автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Экспериментальное исследование теплопроводности водных растворов электролитов в широком интервале параметров состояния

АЗЕРБАЙДЖАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ НЕ4>ТЯ$А£ АКАДЕМИЯ

РГ ?. О А .................'

' ;'На правах рукописи

ГУСЕЙНОВ ГУСЕЙН МУРВАТ оглы

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ В ШИРОКОМ ИНТЕРВАЛЕ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ

9 Специальность 05.14.05 — Теоретические основы теплотехники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации из соискание ученой степени кандидата технических наук

БАКУ - 1994

Работа выполнена в Азербайджанском научно-исследовательском институте Энергетики.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, старший научный

сотрудник ПЕПИНОВ Р. И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор РАМАЗАНОВА Э. Э..

доктор технических наук, профессор МУСТАФАЕВ Р. Д.

Ведущее предприятие —I Всероссийский теплотехнический институт.

Защита состоится 1994 г. в ... час.

на заседании специализированного сонета Н. 054.02.01 при Азербайджанской государственной нефтяной академии по адресу: 370601, г.Баку, проспект Азадлыг, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанской государственной нефтяной академии.

Автореферат разослан « > 1 У!)4 г.

Ученый секретарь специализированного совета, к. т. н., старший научный сотрудник

АГАМАЛИЕВ М. М.

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

, Актуальность проблемы. Актуальной задачей современной науки является обеспечение народного хозяйства достоверными данными о V физико-химических свойствах еэц6ств, использование которых позволяет создавать новыэ и повшиать- эффективность существующих промышленных процессов.

В последние года природные соленыэ вода и водные растворы солей ' используются в энергетических установках тепловых, отсмных и геотермальных электростанций, галлургии, геотермальном синтезе и многих других отраслях народного хозяйства.

' Широкому прогшшлояному использованию природных соленых вод я водных растворов электролитов должны предеестБОвать исслэдоЕзтелъ-сниэ работы, в том числе исследования теплофизических свойств еод-ньк растворов в широком интервале изменений параметров состояния. Одним пз таких свойств, малоизученным, но представляющим большой практический интерес,является теплопроводность. Получение и накопление данных о теплопроводности и других свойствах водных растворов солей позволяет решать многие проблемы, связанные с проектированием оборудования и оптимизацией технологии производства.

Решение этой проблемы видится в организации экспериментальных ■ исследований теплопроводности водных растворов солей, входящих в состав природных соленых вод в широком интервале изменений температур, давлений и концентраций я последующей расчетном определении теплопроводности природных соленых вод, базируясь на их химическом состава и дан*<ых о теплопроводности бинарных растворов.

Необходимость экспериментального исследования теплопроводности

водных растворов -электролитов в Шираком интервале изменения параметров состояния обусловила выполнение настоящей работы. Кроме втого экспериментальные данные о теплопроводности водных растворов электролитов необходимы для развития теории жидкого состояния, изучения структур/ вода и растворов.

Исследования теплопроводности водных растворов солей проводились Аз.ШИЭ согласию научно-технической программе ' ГКНТ 0.01.325 "Комплексной исследование водшх растворов страны" и программе ГСОД "Водные раотворы"

В задачу исследования входили: 1. Создание прецизионных експе-риментальных установок для исследования теплопроводности водных раотворов солей в широком интервале параметров состояния.

• 2. Исследование теплопроводности водных растворов, хлоридов натрия, калия, лития и кальция в интервале температур 20-350°0, давлений.0,1-25 Ш1а в концентраций 0-20 масс.

3. Анализ и обработка полученных экспериментальных данных.

4. Составление единого для всех, исследованных растворов уравнения, описывающего экспериментальные данные о теплопроводности во всем исследуемом интервале параметров состояния.

Б. Анализ механизма переноса тепла в растворах электролитов.

6. Установление связи теплопроводности с другими характернее кеш растворов.

• 7. Составление справочных таблиц теплопроводности водных раст воров солей в широкой интервале параметров состояния.

Научная новизна. 1. Создана вксгоршэнтвльная установка для измерения теплопроводности ищкостай,. позволявшая проводить исследо-

вания в критической области вода и растворов.

2. Получены новые экспериментальные данные о ' теплопроводности водных растнороз хлоридов натрия, ролия, лития и кальция в интервале концентраций 0-20 масс % при температурах 20-350° С и давлениях 0,1-25 МПа.

3. Измерена теплопроводность водного раствора хлорида натрия концентрации 1 и 3 масс ¡5 вблизи критической области.

4.Определена связь между относительным термическим сопротивлением и относительной: плотностью растворов.

5. Определены продельные значения кажущейся молярной теплопроводности растворов оорвдов натрия, калия, лития и кальция при бесконечном разбавлении.

Практическая ценность работы.' Составлена таблицу справочных даа-шх о теплопроводности водных рзстворов хлоридов натрия,калпя,литая .1 кальция. Дэншэ о теплопроводности водного раствора хлорида нвт-,л!я аттестовагш Государственной службой .стандартных справочных дан-в качество таблиц Рекомендуемых: Справочных данных (РСД), а данные о теплопроводности водных растворов хлорида кялия, лития и лальция подготовлены для аттестата! в качестве РСД.

Результата исследования переданы Рижскому отделению ТЭП Даг. ,!'НШ для использования в расчетах теплообмена водна-солэвых систем.

Апробация работы. .Ошовше положения и результата расследования , вкладывались и обсуздалясь на IK топлсфизичискоа конфэрэнцик СНГ, «ахачкала, 1992; на республиканской научно - технической конферен-ши по теплофизичесшш свойствам веществ, Раку, 19S2; на нвучно-.■«хяичеокой конференция и семинарах Аз.КШ, Баку, 1987 - 1993.

J&ta™?®™! По теме диссертации опубликовано 12 работ в виде .¡аупшх статей, докладов и тезисов, охватывающих основной материал,

изложенный в диссертации.

Структура п об ем работ. Диссертация изложена на 154 страницах включает в себя 41 рисунок, 19 таблиц и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 118 наименований и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Бо введении обоснована актуальность экспериментального исслэдо-. вания теплопроводности водных растворов солей, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна к практическая ценность полученных результатов.

В первой главе проведан обзор и анализ литературных дашшх о теплопроводности водных растворов хлорздов натрия, калия, лития и кальция. Показано, что

- Оольжшстео исследований теплопроводности исследуемых растворов вкполпояа: в области комнатных и низких температур.

- теплопроводность водных растворов электролитов в области ьи-сокик температур и концентрации изучена недостаточно.

Анализ опубликовании?. работ определяет необходимость экспериментального исследования теплопроводности водних растворов'хлоридов натрия, калия, лития и кальция в широком интервале температур и концентрации.

На основе критического анализа имеющихся методов экспериментального исследования теплопроводности жидкостей показана целесообразность Еноорз метода плоского горизонтального слоя для измерения теплопроводности водных растворов электролитов в широкой области параметров состояния.

• - 7 -

Во второй главе приведено описание экспериментальных установок для исследования теплопроводности водных растворов электролитов.

Теплопроводность водных растворов солей и концентрации I и 3 масс % измерялась на установке с измерительным узлсм разгруженным от давления, концентрации 5, 10, 15, 20 масс % - на установке с измерительным-узлсм не разгруженным от давления.

Экспериментальная ус'мспка с измерительным узлсм разгруженным от давления собрана по схема проф., д.т.н. А.М. Сироты. На рис. I представлена принципиальная схема измерительного узла. Горячая пластина 2 соединена с охранным кольцом 21 тонкой металлической перемычкой 18. Холодная пласт.ла 17 соединена с охранном кольцом диафрагмой 19. Исследуемое вещество заполняет зазор между измерительными пластинами. Измерительный узел изготовлен из нержавеющей стали ЩаЦОТ, а охранная пластика 5 из медй. Рабочие поверхности пластин предварительно притираются и полируются. Зазор меяду рабочими пластинами задается, фиксируется тремя шайбами II диаметром 4 ш и составляет при температуре 20 С величину 5=1,34210,001 мм. Подвод вещества осуществляется по оси нижней пластины - каналу 23, а отвод -по капилляру. Такая протодаая система позволяет быстро и надежно заполнить рабочий участок исследуемым веществом. Стакан 8 фиксирует пси сборку термсстотшуошго сосуда высокого давления 9. Для разгрузки и исключения деформации или разрушения рабочего участка из-1 > • > <-осуд заполняется газом,»давление которого рав-

но давления исследуемого вещества в зазоре мезду пластинами. Низкая теплопроводность газа сводит к минимуму утечки тепла от горячей пластины. Недель кондуктивного переноса тепла в плоскопараллельном слое исследуемого вещества осуществляется тепловым потоком, иглразленныы ст верхней горячей пластины к нижней Холодной., С этей целью' в горячей пластине, ^.розирируптся концентрические ка-

Рис. 1 ПрвнцапиалЕзя схема измерительного'узла разгрукеккого от давления. •

навки, в которых размещается шпромовый нагреватель. Кошэнсация утечек тепла от основного нагревателя осуществляется охранными нагревателями 6 и 7, располохенныш по охранному кольцу 21 и пластина-Б. Спирали основного к охранных • нагревателей 10, вшкшвшше вз*проволоки 0,1 , подвергались специальной обработке оргакоси-ликаткыми материалами, что обеспечивало надежную их злектроизоля-щпл при работе в области высоких теьяэратур. Зазоры 22 мезду ос-ноешс.1 рабочим участком горячей пластины 2 п охранными зонами 21 заполнялись кварцевой ватой,препятствующей возникновению неконтролируемых канвокташшх тепловых потоков газа. Нагреватели 13 и 20

предназначены дая выравнивания и достижения условий иготермячности температурного поля на рабочем участие измерения теплопроводности гадкооти. Разность температур мэвду пластинами измерялась термопарами 15 и 16, размещенными в радиально просверленных каналах. Компенсация тепловых потерь рабочего нагревателя в аксиальном направ-лэшш осуществляется трехслойной дифференциальной термопарой 3, размоченной в пластинах 4 к 5, а в радиальном направлении - дввя-тиспайной дифференциальной термопарой 14, равномерно размещенной по оба сторони от перемычки 18. Основные и охранные термопары изготавливал', сь из кеда* и кош левых проЕодов.

На рис.2 представлена схема установки, с измерительным узлом, разгруженным от давления. Измерительный узол размещается в сосудо высокого давления 1, снабженным. самоуплэтнякщшюя соединениями с медной прокладкой. Этот сосуд помещен в жидкостный термостат с особым нгсосом 2. При изготовлении установки сосбое вниманш было уделено тщательной обработке поверхности плиты 4 и. дна сосуда 1, а гам» параллельности их друг другу.

Термостатируекый холодильник 5 защищает установленную плиту от нагрева сверху и стабилизирует температуру труби 6, через которую из сосуда 1 выводятся термопары и провода нагревателей и подводит-' ся жидкость к измерительному узлу 7. Уплотнение проводов на выходе из зоны высокого давления осуществляется в' узле электровоза 8, помещенного в масляный термостат о осевым насосом 9. В холодильнике Б и термостата 9 подчеркивается одна и та ко температура 25°С.

Перед заполнением исследуемой жидкостью установка тщательно ва-куумируется. При атом открываются все вентили, кроме вентиля, пе-рекрыващого газовую линию 10 я лини» порзивЕого мономэтра 11 .Тонкостенная, разгруженная от давхежш трубка, соединяющая измэри-

Рис. 2 Схема эксперемонтальной установки разгруженной от

телышй узвл о узлом электроввода 8,снабяена сильфоном из нерхаЕе-одей стали, кошеисируящим тепловые деформации и усилия, возникающие при затякнв сальника, через который вта трубка выводится из зоны высокого давления.

Для разгрузки измерительной ячейки от давления сосуд высокого давления заполняется азотом. Азот подвергается дополнительной очистке от влага в цеолитовом фшьтрэ 12 и от кислорода - в заполненном нагретой медной струшсой фильтре. Давление авота повышается в термокоютрессорзх. На выхода из тешоксгагрессора азот ох-лаздается водопроводной водой в теплообменнике 17. При подъеме давления в системе очищенный азот подается в Ш-обравный разделитель с ртутным затвором 18 и в сосуд 1 - через омываеюй расплав-легшой сэлитрой змеевик 19." Колено разделителя 18 состоит из трех параллельно вшшчеяных трубок. При резких Изменениях. давления в системе на коммуникациях, соедкиянгдих разделитель 1В с сосудом 1 и измерителышм узлом 7, могут' возникнуть дополнительные перепады давления мзаду водяной и газовой лгпиями, которые измеряются чувствительным дифференциале?* меномэтром 20 тая ДМ с пределом измерений 0,1 кго/см2.Давление в установке измеряется грузогюршне-вым манометром 21, вода отделяется от масла в разделительном сосуде 22. Во время опыта давление регулируется впуском гвза из термо-кокпрэсеоров. 14, 1Б, 18 и выпуском чвреэ вентиль 26. Перед каздой серией опытов снимались "нулевые показания" термопар при выключенных нагревателях узла. Во время основных кзкэрзппа модность охранных нагревателей подбиралась таким образом, чтобы показания охранных термопар были равны "нулевым".

Измерения теплопроводности водного раствора солей концентраций 5, 10, 15 и 20 масс % проводились на установив с измерительным уэ

лом не разгруженним • от давления. Установка состоит из измерительного узла, узла создания и измерения давления, узла•заполнения и узла вакуумированкя. Измерительный узел состоит из верхней "горячей" и нижней "холодной" пластин, зазор между которыми заполняется исследуемой жидкостью. Есэ рабочие детали измерительного узла изготовлены из нержавеющая стали. Измерения производились при значении толагаш слоя жидкое™ равном 0-0,51. мм. В процессе измерений регулировка, темпоратурного поля, создание градиента температур в измерительном слоо жидкости осуществлялось нагревателем, смонтиро-вашшм над "горячей" пластиной. Измерение температуры осуществлялось хромэль-копэлевыми термопарами измерительного узла с помощью потенциометра РЗСЗ-1. Соединение термопар позволяло изморить как абсолютную температуру "горячей" и "холодной" пластаны, так и непосредственно перепад температур мевду ними. С помощью наружного нагревателя и нагревателя * тонкой регулировки общая. температура всего измерительного узла доводилась до необходимого значения'. Для контроля и компенсации гтепловых потерь "горячей" пластшш, слукит система охранных нагревателей, мощность которых регулируется по показаниям коаксиэльно размещенных девятиспайных диф^ренциолышх термопар. .

Измерения теплопроводности жидкостей методом плоского слоя требует. решения ряда сложных задачь, из которых следует выделить расчет поправок на влияние граничных условий и иэотврмнчность ■температурного поля на рабочем участке. Однако эти поправки могут Сип, устранены или сведены к пренебрежимо милым значениям при измерениях относительным методом. С этой цель« экспериментальные установки колибровалиоь на воде, теплопроводность которой изучена достаточно подробно и точно во всем исследуемом интервал« пмгта -

ратур и дьзлояий. Поскольку вода является растворителем исследуемых растворов, относительная • теплопроводность раствора мокет быть определена о высокой точностью. Используя рекомендуемые справочные данные о теплопроводности вода, осуществили калибровку установок при температурах 20-375° С и давлениях 0,1-25 МПа. Постоянная приборов определялась по формула:

Е С*> - \ / \ . ' • . О)

где А-в и Л -эталонное и измеренное значение теплопроводности воды; q - удельный тепловой поток; 0 -толщина слоя ¡падкости; Д^ -перепад .температур в .слое вода; ■ А\:элв - поправка на радиационный: торепоо тепла в.слое- вода.

Теплопроводность исследуемого раствора определялась по формуле ,

У 6С») - <2>

где - перепад температур а слое, рартворо; - поправка

на радиационный шреноо тепла в слое раствора.

Поправка на радиационный • перевоз тепло в олоэ кядкооти уяггнволась согласно мэтодияв Андрианова. Отоутотнио ^эпгакцюг контролировалось по измерениям ■ теплопрозодпосту при различных перепадах теглпэратур в слое шэдкоста. Независимость игглврекксй теплопроводности от величин перепадов температур е слое гидкооти подтверждала отсутствие конвективного переноса -тепла.

Раемотривалось влияние термического сопротивлэния_ слоя готолла от спая термопары до поверхности падкости на результаты измерений.

Расчет показал, что величина термического сопротивления металла мала го соавнешш о термическим сопротивлением вода и ею можно пренебречь, • .

Термопары градуировались методам сравнения с образцовым платиновым термометром сопротивления I разряда в жидкостном термостате специально® конструкции в интервале температур 20-450°0.Предварительно термопары подвергались, отжигу.Ревультаты градуировки были обработаны катодам наименьших квадратов нв ЭВМ и представлены в аналитическом форме. •

Исследуемые растворы елэктролитов готовились из бидистилата вода и солей марки 'чдв'.Концентрация приготовленных растворов контролировалась пикномэтрическшл методом.

Измерение тешгапроводнооти воды и растворов выполнялись при одинаковых значениях тепловых потоков в слое киткости и при давлениях незначительно превышающих давление насыщения вода и раствора .При аадан-ных температурах теплопроводность растворов на лишши насыщения определялось по формуле

Ц - ^ - ( р - рн ) (3)

где Хр- теплопроводность раствора при давлении р; рн-давлэние раствора на линии насыщения.

В третьей главе дается оценка погрешностей измерении полученных экспериментальных данных. Погрешности суммируются из приборных погрешностей и погрешностей, связанных с рвзброоом искомых величин, полученных в трех сериях аамаров при каадом температурном рекима. Показано, что возмокнвя систематичиеская погрешностьв исследованиях козффици-энта теплопроводности,обусловленная тепловыми потерями,в наших случаях,

блзгодаря методу .компенсации тепловых потерь, переведена в разрьд случайных и малых по абсолютной величине.

Относительная погрешность.определения теплопроводности водных растворов электролитов составляет: в интервале температур 20-200°С 1,3 %; в интервале температур 200-300 °С -2,2 %; при температурах 300-350 °С- 3,2 %; при трмпоратурах 350-370 °С-5,4 %.

В четвертой главе представлены результаты экспериментального ■ исследования теплопроводности водах' растворов хлоридов натрия, калия, лития и кальция в интервале температур 20-350 "С, давлений 0,120 Ша и концентраций 0-20 масс %.

Теплопроводность водного растворе хлорида натрия концентрации 1я 3 касс % измерялась при температурах до 370 °С и давлениях 25 Ша.

Всего получено 440 экспериментальных точэк. Результаты экспериментальных дзннио представлены в виде тябллц. Полученные зксперимвяталь-шэ дашша сравнены с данными других исследователей. Расхождения кэк-ду ними в основном не превышают - 2 %.

Обобщавший график зависимости- теллспрово,дшгасти изученных растворов от моляпьной концентрации представлен на рис.3.

'Результаты измерения теплопроводности растворов вблизи линии пасышения были обработаны-на ЭВМ и представлены в аналитической . форме . ,

= ХЛ1 - го 2 а^1 - шгЬ,11 ) (4)

* I. -О

где Лр и -теплопроводность растворов и вода при заданных параметрах состояния, Вт/м град; и- моляльная концентрация растворов i моль/кг К20; Х- температура, °С. '

§ ТОО &

е-«

га

«0 650

600

550

ч 100 °с Ог Д-Ы01 а-ш. у - 0а01а

20 ■ ,

•

9

&

£

(-1 и

п

о г*

ТОО

650

600

550

500

Ею». 3-Зависимость X - Г (т) водных растворов солей при температурах 20, 100, 200, 250 и 300 °С.

Зннчения коэфйздентоа at и 3t приведены в таблица 1 .•

Результаты сравнения показали, что уравнение (4) описывает наша вксперкментальнно дашше и данные других авторов с отклонением, не прэ-Еышавщм в большинстве случаев ± 1 %.

В пятой главе дается обсуздение результатов измерений теплопро -водности растворов.

Из анализов таблиц и графиков следует:

1. Температурный ход теплэпроводности исследованных растворов определяется аномальным характером поведения теплопроводности воды и подобен ему.

2. Рост концентрации уменьшает относительную теплопроводность водных рвстворов электролитов.

■ '3. Для растворов одинаковой концентрации теплопроводность растет в ряду растворов солей KCL- Ca01a-NaCl-Li01.

4. Относительная теплопроводасть растворов от температуры почти не зависят, что свидетельствует об одинаковым влиянии температуры на теплопроводность воды ч раотворов.

Постоянство относительной теплопроводности растворов в широкой области температур' позволяет описать теплопроводность растворов вд-ным универсальным уравнением следущего вида:

Ар « Лв ; а + в г + с т* ) (5)

т

где х = Т-темперагура. К; Хс- коэффицент теплопроводности рзствора

о v о

при температуре Т; -коэффицент теплопрводности раствора при температуре Т0 » 2ЭЗ к

а => - 0,5026; ь » 2,3470; е » - 0*8363.

Таким образом, использование этого уравнения дае-т возможность рас-

счптать ковШ-Цнеэ.т теплопроводности водшх рзстЕоров'солей для любых концентраций и температур в пределах растворимости данной соля в воде если известно значение коэ^фгцкенга теплопроводности раствора при комнатной температуре, т.е. при То«- 293 К.

Укэншэгага теплопроводности раствора по сравнению с чистой водой характеризуется ростом тер:.<ического сопротивления раствора, связонного с разрушенном а лз/гэнете?.' исходной структура воды расг-Еоренкло* г ней ионами соли. Это. находит отражение в зависимости относительного торягчетлото сопротивления о? относительной плотности рестворов.С ростом относительной плотности возростает относительное термнчаскоб сопротивление.растворов,причем с увеличением температуры наблюдается расслоение ш изотермам, что связано с различной степенью разрузышя структуры чистой вода! к структуры воды в рвстворэ.

Установлена взаимосвязь шгду относительными термическим сопротивлением и плотностью растворов в еидэ следующего уравнения

К -1 Р„ т '

—£ - 1 + < а0 + а^ 4 а24а )< -Л- - 1) (6)

где и Лр — козфздиенты теплопроводности воды и раствора; рв и Рр плотность вода и раствора; г- температура ,°С.

Значение коэффициентов а1 приведены в таблице 2.

.Уравнение (6) описывает вксперимзнтальныа данные исследованных водных растворов солей в изученном интервале параметров состояния с экспериментальной погрешности).

На р::о.4 представлены в качестве примера зависимости относительного термического сопротивления от относительной плотности водного,раствора хлорида калия при разных температурах.

С цельв обработки результатов исследования водных растворов солоа

1,06

1,04 -

I ,02

РЯС. ¿.Зависимость относительного термического составления от относительной плотности водного раствора хлорида ■

калия при тешератураХ:1-250С,2-50,3-100.4-150,5-200,

6-250,7-300.

расматривалась вависимооть кажущейоя молярной теплопроводности растворов 01 концентрации в координатах (f^—"VnT , определяемой соотжшенййм

й^^-^в > + *рЧ" . (7)

в

гда <?т ¡тру (рв - V + г ; '

.Р В р

m -моляльиоогь растЕорешого влектролята; рв и Рр -плотность воды и раствора; и Хр- ковффиценты теплопроводности вода и раствора; фу-:ка:цушэйся молярный об'ем раствора ; II • -молекулярная касса растворенного электролита.

. На рис. Б показана зависимость кекуцейся молярной теплопроводности водных растворов хлорзда калия при различных температурах.

'ь

Из графиков видно,что с ростом температура величина фк уг.'зшаэгся.

При экстраполяции зависимости ф^-ДА/й" ) до значения пнО кокно опрздзлэть величину кажущейся молярной теплопроводности исследованных солэй при бесскошчном разбаЕлешш <рк°.

выводи.

1 .Проведен анзлиз и обоснован выбор относительного метода плоского слоя для измерения коэффициента теплопроводности водных рас-ТЕоров (хлоридов натрйя, калия, лития и кальция) в широкой области температур и концентраций.

2.Созданы две экспериментальные установки для исследования теплопроводности растворов электролитов, обеспечивающие возможность измерения теплопроводности в интервале температур 20-375 °С давлений

Ркс.Ь.Зависимость кажущейся молярной теплопроводности хлорида калия в воде от параметра У~ш при различных температурах ;I-2Б°С,2-50,3-100,4-150,5-200,6-250.

-220,1-25 МПа.

3.Измерены коэфициенты теплопроводности водных растворов хлоридов натрия, калия, лития и кальция в интервале температур 20-350°С и концентраций 0-20 масс % . Впервые получены данные о теплопроводности водного раствора хлорвда натрия концентрации 1-3 масс 55 в области температур 350-375 °0, хлорида калия, лития и кальция 1 в области температур 20-350 °С.

4.Составлены таблицы теплопроводности, исследованных водных растворов солей ,'которые могут быть использованы в качестве справочных данных.

Б.Предложено уравнение, опзсшзащее теплопроводности водных раот-Еоров хлоридов натрия, калия, латая и кальцпя в пироном интервале изменения параметров состояния.

6.Предложено уравнение, уотаношгаващее ' взаимосвязь мекду относительным термическим сопротивлением и относительной плотностью водных ргютворов электролитов.

7.Рассчитана ' 'какущаяоя' молярная теплопроводность растворов и графически получаны данные оо ее предельном значении при бесконечном разбавлении.

8. рассмотрена влияние растворенных ионов на теплопроводность водно-солевшс систем в айролом диапазоне концентраций и температур.

Основное' содержание диссертации опубликовано в следущих работах:

'1.Пепинов Р.И., Юс/фова В.Д., Николаев В.А., Гусейнов Г.М.Добко-ва Н.В., ЗохраОбекова Г.С. Тешюфизическиэ свойств термоумлгчоаной морской вода и водных растворов хлористого натрия -тр. Ш-ей национальной конференции 'Тепло-ядерноэнергетической проблемы*.Варна (Болгария),1974, с.66-75.

-232. Пепинов Р.И., Юсуфова В.Д., Николаев В.А., Гусейнов Г.М.

Теплопроводность водных растворов NaOl - Инженерно-физический журнал, Минск, 1975, т.29, N 4, с.600г605.

3. Гусейнов Г.М. Пепинов P.M.,-Юоуфова В.Д., Николаев В.А. Коэфициента теплопроводности водных растворов хлоридов и сульфатов натрия и магния при температурах от 20 до 330°С. ГССД.ВНВДЯВ Госстандарт Р-59-83.

4. Пепинов P.M.,, Гусейнов Г.М. Теплопроводность водных раство ров хлористого калия при температурах £0-340 °С Инженерно-физический журнал, Минск, 1991, т.60, И Б, с.742-747.

Б. Пепинов Р.И., Гусейнов Г.М. Экспериментальное исследование теплопроводности водных растворов хлористого калия при высоких температурах - Теплофизика высоких температур, Москва, 1991, т.2Э, с.605-607.

6. Пепинов P.M., Гусейнов. Г.М. Теплопроводности еодеых растворов хлористого лития , калия и кальция при высоких температурах и давлениях - В сб.'Геотермия, геологические и тэплофизическио задачи. Махачкала, Из-bq Даг.Щ РАН, 1992, с.204-211.

7.ПбШнов Р.Я., Гусейнов Г.М. Теплопроводности водного раствора хлористого лития при высоких температурах -йурнал физичбс- ■ кой химии, Москва, 1993, т. 67

Таблица 1

Числэкнне значения коэффициентов уравнения (4)

Соль ао ai а2 В2

NaCl 7,55 10 3 7,04 10 3 -7 -1,98 10 -4 -1,25 10 -1,48 10 3 -в 5,00 10

KCl 2,81 10~2 -s 1,35 10 -1,92 10 7 -2,69 10 J -3,48 10 ° -в 3,12 10

Lid -3 9,92 Ю 3,79 IQ"" -2,5S IQ"" а,12 to J 4,43 10 6 -S -1,01 10

CaOlj 1,86 10~* -1,74 lo"* 7,37 10 " 3,ß9 10 -1,39 10 5 S 2,83 10

Таблица 2

Численшгз значения коэффициентов уравнения (6)

Коэффи- Соль . \

циент NaCl - KCl HCl СаС12 1

1,05 10 1 1,72 10 ' 1,57 10 1 7,09 ю"2 :

2,19 10 * -6,3i ю 5 —» '1,32 Ю 7,88 10 3

аа ' -7 - -€.17 10 -3,47 10 7 -1,36 io е -в 2,94 10

-25-

и ш и н гас а м,в з ы у н у

Сон иллэрдэ тэбии дузлу сулар вэ дузлврын сулу мэЬлуллары ис-тшшк, атом еэ хеотермал електрих сгансиЛаларын енержи гургула-ринда, галуркнJáfla, кеотарыал сингездэ вэ халг тэсэрруфатынын вир чох саЛэлэринда кениш иствфадэ олунур.

1Тсте1гсалатдв тэбии дузлу су вэ елоктролитлэрнн сулу мойлуллзры-нын ишчи теста кими истифздэси, онлэрын ' истилмс- физики хассэлэри Ьагганда дайа дэгиг елми мэ'лумаг елдэ едщшэишэ замни ¿арадар. Бунлардан вн аз'eJpamü¡3h zacea, 'лакин CaJyK практик г,'.apar догуран истиликкечирмэдир. Истэп нэзэри, истэрсэ дз практик чэЬетдэн дуз-ларын сулу мэйлулларывыи истиликкечирмэсинин вэ байта физики хас-евлзринин тэдгиги,"хусусялз кента 1шл парзмотрлэри интервалында oJpsmoMsca вир чах проблемлэрин Ьэллинэ-имкан ¿арадыр.

Тэгдкм олупон дассертасиЛа ншндэ натр.>!ум,калщч.;, литиум вэ кзл-сиум хлоридам сулу (лэйлулларшшн исталкккечирмэсишн тэдгигзтыныи нэткчэлерн тэгдим олунмуадур.

Гй Ja олунан дузлврын сулу нэйлуллвршаш scramac-ic 'шрмэсини 20350 °0 температур интераалшда, 0-20 % консантраои^и-'дрда вэ 0,125 ¡"la тэз^иглэрдэ елчмэк учун тв-труОл гургулар даяглг олунэдш вэ нисба дуз еэт'п усулунз осасланен хпш точруби гургу Зарадкл".аздыр. Haje гатшзнн галшшпи б'.гршга гургуда 1,34 ми, шшга гургуда нсэ 0,51 ет теакшэдир. Тэз^дэн öonrawiuiMaJa (разгругзна от даз-лшеш; оезеланал б;!р:шчя гургу крптпк оЗластда су вэ мэйлуллары тэдгиг otmbJo ишепя верир.

Гургупуп сабпта соргу китобчаларшдакы га 'лукатлардан ястгфадв олунараг .ето.'йн маддэ са^нлвн cyjyn потилпшзчир^эетпэ кара 20375 °0 тэигорзтур ыггервшшнда вэ 0,1-25 Ш!а тез^пгдэ to'Jhh олушупдур. ßjmi аорту китаСчасшдакы иэ'лук!та есаолзязраг 20-

-26200 °С температур интервалында- 1,3 % , 200-300 °С температур rat--тервалында- 2,2 Ж, 300-350 °0 температур интервалында- 3,2 Ж, 350-370 °С тешератур интервалында- 5,4 % хата иле апарылшшдыр.

Тедгиг едилвн мэйлулларын исталиккечирмесини 20-350 °0 тешератур гатервалында, 1-20 й кoнceнтpacиJaлapдa ве доjMa ■тэз^ииде влчмэ дагкглк^и двнрэсивдэ йаспблша ¿оду клэ тэ' Jkii етмак учун тенлик тэклиф олунмушдур.

Ыайлулларнн истиликкечирмеси Ьаггывда течруби Jojma ашнан ме'луматнн тэЬлили кестэрир ки, KOHceHTpacuJa артдыгча-онларын истиликкечирмеси азалыр, вэ меЬлулларын нисби истиликкечирмеси демэк олар ки, температурдан асылы деЛилдир.

МеИлулларын шсби исгтиликкечирмэсинин кениш тешератур интерва-лында сабитл^и кмкан верир ки, 20°С температурда онларын истиликкечирмеси Ьаггында мэ'лумат Барса истэнилэн тешератур вэ кон-ceнтpacиJaлapдa мэклулларын истилшскечирмэсини Ьесабламаг учун умумилэшдирилмит дустур тэклиф олунсун. -

Темиз суJa нисбэтэн мэйлулларын истиликкечирмэсинин взалмасы онларын термик мугавимэтинин артмасы* илэ raah олунур вэ ишдэ бу ел-чмэни кестэрэн нисби термик мугавимэтлэ мэ1игулла'рын шсби сыхлыгы арасындакы асылылыгы кестэрэн тэнлик верилмишдар.

Елоктролитлзрш сулу мэЬлулларынын истиликкечирмэсинэ вид топланмыш кениш ме'думат мэЬлулларын 'за1шри' молJap истиликкечирмэ-сини Ьесабламага имкан верир вэ буна эсасланараг твдгиг едилэн ыейлулларын *за1шри' i«wjap ксгилйккечирмасшшн тешератур вэ кoнceнтpacиJaлapдaн асылы олараг д'^шмэ raHyuayJryiuiyry верил-мишдир.

Ишдэ алыиан эсас нетичелэр вэ .¡еку'нлар аатгыдакклардан ибарэтдкр:

1 .Натриум, квлиум, литиум ва калсиум хлорвдин сулу мг-йлулларшиш

иотштккечирмэ омсплшш елчмэк учун тайлил . впарылтшш кисби дуз сэтЬ. методунуп сечшмэси есаоландарнлмшвдар.

г.Елоктролитлэрша суду мэЬлуллордаыи истяликкечирмэсЕни тэдгаг етмэк учуя истшшккечирмэни 20-350 0 температур шггервалывда вэ 0,1-25 Ша тэзJпгдэ oлтаэJэ имхан варен зпи течрубя гургу Лара-дшивдыр.

3.Натриун, калкум, литиум вэ «пленум хлорвдст аулу квЬлулларыннн пстиликкечармэ зкеалн 20-350 °0 температур интервалында ва 0-20 % консептрасяЛвлзрда влчулмуидур. Ил: дофэ олараг 1 вэ 3 % консевтраси-¿аларда еэ 300-375 °С температур интервалында натрпум хлорадан вэ 23-350 °С темпврачур интервалында псэ калиум, литиум вэ калсиум хлоридш сулу мэйлулларшшн пстшшккечпрмэсшшн ги^мэтлэри алнп-мнщцнр.

4.Тот?1 чг олуиаи квЬдудларш нсталж&л^-.-опзп аид чэдвэл тэртиб олунаул ж бу нэтзпэлэр зорру чздЕЭДЛзря яа истафадэ олуна билар.

5Л1.:тркум, келятм,-литяум вэ кглсиуа хлоридзн оулу яэйлулларынын псг'лзшсечирмэсиня: тэоЕар еден тепяя тенлгЗ олунмуадур.

5. Елактролптлэрян сулу кэЬлуллЕргспга гпгсЗ:! тег ¿д щтр.гтатя. вэ шеби енхлнгн араонвдакы гаряшвгли элпгопя тэ*¿га в^з^-тта тэк-лиф олупмушдур.

7Д!эПлулларя8ныя 'аайиря* ыолЛар ясяшпсю'тирчваи йвоъ&гздвв вэ онун сонсуз кичик гзтнлма ги^мэти йаггында грофики ¿оллл ' лутзэт алынмышднр.

8.0у-дуз системшпш кечиш температур вэ консентрася^а дасяозунда истиликкечирмэсинэ 1гэлл ола^юнларын тэ'енри еЛрэнилмишдер.

- 2 J -

SJ. IlIV¿3ÍI<JAriQIJ OF fHMMAL OOUDUCriVirr

OF AQtUOUS ¿I.SCCROI.YriJ SOLUIIOIíS 07SK A 7IIDS RAII3E OP SI ATS PARA'!2f EK31 ' .

- Ot'SBIIIOir G.K.

A3SÍKA02

experimental datas on thermal oonduativity oí" aquoouo oloctrolyto solutionn ovar a wldé ranees of statg paraoatoro aro proaented in thip worlc.

Ihs preacnt lnvootlgatlon dealo with exporimontal raoulto on thermal oonduotivity of aquaoua solutiona líaCl,. KC1, CaCl , LiCl at temperaturca from 20 t o 350°C, proaoureo frotá 2 to 25 IIRa, ooncentratioao from O to 20 taaos.^,

Iho thermal oon&uotivity of aquoous oolutiono haa baon meaBursd by tho rolativa nathod of horizontal layar. Koaouroaanfca of theraal conductivity are oarrlod out by t\-;o osparisantal inotaílatlo'ns vvltJi layero 0,51 and 1,34 nai, l'ho srror of meaoa-ramenta for thermal óonductivi'tjf la 1,3- 2,2

Tna thsnnal oonductivity of aqueoua eolution IlaCl nao ©sperimenfcally obtainod for tr/o concentrationa 1 aad 3 naod.Í> vvithia Che ran^s of temperaturas 350 - 375°C.

Tho G<juati6n dooorlbing ths exporinental dataa oa thermal oonduotivtty of aquairo oalt solutionD ovar rx nido ranga of tSinparatunje and concentratiena wlth satlsfactory aocuaracy Ib pro posad.

. üho ralatlon of rolative thernal rsalataaoa to ralative dsnsity of oolutions in obtained. íhe caloulatioa of partial molar therraal onductivlty of eolutlona la paraited to eotlisaSa tho rnrt of dtssolved lana iit the tharaal conduotivlty of oolutlonc,

ta analynia of dateo on tharsal coriductivlty lo Siven the lnforcwtion aboufc influonoe the lona to theraal oonductivlty of aqucoua electrolyta aolutioaa»

Rcaultc of prasent: inreotigation aro given in tabla forra of rooom-iwndod dntao on thermal cofiducfclTity of teotod aolutiono.