость при температуре ! обозначается оь Если т1~ — динамическая вязкость в пуазах (г см/с) при температуре !; о, — кинематическая вязкость в стоксах (смт/с) при температуре ! и 4 — плотность (г/см') при температуре й тгг о, = —. й'г условная вязкость в градусах Знглера 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 !=+20' С.
Число градусов Энглера при температуре ! обозначается Еь Для перевода более высоких значений кинематической вязкости следует пользоваться формулами Е=-.0,135т, или т,=7,41 Е„ где Е, — условная вязкость нефтепродуктов при температуре Г, градусы Энглера; т, — кинематическая вязкость нефтепродуктов при температуре й 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 весьма 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 илп нагревания. В простейшем виде он заключается в том, что через небольшие промежутки времени (Лт) измеряют температуру (1, ' 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
