Авторы

Расширенное описание температуропроводности дифторметана в окрестности критической точки

DOI: 10.21047/1606-4313-2017-16-4-59-65
УДК 561.22

Расширенное описание температуропроводности дифторметана в окрестности критической точки

Цветков О. Б., Лаптев Ю. А., Клецкий А. В., Митропов В. В., Галахова Н.А.

Ссылка для цитирования: Цветков О.Б., Лаптев Ю.А., Клецкий А.В., Митропов В.В., Галахова Н.А. Расширенное описание температуропроводности дифторметана в окрестности критической точки // Вестник Международной академии холода. 2017. № 4. С. 59-65

Аннотация
Теоретические и эмпирические подходы рассмотрены для описания поведения кинетических коэффициентов жидкостей и газов в окрестности критической точки. Кроссоверный формализм, развитый в работах Олькови и Зенгерса для температуропроводности вблизи критического состояния жидкость–пар и вдали от него, рассмотрен применительно к дифторметану (хладагент HFC-32). Кинетические коэффициенты представлены как сумма двух составляющих – регулярной или базовой составляющей в отсутствии аномалий в поведении вещества и критической, сингулярной составляющей в окрестности критической точки. В критической точке однокомпонентного вещества критическая составляющая температуропроводности удовлетворяет уравнению Стокса–Эйнштейна. Для интерпретации реального поведения свойств веществ в широкой окрестности критической точки теория предусматривает использование двух скейлинговых функций, позволяющих описать аномалии в критической области и регулярную составляющую, где влияние сингулярной компоненты отсутствует. Расчет плотности, термических и калорических свойств дифторметана (хладагент HFC-32), необходимых для сопоставления теоретических и экспериментальных данных, выполнен с помощью кроссоверного уравнения состояния Рыкова с сотрудниками, позволившего описать термодинамическую поверхность в регулярной области параметров состояния и в области аномалий в поведении свойств вблизи критической области. На основании сопоставительного анализа экспериментальных и вычисленных различными способами значений в качестве расчетных критических параметров дифторметана (хладагент HFC-32) приняты: р_кр = 5,7847 МПа, Т_кр = 351,255 К, ρ_кр= 424 кг/м3.

Ключевые слова: температуропроводность, хладагент HFC-32, дифторметан, сингулярность, критическое состояние.

Список литературы

1. Новиков И.И. Термодинамика спинодалей и фазовых переходов. – М.: Наука, 2000. 165 с.

2. Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. – М.: Изд-во стандартов, 1975. 546 с.

3. Тарзиманов А.А., Сальманов Р.С. Перенос тепла за счет естественной конвекции в узких цилиндрических зазорах. Сб. научн. тр. «Теплофизические свойства газов» – М.: Наука, 1976. С. 49-51.

4. Амирханов Д.Г. Экспериментальное исследование температуропроводности двуокиси углерода в окрестности критической области: автореф. дисс. канд. техн. наук. – Казань: КХТИ, 1973.

5. Sengers J.V. Thermal conductivity measurements at elevated gas densities including the critical region: Ph. D. Thesis. - Amsterdam: University of Amsterdam, 1962. 126 p.

6. Иванов Д.Ю. Критическое поведение неидеализированных систем. – М.: Физматлит, 2003. 248 с.

7. Сирота А.М., Латунин В.И., Беляева Г.М. Экспериментальное исследование максимумов теплопроводности воды в критической области// Теплоэнергетика. 1973. № 8. С. 9-11.

8. Sakonidou E.P., Van den Berg H.R., Ten Seldam C.A., Sengers J.V. The thermal conductivity of methane in the critical region // J. Chem. Phys. 1996. Vol. 105 (23). P. 10535-10555.

9. Geller V.Z., Paulaitis M.E. Thermal conductivity of difluoromethane (HFC-32) in the supercritical region // Prepr. 12^th Symposium on Thermophysical Properties, Boulder, USA, 1994.

10. Hahne E., Gross U., Song Y.W. The thermal conductivity of R115 in the critical region// Int. J. Thermophysics. 1989. Vol. 10, No 3. P. 687-700.

11. Prasad R.C., Wang G., Venart J.E.S. The thermal conductivity of propane// Int. J. Thermophysics. 1989. Vol. 10, no 5. P. 1013-1027.

12. Tufeu R., Desmarest Ph., Le Neindre B. Decay rate of critical fluctuations in steam and in dilute steam – NaCl mixtures // Int. J. Thermophysics. 1989. Vol. 10, No 2. P. 397-408.

13. Olchowy G.A.Crossover from singular to regular behavior of the transport properties of fluids in the critical region / PhD thesis, Univ. of Maryland, 1989.

14. Castro de N.C.F., Roder H.M.The thermal conductivity of argon at 300,65 K; evidence for a critical enhancement// 8^th Symposium on Thermophysical Properties. Abstracts. Gaithersburg, 1981. 132 p.

15. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. О теплопроводности дифторметана (HFC–32) в состоянии разреженного газа// Вестник Международной академии холода. 2014. № 3. С. 22-26.

16. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А., Рыков С.В., Галахова Н.А., Исмагилов Н.Г. О теплопроводности R32 в критической области// Вестник Международной академии холода. 2016. № 4. С. 80-84.

17. Целиков В.Н. Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой: перспективы и последствия// Холодильная техника. 2017. № 4. С. 4-6.

18. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. Постпарижские синдромы устойчивого развития техники низких температур // Холодильная техника. 2016. № 4. С. 19-22.

19. Филиппов Л.П. Исследование теплопроводности жидкостей. – М.: Изд-во МГУ, 1970. 239 с.

20. Фишер М. Природа критического состояния. – М.: Мир, 1968. 222 с.

21. Olchowy G.A., Sengers J.V. A simplified representation for the thermal conductivity of fluids in the critical region// Int. J. Thermophysics. 1989. Vol. 2, № 2. P. 417-426.

22. Yata J., Hori M., Kobayashi K., Minaniyama T. Thermal conductivity of alternative refrigerants in the liquid phase// Int. J. Thermophysics. 1996. Vol. 17, No 3. P. 561-571.

23. Gross U., Song Y.W. Thermal conductivities of new refrigerants R125 and R32 measured by the transient hot-wire method // Int. J. Thermophysics. 1996. Vol. 17, No 3. P. 607-619.

24. Papadaki M., Wakeham W.A. Thermal conductivity of R32 and R125 in the liquid phase at the saturation vapor pressure // Int. J. Thermophysics. 1993. Vol. 14. P. 1215-1220.

25. Experimental study of thermal conductivity of some refrigerants and speed of sound in their liquid phase/ A.J. Grebenkov, Yu.G. Kotelevsky, V.V. Saplitza, O.V. Beljaeva, T.A. Zajatz, B.D. Timofeev // Proc. Commission B1 IIR, Padova, 1994. P. 419-429.

26. Assael M.J., Karagiannidis L. Measurements of thermal conductivity of liquid R32, R124, R125, and R141b // Int. J. Thermophysics. 1995. Vol. 16, No 4. P. 851-865.

27. Tanaka Y., Matsua S., Taya S. Gaseous thermal conductivity of difluoromethane (HFC-32), penafluoroethane (HFC-125) and their mixtures // Int. J. Thermophysics. 1995. Vol. 16. No 1. P. 121-131.

28. Ro S.T., Kim J.Y., Kim D.S. Thermal conductivity of R32 and its mixtures with R134a // Intern. J. Thermophysics. 1995. Vol. 16, N 5. P. 1193-1201.

29. Sun Li-Qun, Zhu Ming-Shan, Han Li-Zhong, Lin Zhao-Zhuang. Thermal conductivity of gaseous difluoromethane and pentafluoromethane near the saturation line // J. Chem. Eng. Data. 1997. Vol. 42, № 1. P. 179-182.

30. Ro S.T., Kim M.S., Jeong S.U. Liquid thermal conductivity of binary mixtures of difluoromethane (R32) and pentafluoroethane (R125) // Int. J. Thermophysics. 1997. Vol. 18, no 4. P. 991-999.

31. Le Neindre B., Garrabos Y. Measurements of the thermal conductivity of HFC-32 (difluoromethane) in the temperature range from 300 to 465 K at pressures up to 50 MPa// Int. J. Thermophysics. 2001. Vol. 22, no3. P. 701-722.

32. Рыков С.В., Кудрявцева И.В., Рыков В.А., Полторацкий М.И., Свердлов А.В. Уравнение состояния хладагента R32 // Холодильная техника. 2016. № 11. С. 34-37.

Читать статью полностью