автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Теплофизические свойства водных растворов солей - основных компонентов природных соленых вод в широком интервале параметров состояния

азербайджанская государственная нефтяная академия

3 Ой

з1пр 193~

На правах рукописи

ПЕПИНОВ РАУФ ИСКЕНДЕРОВИЧ

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ — ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИРОДНЫХ СОЛЕНЫХ ВОД В ШИРОКОМ ИНТЕРВАЛЕ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ

05.14.05 — Теоретические основы теплотехники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

БАКУ - 1994

Работа выполнена в Азербайджанском научпо-нсследовательском институте энергетики.

доктор технических наук, профессор АЛЕКСАНДРОВ А. А., доктор технических наук, профессор АХУНДОВ Т. С., доктор технических наук, профессор ГУСЕЙНОВ К. Д. Ведущая организация — Институт проблем геотермии Дагестанского Научного центра Российской академии наук.

¡О ¡ех^И 1400

Защита состоится «1 . . » \ . . . 1994 г. в ... час.

на заседании специализированного совета 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.

Официальные оппоненты:

Автореферат разослан

1994 г.

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

АГАМАЛИЕВ М. М.

ОБЩАЯ .ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

дктуалькость проблемы. Диссертационная работа пооьящена исследованию плотности, вязкое« и теплопроводности водных растворов солей, яьлявдихся основными компонентами природных соленых бод.

• Современный уровень развития'теории вдкого состояния не. позволяет определить численное данные о свойствах раотворов в . широкой интервале параметров состояния расчетный путам,'а экспериментальное изучение их свойств отстает от требований науки и практики. Поэтому целью настоящей работы является изучение достоверных экспериментальных данных о теплофизичеоких свойствах водных растворов солей в широком интервале изменений параметров состояния и составление на их асноге единых для всех исследуем их растворов уравнений, обеспечивающих возможность расчетного определения плотности, вязкости и теплопроводности'в исследуемом интервале параметров состояния. Объектами исследования яъпяшоя водные растворы хлоридов натрия, калия, лития, кальция, магния и сульфатов натрия и магния.

Актуальность работы заключается в том,' что данные.о плотности, вязкости и теплопроводности исследованных растворов в широком интерьале параметров состояния находят широкое применение в различных областях народного хозяйства (химической, галлургяческой промышленности, энергетике, ь области гидротермального синтеза и геохимии и др.). Эти данные иогут быть использованы в качестве справочного материала, а также как исходные' данные для расчета теплофизичеоких свойств природных соленых вод. Последние необходимы при проектировании и эксплуатации опреснителей, энергетических установок на тепловых и геотермллышх станциях, для решения ряда задач гидродинамики и теплообмена. Кроме того, полученные зависи-

и ости плотности, вязкости :и теплопроводности растворов от темпера'-.туры, давлений и концентрации служат исходным материалом для получений информации о строении распоров и могут быть использованы для развития теории видного состояния.

Анализ состоянии.исследований плотности, вязкости и тепло-: проьодности исследуемых водных растворов солей показал отсутствие в литературе систематизированных и ьзаимосогласоа&ниых данных в широком интервале параметров состояния; Таким образом актуальность настоящей работа определяется выбором объекта и направлении исследования.

Настоящая работа выполнена согласно программе ГКНТ СССР О.01.¿¿5 по заданию "Исследование процесса теплоооыена гидродинамики и теплофизических свойств соленых вод в широком, диапазоне параметров состояния и концентрации солей применительно к опреснителям морской воды и котлоагрегатам высокого давления", научно-технической программе Государственной службы стандартных справочных данных "¿однуе растворы" и координационного плана комиссии по физико-химическим свойствам водных систем при высоких тейпа-ратурах и. давлениях при СНК ¡СОДАТА. ..' ' ■'

Цель работы. I. Комплексное исследование ъ ьироком интервале параметров состояния плотности, вязкости и теплопроводности водных растворов солей.

¿.- Разработка уравнений, описываьздх зависимость плотности, вязкое ги и теплопроводности от температуры , давления и

концентрации.

3. Составление, таблиц РСД по. плотности, вязкости и теплопроводности.водных растворов солей.

И задачи исследования ¿лидми:

1. Ь«1бОр ¿;.;ТОДО^ ИСОЛеДОШНйЬ ллотност, ВЯЬКОвТИ и Теплопроводности о ¿ЧеТО*: ОЗОСкШНОСХ-Е ИОСЛвД^ЬкЫХ 0бЬвНТ01..

2. Разработка и создание экспораиошадьньх установок для исследования плотности, вялости и теплопроводности в широкое интервале лараквтроь состояния.

3. исследование плотности, вязкости и теплопроводности ьоднах растворов солей ь широком интервале изменения тецперавд» давлений и концентраций. . .

4. Обобщение экспершенталвних давньх и•разработка уравнений, описывающих плотность,вязкость.а. теплопроводность в исследованнои интервале параьегров состояния. .

5. Расчет объемных и калорических свойств, термодинамических характеристик процесса шшлацми вязкого течения, критерия Прандтля. водных растврров солей. /

6. Ьабор уравнений для аддитивного расчета тэпло^изических свойств природных оо&ьних. вод по данный -о бинарных водных растворах ' , солей,; являющихся коипонентаиа этих ьод.

Научная новизна. I. Разработаны а защищены авторскими свидетельг , ствами методики и устройства, для изиврениз плотности аидкостей при

высоких температурах и давлениях. Созданы экспериментальные 5ста~

новки для Исследования плотности, вязкости а теплопроводности, от-

лачащиеся от известных новьши конструктивными решенияич.

2. Полечены новые экспериментальные данные о плогноота .вязкости и теплопроводности водных растворов хлоридов лития, натрия, «алия, магния, кальция и сульфатов натрия я магния в интервале теипераед 25-350°С, давлений 2-30 Ша и концентраций 0-20 масс.,».

3. Предложены единые для исследованных растворов солей уравнения для расчета плотности, вязкости и теплопроводности в широкой

интервале параметров состояния.

4. Исследовано аномальное поведение зависимости вязкости растворо от давления. • . ; •

5. Рассчитаны в иоследуемом интервале параметров состояния:

- объёмные свойства водных растворов солей: молярный объем раствора, парциальные мольные объемы воды и.соли в нем, коэффициенты изотермической сжимаемости и термического расширения, числа гидратации; ' •

- термод"намичеокие характеристики процесса активации вязкого течения: свободная анергия, ентальпия и энтропия;

- калоричеокиэ свойства: парциальная теплбта-испарения, воды из раствора, парциальная мольная энтальпия воды в растворе, парциальная теплота разведения; '-•>•'

- критерий Прандтля.

6. Рекомендованы уравнения для аддитивного расчета плотности, вязкое •ти и теплопроводности природных соленых вод в широком интервале

параметров состояния.

Практическая ценность работы. Данным о вязкости и теплопроводности водных растворов хлоридов натрия, магния, калия и сульфатов магния и натрия, а такие„данным о плотности водных растворов хлоридов калия, натрйя и сульфата натрия решением ВНИЦ МБ ГСССД присвоена категория Рекомендованных справочных данных{ Экспериментальные и расчетные данные о теплофиааческих свойствах водных растворов солей переданы ЗНИН им.Г.Ы.Кржижановского, Рикскому и Новосибирскому отделениям ТШ, Дагестанскому филиалу ЬНИН для использования в расчетах и проектировании геотеплоэнергетических систем.

Уравнения для расчета вязкости и теплопроводности водных шетьоров солей представлены в справочнике по свойствам водных

растворов электролитов, изданном в США (Horvath a'.L. .Handbook of aquooua electrolyte solutions.Fhysical Properties, Estimation and Corrélation raethods.- îîew ïork, Halated Press, 1985, 640 p.) Апробация работы.Результаты диссертация были представлены на l,¿ Бсесо^иь.х совещаниях по теплообменник и теплофизическим свойствам морских и солоноватых вод при их использований-к парогенераторах и опреснителях (Ваку, 1973,1975 гг.).Конференции по комплексный проблемам опреснения соленых вод и очистки сточных вод (Одесса, 1973г.)« с Национальной конференции "Тепло- и ядерно энергетический проблема Н?Ъ" (Варна, 1974г.), Всесоюзных совеианиях по комплексной проблеме "•ГенЕО^изйка" (Грозный, 1975г.), проблеме использования океанских вод (Владивосток, 1976,1983 гг.), 5,6,7 Международных сиыпоаиуиах по опреснению морских вод (Афины 1976,1978гг., Аиотердаа 1980г.) 10-й ¿веждународной конференции по свойствам воды и водяного пара (москьа, 1984г.) 6-и 9, Теплофизических конференциях (Новосибирск 1988г., Махачкала 1992г.).

Публикации. Результаты выполненных исследований отражены б 55 публикациях и научных куриалах и тезисах докладов на Всесоюзных и ¿¿е*дународам конференциях и симпозиумах.

Структура и объем работы, диссертация состоит из основной части и приложения. Основная часть диссертации состоит из введения,сени глав, выводов и содержит 421 страницу машинописного текста, 136 рисунков, 33 таблиц и список использованной литературы, вклшаю-й 406 наименований. b приложении к диссертации содержании 146 страниц и уу таблиц, приводятся в.табличной форме численные-данные о теплофиьических свойствах водных растворов солей, свидетельства о присвоении результатам исследований категории РСД и авторский свидетельства на изобретения.

(

ОСНОВНОЙ СОДЕйШШ РАБОТЫ

Обоснование ьыбора объектов исследования. параметров состояния и методов измерения

Природные воды различных источников отличается друг от драга химическим составом, солесодержаиием и ,как следствие,теплофизи-ческими свойствами. Основной состав природных вод определяется следующими растворенными в них солями fNc.CE, ,

Ма/о, мзд.''

Анализ известных в литературе данных о тешюфиаических свойствах водных растворов указанных солей показал, что в широком .интервале параметров состояния имеются данные о свойствах водных раствороь хлорида натрия и калия. Однако при кажущейся полноте эти данные обладают существенными недостатками. Так, по вязкости отсутствуют работы, охватывающие интересующий практику интервал / температур, давлений и концентраций, а по плотности -: данные различных исследователей отличаются друг от друга на величину превосходящую указанную авторами погрешность намерений. Водные растворы хлоридов лития, кальция,/магния и сульфатов натрия и магния исследованы, .в основном, при температурах не превышающих Ю0°С при атмосферной давлении.

Цри выборе метода измерений и разработке конструкций экспериментальных установок учитывалась агрессивность исследуемых ростьороь. _ .

Для реализации программы исследований созданы две установки для исследования плотности методом переменного объема в интервале температур 20-50°С и методом гидростатического давления в интервале температур 50-350°С,установка для измерения вязкости методом капилляра и установка для исследования теплопроводности

неходок плоского слоя.

Экспериментальные установки,

Пьезометр переменного объема состоит из измерительного сосуда, У -образно связанного с измерительной трубкой й смотровым окном. Смотровое окно.может свободно перемешаться вдоль оси измерительной трубки, образуя о ней посредством гибких трубок замкнутые в контур сообщающиеся оосуды, и жестко связано с измерительной системой катетометра.,что позволяет использовать измерительную линейную шкалу' катетометра в качестве системы отсчёта. '

Измерительный сосуд'объемом 135 см3 заполнен исследуемым веществом и ртутью, ьыполняще"й роль монометаллического поршня, свободно перемещающегося при изменении объема исследуемого вещества. Изменение объеыа исследуемого гещесгза {.гжицвчся по. подох»* нию мениска ртути в измерительной трубке а измеряется по линейной шкале катетометра с точностью 0,01 ш.рз.ст. Измерительный сосуд ' помешен в жидкостной тормоотат, температура, в которой поддергивается постоянно! с точностью 0,05°С. Давление » системе создается-и измеряется грузолоршневыы' цанодатрои хшасса точности 0,05. Измерения проводят в два этапа при одинаковых;параметрах состояни!} и различных массах и нос ладу еиого вещества в измерительном сосуде. Разность изменений обьека вещества в пьезометре, на дщ этапах исключает вклад балластного объема в общий объеы вещества в пьезометре и определяет изменение объема йсследуемого вевдстЕа массы' ДШгМ^-Л^ в зависимости от параметров состояния.

¿экспериментальная установка для измерения плотности методом гидростатического давления включает две вертикально расположенные трубы-колена высотой 1000 мы и диаметром 12/9 мм соединенных в верхней части горизонтальной трубкой, а в ниавей - горизонтальным!

трубками и соединительным'участком, выполненным в ьиде высокочувствительного дифференциального манометра, заполненного иссле-дуе^м веществом и ртутью. Одно из кол§н экспериментального участка - "холодное" терыостатируется при температуре 25«-30°С, а другое - "горячее" размещается ь жидкостном термостате„ В. качестве термостатирущей жидкости используется кремнийорганическая иид-кость СОП-5 и расплавленная селитряная смесь» В наших исследованиях действует система термостатирования» обеспечивающая поддержание рабочей температуры'термостата с погрешностью ¿0,01°С» Температура в термостате измеряется платиновым термометром сопротивления ПТС-10. Температура "холодного" колена, термостатируемо-го термостатом измеряется тремя градуированными термопара-

ми хромель-колель. Дифманометр, служащий для измерения разности гидростатического давления столбов жидкости впхолодном" и "горячей" коленах, состоит из двух колен - подвижного и неподвианого, .соединенных .между собой гибкой петлеобразной трубкой. Измерение разности давлений в коленах установки производится с помощью катетометра ¡Ш-6 с погрешностью ¿0,01 мм.рт„ст. Давление б установке создается и измеряется грузопоршневым манометром цШ-600. Плотность исследуемой жидкости при температуре "горячего" колена определяется относительно плотности той же жидкости в "холодном" колене при фиксированной температуре и заданном давлении.

' Экспериментальная установка для исследования вязкости жидкостей методом капилляра представляет собой модифицироваиыый вариант установки Ривкина С.Л. и сотрудников, отличающаяся от последней возможностью плавно регулироьатв и поддерживать постоянными расход исследуемой жидкости через капилляр и темперутуру ь экспериментальном участке. Измерительный капилляр размещается

ь жидкостной термостате.' Расход исследуемого вещества через капилляр и его измерение осуществляется насосом-расходомером, состоянии из двух цилинДроь одинакового сечения с разгруженными • от давления внутренними стаканами, соединенных между собой ги5-кой петлеобразной трубкой и подъемной колонки. Использование раз-грукенных внутренних стаканов в насосе-расходомере обеспечивает неизменность его внутреннего диаметра в широком диапазоне давлений. внутренняя поверхность стаканов подвергалась хоиенгоьани», что позволило довести чистоту обработки до класса VIO и выдержать постоянство диаметра стакана по высоте с точностью 15 мк. Один из цилиндров закреплен неподвижно, а второй жестко скрепленный с подъемной колонкой может перемещаться е вертикальном направлении. цилиндры насоса-расходомера заполнены исследуемым веществом и ртутью. При работе насоса-расходомера ртуть в качестве яидко- . металлического пориня перемещается по .высоте внутренних стаканов цилиндров. Для подъема и опускания подвижного цилиндра используется подъемная колонка. Ь отличие от схемы МИ в нашем варианте перемещение подъемной колонки осуществляется электродвигателем постоянного тока, использование которого позволяет плавно менять скорость ^ращения ходового винта колонки. Ъ ходе опыта, регулируя налрядение в цепи якоря электродвигателя, подбираем такую скорость вращения, при которой скорость подъема подвижного цилиндра равна скорости опускания ртути в нем. После установления динамического равновесия в контуре, насос-расходомер создает через капилляр строго постоянный ю времени расход вещества, который 'определяется диаметром стаканов и скорость« их подъема. Объемный расход насоса-расходомера определялся; тарировкой tía воде по юей длине ходового винта подъемной колонки и сойтамял

^=1,2113 + 0,0005'см3/об. Измерение времени одного оборота хо-. дового винта осуществлялось печатающим хронографом с точностью 0,005 сек. Постоянство перепада давлений на концах капилляра контролируется и измеряется с погрешностью 0,01 ым.рт.ст. дифференциальным ртутным манометром.

Температура в жидкостном термостате поддерживается постоянной с точностью 0,01°С системой автоматического контроля и р«гу- ' лирования. температуры.давление в установке создается и измеряется грузопорынеьым манометромЛП-600.

Все узлы экспериментальной установки выполнены из нержавеющей стали 1Х18Н10Т.

В практике ьискозиметрических измерений жидкостей широко используются стеклянные капилляры. Однако применение их в измере-, ниях вязкости водных сред.при температурах выше 200°С огран/ли-. вается из-за неконтролируемого процесса выщелачивания стенок капилляра, что может служить источником неучитываемой систематической погрешности; Поэтому' ь практике высокотемпературных измереций вязкости воды и водных растворов нашли применение металлические • капилляры. Ь нашем случае использован капилляр из никель-рение-ього сплава, обладающего высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах при высоких температурах.

Внутренняя поверхность металлических капилляров шероховата и*покрыта окалиной, что может быть.причиной возникновения турбулентности дане'при низких значениях критерия Рейнолвдса. Для устранения этого недостатка и приближения условий эксперимента к требованиям теории метода капилляры, используемые ь установке| ■ подвергались специальной шлифовке их внутренней поверхности. Шлифовка производилась под давлением 10-12 ¡Ша полирующей смесью.

состоящей из ацетона и абразивного порошка. Качество шлифовки периодически проверялось по срезай с концов капилляра под микроскопом. После завершения шлифовки внутренняя поверхность капилляра выглядела под микроскопом гладкой, блестящей, лишенной шероховатости и пористости.

Качество шлифовки капилляра можно оценить по зависимости к

постоянной капилляра Г от критерия Рейнольдса. Чем более шероховата внутренняя поверхность капилляра, тем при более низких-; значениях критерия Рейнольдса наблюдается нарушение ламинарности потока и -отклонение от закона Гагена-Пуазейля«. Для оценки качест- • ъа шлифовки капилляра были проведены специальные опыты на воде. .. Измерения показали, что постоянная необработанного капилляра . сохраняет постоянство при росте йе.до 300. При увеличении от 300 до 600 постоянная капилляра уменьшается на 2,5/о, а при' йв=1000 - ¿а 6/1. Постоянная шлифованного капилляра- сохраняла свое значение "до =700. Дальнейший, рост йе от 700 до 1000 приводил к изменению постоянной капилляра на 1,5$. Таким образом, шлифовка капилляра позволяет'проводить измерения вязкости кид-коотя при более высоких значениях . и, следовательно, при >больших перепадах давления на капилляре, что повышает точность измерений вязкости. , '

Длина капилляра измерялась на измерительном микроско.пе УШ.1-21 и составила 553,07+0,01 мм при ~Ь = 20°С..

Радиус капилляра определялся, двумя независимыми способами: по массе ртути, заполняющей капилляр, и на тарировочной установке по известному коэффициенту динамической вязкости воды при "Ь.=20°С. Различие в значениях радиуса капилляра * полученных в ходе тара-ровочных опытов по вязкости воды и весовым способом, составило • 0,12 ¡5. - ' . '

ь расчетах вязкости использовалось значении г=0,1745^0,ОООгик.

Перед каждым экспериментом по ориентировочному значению вязкости при заданных параметрах состояния -и предельному значении критерия Рейнольдса = 700 рассчитывалась максимально допустимая величина перепада давлений на капилляре, при которой соблюдаются условия ламинарности потока исследуемой жидкости через капилляр. Обычно эксперименты проводились при величинах 600»

Измерения коэффициента теплопроводности водных растворов солей велись относительным методом плоского слоя. Измерительный узел установки состоит из "горячей" и "холодной" пластин, зазор между которыми заполняется исследуемой жидкостью.'Измерения проводились при двух значениях толщины слоя жидкости 0,83 и 1,40'мм. Над "горячей" пластиной размещается основной, нагреватель, создающий тепловой поток через исследуемую нмдкость. Для компенсации тепловых потерь основного нагревателя в радиальном направлении в периферийной зоне "горячей" плаетины'размещается охранный нагреватель, мощность которого контролируется десятиспайяой дифференциальной 'термопарой хромель-копель. Тепловые потери основного нагревателя-в осевом направлении компенсируются торцевым охранным нагревателем по показаний!,; десятиспайной диф,термопары. Температурный перепад в рабочем слое исследуемой гщдкости = I «• 3°С измеряется хромель-копелевыка термопарами, размещенными ь "горячей" и "холодней" пластинах. Измерительный узел размещается в медном блоке и фиксируется фланцами при помощи несущих болтов и гаек.

'В работе дав анализ условий переноса тепла в плоском слое жидкости. Отсутствие конвекция ва измерительном участке контролировалось по измерениям теплопроводности при различных перепадах температуры ь слое исследуемой жидкости, ¡¡оказано, что поправка на

излучение находится в пределах погрешности эксперимента и состав, ляет от 0,4 до ¿/ó ьо всем температурном диапазоне, измерений. При расчете коэффициента теплопроводности .исследуемых растворов учитывалось термическое сопротивление металла измерительных пластин. Термическое сопротивление металла определялось по экспериментальным данным теплопроводности металла, измеренным автором методом Кольрауша. Градуировка термопар осуществлялась методом сличения с показаниями образцово,го платинового термометра сопротивления ПТС-Ю в жидкостном термостате. Результаты градуировки были обработаны и представлены в аналитической форие. .

Йсследуомые растворы готоьилйсь из оидистиллата воды и реактивов солей марки "ч.д.а." и "х.ч.". Концентрация-растворов контролировалась пикнометричёски с использованием данных о плотности растворов высокой точности. '

• Оценка погрешности экспериментальных исследований проводилась с учетом случайной и неисключенноЯ систематической погрешности. Погрешность измерений основных экспериментальных величин составила: температуры- 0,02°С, давления - 0,05/6, концентрации -0,1р, перепада давлений в коленах дифманометра при измерении плотности - 0,01 'uu.ít.ct., при:измерении вязкости - 0»G2 uu.pt.ст. времени истечения лидкости через капилляр -0,13 с.

Оценка погрешности измерений исследуемых теплофизических свойств растворов проводилась с учетом погрешнооти отнесения по температуре, давлению и концентрации в определялась как сумма случайных и неисключённых;систематических погрешностей при доверительной вероятности Р =0,95. Относительная средняя квадратичес-кая погрешность составляла при измерении плотности методом переменного- объема 0,02$, методом гидростатического давления -

..,'u>-0,i3/a, при измерении ьяэкооти - 0,5-1,X/», при изиьрении ллопроьодности - I,5-2,3/s.

оаспериментальнае исследования плотности водных растворов ¿ольи проводились ь интервале температур, давлений и концентрации, приьеденных в табл.1.

Таблица I

ЬОдгЫЬ | раствор СОЛИ 1 Концентрация . ■ 1 Температура давление

uaaCe/o иоляльная о,, . ulia

ММ 5,10,15,20 0,Э «• 4,28 25 - 350 2 - 30

нее 5,10,15,20 0,7 s- 3,35 25 - 350 2 - 30

ь се 1,5,10,15,20 0,238 * 5,b 25 - 350 2 - 30

1,5,10,15,20 0,09 <• 2,25 25 - 350 2 - 30

М|се2 5,10,15 0,55 * 1,85 25 - 300 2 - 30

5,10,15,¿0 1,5,10 0,37 + 0,08 * 1,7 0,i>2 ¿5 -25 - 300 175 2 -¿_ - 30 30

Иаиераиия плотности растворов.проводили на изотораьх ¿5,50,75,'100, 125, 150,175,200,225,250,¿75,300,325 и 350°G, 'прл даыи.н.иа ¿,5, ■ 10,15,20,25 и 30 ьПа. исследования показали, что закономерное^ ианенениЬ плотности воды и растворов с изиенвн/.еа Tetnapaïypa и давления одинаковы, но теышрат,»рвай (Эр/ЭТ и ОарическиЬ ft/Yâp)т коэффициенты плотности дли вод^ и растворов различны,, Различие во влиянии температура и давления на плотность воды и водных растворов солей лучше всего прослезиьа«тся на зависимости относительной плотности растворов от теиператури и .давления» Относительная плотность 'выражается отношение;/, плотности раствора к плотности воды при одинаковых значения теыперату-

ры и давления. Результата расчета показали» что относительная плотность растворов при температурах ниже 150°С от температуры и давления практически не зависит« В области температур выше 150°С рост температуры и давления сильнее Елияет на изменение плотности воды, что проявляется в увеличении относительной плотности растворов с ростом температуры и зе уменьшением с ростом давления. На рис.I-представлена зависимость относительной плотности водных растворов солей однодольной концентрации от температуры при давлении 20 шПа.

для растворов одинаковой модальной концентрации плотность растет в ряду растворов солей ¿.'iff- А/аСё - №СЕ _

-MjSQj-lfejSQ, - С ростом температурь различие во влиянии растворенных солей на плотность растворов возрастает (рис.2).

Исследована возможность описании зависимости плотности исследованных растьороь от температуры,.давления и концентрации уравнениями различного вида.

Расчеты показали, что лучшее приближение' к исходным экспериментальным данным во всей исследованном интервале параметров состояния обеспечивает уравнение:

% а

£ -fr flm.+ Ьт ч- Cm ■ CD

i s . . OS-'.. 13

О?® ¿5© 4«в ¿Г® . IХФ ¿'С

J2 и J* - плотность раствора и воды при заданных параметрах состояния, кг/ы3; Р -давление,Ша; "t - температура,°С. Численные значения коэффициентов <6L , Sn » С {г представлены в таблице 2.

Предложенное уравнение (I) описывает исходные экспериментальные данньо, а такие других исследователей,в основном, ь предал:, оценочной авторах« погрешности измерений.

'Таблица 2

Коэффициенты , 64. , С^ . уравнения состояния (I)

1 1 а« В и | ец

О I О 1 ¿17605 Ю1 Л/а. С В | -3,943387 10° ■2,623387 Ю"1

I 2,1646% 101 -3,^:72831 Ю"1 9,751129 10"^

О -6,099837 10_г 1,015646 Ю"1 -3,858501 Ю~2

I -5 ,.003 80? Ю-3 6,492542 КГ3 -1,813463 Ю"3

О -2,012612 10"4 -1,729384 Ю"4 1,114445 10"4

I 5,355781 10~5 -6,054353 Ю~5 1,582689 Ю""5

О 3,671406 10~ь -2,151436 10"ь 4,152183 Ю"7

5 1 -1,747151 КГ7- 1,741116 Ю~7 -4,312020 Ю-8

о. - 5,800391 Ю1 на -I,423479 101 2,473923 10°

'I -9,571530 Ю-1 . 1,173ь34 1и° -3,683476 ИГ1

а -1,У5704£ иГ1 10" ^ -6,1x5953 10"г

1 ¿,50334Ь 10е -5,189^14 10"г 1,025262 10"г

г и 9,095936 10~ч ■ -1,160661 10"а 3,403837 ЮГ*"

1 -1,9и9127 10~4 2,475^17 10~3 -7,891441 Ю"5

3 0 -3,724274 10~7 2,103191 Ю"6 -6,906209 Ю-7

I 3,680611 Ю"7 -5,001966 10"7 1,600119 Ю-7

О О 1.085439Д01 ¿»СЕ/ т 1,063388 ЮА" -3,120866 10°

I 4,84834У -1,156565 Ю"1 3,708177 Ю"2

1 и 5,811187 10"х -4,959346 Ю-1 1,145188 Ю"1

I -¿,658173 Ю-3 4,841425 Ю"3 -1,533126 Ю"3

0 -3,470250 Ю-3 2,765514 10"3 -6,151949 10~4

с- I -2,7и5747 Ю-8 -1,703620 10-5 .7,113819 Ю"6

¿ 1 ■ • ««

3 0 6,631936 IÜ"6 -4,095174 IO-6 7,964338 IO-7

I 2,561154 IÜ"8 -5,100850 I0~9 -3,572614 IO"9

о 0 1,177338 ID2' Ca ce2 -4,875107 IO1 1,469048 IO1

I -3,048368 IO"1 9,165308 IO"2 1 .6,634044 IO"3

0 -1,007872 10° I.744I2Î 10° -7,026910 IO"1

I 6,071656 I0"5' 1,519671 IO"3 -1,598441 IO"3

. 0 9,757793 IO"3 -1,721548 IO"2 7,082059 IO"3

I -8,006378 IO"5 5,717214 IO"5 -1,889919 IO"5

3 0 1,815805 10"5 3,667169. IO"5 -1,577098 IO"5

I 1,334899 10~7 -1,200795 1Q"7 5,073338 IO"8

0 0 9,727783 IO1 * iABaz -3,697407 IO1 1,257820 IO1

I -2,22042¿ IO"1 1,152887 IO"1 4,340941 IO"2

0 -7,887036 IO"1 1,439513 10° -6,447851 IO-1

1 I -1,062785 IO'2 -.9,760741 10"3 6,447181 IO"4 '

2 1 0 6„874616 IO"3 -1,203851 IO"2 ' 5,343884 IO"3

I -1,243441 IO"4 1,368102 IO"4 -2,787732 IO"5

3 Ü -1,308746 IO-5 2,591637 IO"5 -1,168056 IO"5

1 1 3,315015 IO"7 ■ -4,345279 IO"7 1,227260 IO"7

0 0 • I.68S652 IÛ2 Mas0« . -I;559284 IO2 1,100345 IO2

X -1,169652 10° 4,293632 10° -3,185475 10°

0 -2,850363 10° 8,789793 10° -6,409533 10°

1 1 3,772159 IO"2 -1,785294 IO"1 1,420266 IO-1

1 г) 1 6у с*.

0 4,267870 10"а 2 -4 1 I | -6,544724 10 -1,3173% Ю"1 2,8^6651 Ю~3 9,414405 Ю~2 -2,227558 Ю"3

■ 0 -1,639640 10~4 I 2,686697 Ю~б 5,235511 -1,210926 Ю~5 -3,768477 Ю"4 9,581751 Ю"6

0 0 I I 1 8,247614 Ю1 1,065885 Ю-1 М»450* 7,411879 Ю1 -6,215624 Ю"2 -4,014508 Ю1 -6,925664 Ю"2

1 о I • . Г 8,864442 ■Ю"1 -1,912753 Ю"2 -1,504613 10° ' 2,216458 Ю"2 5,926499 Ю'1 -5,583817 Ю"3

1 о г I • -2,967837 Ю~3 9,083743 Ю"5 1,703507 10~3 -3,442091 Ю"5 4,203293 Ю"4 -2,723283 Ю"5

| 0 Г. 3,912540 Ю"6 | 8,022567 Ю"6 | I | -1,436173 Ю"7 | -1,125171 10"7 -7,125049 Ю-6 1,726168 Ю"7

Используя известные соотношения термодинамики и уравнение состояния (I) можно определить объемные свойства водных раство-роь солей. Данные сб объемных свойствах водных растворов позволяют оценить влияние ионов растворенной соли на объемные свойства зоды и проследить закономерности изменений объемных свойств растворов при изменении параметров состояния. Мольный объем бинарного водного раствора определяется соотношением

„ + х Мг

V

(2)

где X:

¡П

Р

п-в* »И

Ж - мольная доля соли в растворе; 61 и ¡ГЦ- число молей воды и соли в; растворе; М иМ, - соответственно молекулярные массы

раствора, воды и растворенной соли,? ^ - плотность раствора».

Парциальные вольные объемы воды и соли (, ) в раст-

воре вычисляются по следующим соотношениям

При растворений соли в воде аа ыевмолекулярные взаимодействия ьоды закладываются воздействия электрических полей ионов.растворенной соли8 что приводит к саатии воды а растворе» С повышением температуры иольше объемы растворов увеличиваются и влияние на них концентрации и давления усиливается» Повышение концентрации соли и да'вленаая уменьшая расстояние между взаимодействующими частицами в растворво усиливает сжатие растворителя» При температурах выше 200°С" мольный объем раствора меньше мольного объема воды, ч4о свидетельствует с сиатин,'вызванном ион-дипольныки взаимодействиями. о^ект сжатия растворителя находит отражение и на концентрационной зависимости парциального молвеого объема воды в растворе.- Парциальный молвзый объем соли в растворе с ростом концентрации а давления возрастает. Ь области высоких температур увеличение температуры резко уменьшает'парциальный мольный объем соли ь растворе и у растворов относительно низких концентраций (5 и 10 moc.fi) на изотермах 2?5-300°С он принимает отрицательные значения. Коэффициент изотермической енимаеыости исследуемых растворов определяется путем дифференцирования уравнения II):

\Г - удельный объем воды, ц°/кг; Ш- ьюляльная концентрация»

Погрешность расчетных значений коэффициента сжимаемости при комнатных температурах оценивается 1и/)» а а области высоких температур - .

«олекулы лоды, входящие в состав . .^рс^лОЙ оболочки растворенных ! воде ионов, сильно снаты, вследствие чего при увеличении внешнего давления расстояния меад взашадействуцими частица ш; в растворе изменяются мены:з, чем аеаду молекулами чистой ьод«. По этой причине растворы обладают меиьаей сжимаемостью,чем ьома при одинаковых параметрах состояния. Рост температуры й концентрации растворов увеличиваю! розниц»' к«з*ду их значениями, причем т«« значительное, че 1. х^ьа I --Пиратура. и увеличением тзм-нерат.;ры слк-а^иость ьодл и раствора возрастает. Рост давления оказывает на сжимаемость действие аналогичное повышению конген-трации или понижению температуры.

Коэффициент изобарического термического расширения (КТР) .исследуемых растворов солей определяется по уравнению, полученному дифференцированием уравнения состояния (I):

•ф р Р,т

•■т. «¿ш-^

igh HV. OH-Hv*

¿-I

> / Q.pt P.tn w "JTf ' fr;

Погрешность расчетных значений KIT оценивается 5-10/».

Подобно коэффициенту сжимаемости' 1СТР водных растворов солей уменьшается с ростом концентрации и давление, ь области температур Ю0-350°С рост концентрации соли в растворе приводит к реъ-коыу умшыьешш йТР растворов, чюьоано объяснить больаиы влияние;'. структи^уадего ьоздейсгьав иокоь солеи по сравнению с дес-трукгируадии влиянием температуры. Одним из параметров, определяющих влияние ионов на окрулаюдие их молекулы воды, является число гидратации, цолекулы воды, окру*.аюцие ион, подвержены влиянию ионного поля и находятся в состоянии постоянного обмена с объемом раствора. Но этой причине число гидратации ьожно рассматривать как эмпирический паракеяр, йотор«ц» соответствует эффективному числу молекул води, определяйся изменений свойств раствора. • .

йопользуя данные о коэффициенте с.лииаемостп to да и растворов, число гидратации ыоано определить но уравнении, Пасынского:

П -л- ,7)

h * fig / S Mt

i йе В, и & - коэффициенты сзикав!/ости раствора и воды, S -

Г

-¡ас 0 4.ак концентрация раствора, М| 4 молекулярная касса

„jAj л соли.

Анализ полученных данных показывает, что ь пределах изаьрен-чйх давлении 2-30 иПа влияние давлении на числа гидратации пре-

небре&имо мало. С ростом концентрации число гядратации.уменьшаете«. Наш данные о числах гидратации электролитов Li С£, MlCf, HU, согласуюсь со значениями чисел гидратации, вычис-

ленными Робинсоном и Отоясои на основе данных -о сакнаеыости ¡¡ai^iiopob. Числа, гидратации I.v, 2:1 и ¿;2 электролагог превш-а-ит йначеаия чисел гидратации электроллтов. С росток концентрации наблюдается тенденция к сглаживании этого различия. Теы-пвратуряая зависимость числа гидратации водных растворо.. солей носит сложный характер. ]> ооластя температур ¿0-10й°0 ча>;«а гидратации уменьшайся с ростом теаператури, проходят чере:. .¿двящи при температурах 60-160°'J и затек начлнаат возрастать. Та^ов поведение числа гидратации объясняется различным цзханиз;.о~ гидратация i области низких и высоких температур.

скспескментальныо исследования вязкости водных сзстюсо! солеи выполнены в интервале температур, давлений и'концентрацлй, представленных ь таблице 3. • '

Таблица i

Ьодный раст Концентрация Температура Давление

I'.op соли Maco.ji моляльная °С Ша

д/асе 1,5,10,15,20 0,173-4,28 . 25-350 . 2-30

нсг 1,5,10,20' 0,135-3,35 25-350 2-30 .

1\С1 1,5,10,15,20 0,238-5,9 . 25^350 2-30

СаСег 1,5,10,15,20 0,09-2,25 25-350 2-30

1,4,75; 9,5;

16,5 0,106-2,62 25-350 2-30

Н<кг$оч 1,5,10,20 0,071-1,7 25-350 2-30

щч 0,85;5;10 0,084-0,92 25-150 2-30

Измерения коэффициента динамической вязкости водных растворов солей проводились на изотермах при различных давлениях» Результаты исследовании показали, что характер зависимости вязкости воды и . водных растворов солей от температуры и давления одинаков.

Для растворов одинаковой моляльной концентрации вязкость растворов растет в.ряду растворов солей M Ci - Afa.CE - UCB - ColC?z - - - MgêQ, » С ростом температуры раз-

личие во влиянии солей на внзкоств воды сглаживается ^рис.З ).

Различие влияния температуры и даыения на вязкость воды и растворов хорошо прослеживается при анализе зависимости относительной вязкости (отношение вязкости раствора к вязкости воды при одинаковых параметрах состояния) от температуры и давления. Относительная вязкость растворов'малой концентрации от температуры почти не зависит, т.е. влияние температуры на'внзкоств воды и растворов почти одинаково. Для растворов концентрации ьыше 5 nacc./j рост температуры приводит к увеличению относителвной вязкости водных растворов хлоридов- калия, лития, натрия и кальция и её уменьшению у растворов хлорида магния и сульфатов магния и натрия и тек значит^лвнее', чем выше концентрация. Ьто свидетелвствует о том, что рост температуры у первой группы растворов болвше сникает вязкость воды, а у второй - вязкость растворов. На рис.4 представлена зависимость относительной ьяькости однонолялвных водных растворов солен от температуры при давлении ¿0 шПа. Рост давления приводит к возрастанию относителвной вязкости всех исследованных растворов в области низких температур и к убывание её ъ области высоких температур.

Для описания экспериыенталвных данных о вязкости водных

растворов солей ь интервале температур 25-300°С, давлений 2-30 МПа и концентраций 020 масс./» использовалось-уравнение Джонса^ Дола, отличающееся от известных в литературе уравнений этого вида тем, что его коэффициенты являются функциями температуры и давления

^^О + й^ + Вт.^Ст*) ев)

„,,„ I 3 • ; < » , ; 11 . ;

А Я=1. Ь=11&9рГ, С-Цч/*

. ¿ГС 1<0 ¿Эе ¿1*

Ш - мол'яльная концентрация; 0 и 9 ~ коэффициенты динамичес-

Р ^Б

кой вязкости раствора и воды при заданных параметрах состояния,

йа«с; р - давление, ыПа;. "¿1температура, °С.

- 1 -

Численные значения коэффициентов , Оу < С^ представлены в таблице 4."

' ; Таблица 4

Коэффициенты (Ц, 8 С^ уравнения вязкости (8)

1 ■ •

0 0 5,64901 Ю-3 НаС& ■■ 5,1129и 10"^ ¿,06195 ЮГ2

1 1,99909 10~и 6,10584 Ю~10 -1,36264 1<Г10

I 0 2,01199 Ю-5 9,94846 10"^ -1, 71730 Ю-4

I -7,88992 Ю~13 -6,53155 Ю-13 -1,65039 Ю"13

0 -1,20011 10~7 -3,^5105 Ю~6 . 8,73620 10~7

¿. I 0 -1,44794 10""13 3,00250 Ю"15

3 о' I 4,51487 10~10 0 6,83531 Ю~5 0 -1,74026 Ю"9 0 1 . ...

!J i, <*4 6ч- • c«

G 0 i -1,767433 I0~b ¿,537147 Ю"ь • Afee -7,674Üo2 IO"2 -1,571445 I0_il I,8c8Q35 iU"¿ 1,381^87 iü";' i ¡

I Ü I -I,b"j8Si7 10"*' -5,611316 10"5 3,153^43 I0~b 3,41770i> 10~5 ■ -5,001605 iO"*' -3,05Ь584

> L. Ü I 1,575147 10"0 3,286777 I О-7 -I,656664 10~5 -1,ЬОУ567 IO-7 3,I-46bI iu"b 1 1,7-120:6 ±u~° 1

3 oI 1,536312 I0"S -5,7oQ¿68 10"10 2,565637 I0~8 2.51Ы30 -5,264120 IlT' | -I.5S6860 IO"11

0 0 1 I.CI3543 10"I -I,33S04S'I0"a ZJ££ 6,876183 Ю~г I,75j642 IO"3 1,240122 Iü~¿ -1,311670 Iif4

• 1 и г -2,063111 10"* ¿,3¿56i4 10"5 ■1,557744 10~ù -3,üoS53i;! 10-5 . -7,80588o iO-'"' *1,1Ь0ЛЛ0

г 0 I 7,078504 10~Ь -1,322502 IO"7 -3,66^277 IO"6 I,5ü5ob¿ IO-7 -5,644oc4 iü '

3 Ü I _ С, -7,79iy¿2 10 ^ 2,417204 10"10 3,4635ÛS/ 10 7 -¿,577^3 IO"10 1,482435 IO-"'' -5,538556 I0~A¿

.0 0 I ' 1,65631 I0"a 1,51502 I0~I¿ м3сег 2,3¿ 187 IO"1 1,УШ5 IlT* 1,83593 IO"1 -У.1513У I0"i0

i Q I 1,86730 IO"5 -1,61167 IO"15 1,35114 IO"3 -2,43188 IO"11 -I,12345 I0"b 8,743¿0 IO"1"

2 0 1 1 6,85227 IO"8 Г 0 ' -4,43633 IO-6 2,16715 IO-14 3,bo024 I0"b -1,04658 W"14

¿ 1 l O* 6v

3 Ü -2,4222¿ Ю~И 7,03573 lU~y -5,50250

I 1 ' 0 0 0

ü и 5, ¿6Í475 IO"2 CaCet y I,óbó?26 10"1 7,37054i» IO"2

I 1,815634 10" ^ -7,583015 I0~4 3,685595 IO"4

0 -2,398810 I0~a 5,150191 I0~3 -7,148>'ü4 IO'4

1 -3,709932 XO"5 -6,014743 I0~7 -5,548483 I0"D

Û 1,255273 Iü~5. -2,629163 I0"5 .3,011702 IO-6

I 2,043190 10~7 4,785597 10"8 3,234600 I0"a

и -2,049623 IO"8- '4,151140 10~8 -3,236824 iú"y

j í -3,271472 IO"10 -1,028295' 10"10 -6,951.232 I0^Al

и 0 I.5Ü1V6 Ю"2 A/azSQi З.УЗь^З IO"-1- 1,17414 10"1

1 3,75375 IO"12 1,25832 10"& -2,63618 I0"IÜ

ü 6,90707 IO"6 . 9,57853 IO-4 -1,76727 1.0"3-

i 1 -1,51735 IO"13 • 1,72885 IO-11 . -3,03794 IO-11

0 7,74441 10~8 -3,71381 IO"6 6,89673 IO"6'

2 I 0 1,62093'I0~13 2,19787 IO"13

3 0 -1,63330 I0~10 1,29956 IO"8 -1,75828 IO"8

I 0 0 0

ü и 2,31612 I0~2 AtoSO* г 6,23211 10 1 3,37594 IO"1

I 9,79463 IO-12 2,05769 I0~10 1,02390 10"9

0 -7,59003 I0"6 5,43828 IO"3 3,14998 IO"3

I 1 -3,04910 IO"13 1,26128 IO"11 -4,88817 IO-11

Л ! 1 О« с«

г 0 5,46625 Ю~7 4,8320? Ю"5 ' -4,09173 10"5

I • о ■ -1,06591 Ю-13 2,43007 Ю~13

0 -1,31000 10~5 -1,53622 КГ7 1,59014 Ю-7

J I 0 0 0

Сравнение (8) описывает »сходные экспериментальные данные и данные других авторов с погрешностью, £ основной, не преьшащей

1». "■■.

.-' В работе представлены данные о кинематической вязкости.водных растворов ь исследованной интервале параметров состояния, получевные расчетным щтеи ло данным о вязкости и плотности растворов.

При измерении вязкости растворов низких концентраций до 5 пасс.Я ь интервале;.. температур 20-40°С прослеживалось аномальное изменение вязкости с ростом давления от 2 до 30 Ш1а: с ростом давления вязкость уменьшается, проходит через минимум, а затем начинает возрастать/

С целью детального изучения этого явления проведены исследования зависимости вязкости водного раствора хлорида калия концентраций I и 5 ыасс.# на изотермах 20,22,25,28,30,32,35 и 40°С при давлениях 2,5,10,15,20,25 а 30 МПа. Для повышения точности изкзренчй проводилось исследование относительной вязкости раствора (отношение вязкости раствора при заданном давлении к базисному давлению Р0 5 ¿¿Ша) при заданной температуре.

Измерение относительной вязкости раствора:сводится к фиксации-времени истечения раствора через капилляр при различных давлениях и измерению соответствующего перепада давлений на нем.

Конструкция экспериментальной установки позволяет, проводить так** измерения в ходе одного эксперимента. Результаты исследований показали, что вязкость водюго раствора хлорида калия концентраты х и 5 мас'с.^ на изотермах ¿0,22,25 и 28°С с ростом давления ¿•¿-.¿ньшаетеа, проходи череа и.инииуц при давлениях 10*20 ..¡¡1а,-а яат-зк начинает возрастать пропорционально праловенноку. даьвенл*.' иоилон^е концентрации соли л тьхлвратуры приводит к уменьшении глубины .минимума ьнз»«осхл. На изотерме 30°С аномалия ь поведении вязкости раствора хлорида калия . изученных концентраций исчезает. Аномальное поведение вязкости растворов определяется структурой во»» и влияние:.» на нее ионов растворенной соли. При температурах ¿0+о°С растворение хлорида ¿алии в воде характеризуется разр^-•.¡о-мяг. /<>?.. ¿лт^- ,| СЕ аь' структура воды а увеличение;.

V« гек^чести. Ьри давлении* ¿«¿е. 10 киа. происходит разрушение леходной структур« м>м в растворе и рост гидратации ионов, >сл«дст1.аи чего вязкость растворов начинает возрастать. Рост теапорьх^рь и концентрации растворов способствует усилению гидратации, что уменьшает глубину шним^ мои на изотермах вязкости. ■

Особенности поведения вязкости растворов связаны с характером взаимодействия ионов растворенного вещества с молекулами воды и состоянием ее структуры при заданных'параметрах состояния. Вязкость водного раствора соли можно представить в виде с^мм^ её составляющих:

г: Ч + ^ + 7 + % + \ {9у

Р £ «р ь«»»г l-M.tr.

где - вязкость растьора и иоды.

Составляющая ¡7 учитывает эффект ¿йнитейна, определящего

Се ?■■■..

я

зависимость вязкости раствора от Jopiw и размеров mohoj.. ^та соехамаицаа. полоаигельна и с уьедаченвеы раакерол коио*. ьозраота-ег. Ориентацисшная составляющая определяется ориентацией ао. лек^л ъоды ь злемркческом поле ионоь. ъта составляющая описыьает возрастание вязкости раствора вследствие уменьшения, подвижности молекул вода, ориентированных ионами'растворенной соли. Структурная составлявшая описывает уменьшение вязкости раствора, вызванное разрушениеи Исходной структуры воды в.растворе. Составляющая 7м «г ¿ЧИ1ыьай1 рост вязкости раствора, вызванный электростатическим взаимодействием «¡ад* ионами.

¿4фькт влияния йонов на структуру вод« зависит от поляризационной способноеги ионов. ь раэ&ъстн струкх0ры волы'ионами с малой поляризационной способность^ вклад ^ соизмерим' или превышает сухарный вклад остальных составляли, т.е. • 9 +.*) + ") . Ь этой случае вязкоств раствора исньые вязкое-

WT £ <«» ЧАсг.

. ти воды t"отрицательная" вязкость). ь наьнх исслеД01аниях "отрицательная" вязкость наблюдается у водною раствора хлорида калия концентрации I и 5 масс.,» при хешюрат.,pàx до ¿5°С и дарениях нихе 10 Uiia. Для сильногидратированных' ионов 7 + 7 +

• v£ S>/» «ÎA.IT.

■ вязкость растворов превышает вязкость воды. :

Ъ растворах, содержащих слабогидратиру»¿¡»ие ионы, структура воды в распоре разрушается при. ьелачениа температуры меньцд, чем структура чистой вода, т.¿с. рост тфйературы, разрушая структуру воды в растворе, способствует усиление гидратации и рас^ир -нию протяженности областей упорядоченной структуры воды в раство; Но этой причине с ростом температуры относительная вязкость водных растворов хлорида калия, натрия, литии при концентрациях : евьпье 1,5Ш. возрастает. Ь растворах, оодърлацих о.ишьнохидратйр,)».-

щие ионы, как /VI g , SQj структура воды в растворе оказывается более разрушенной, чем чистой воды, т.к. протяженность'области упорядоченной структуры воды сокращается вследствие теплового размывания гидратнах оболочек ионов, ¿то находит свое отражение в уменьшении относительной вязкости с ростом температуры у.водных растворов хлорида и сульфата магния и сульфата-натрия концентрации выше ü,5m .

Применение метода Ьйринга для обработки полученных данных о ьязкости раствора позволяет получить представления о структурных изменениях, происходящих ь них при изменении температуры, давления и концентрации, а такав об энергетических затратах на образование активированного комплекса, его перзь^зкие и разрыв водородных Связей. '''•'.'■

.Согласно теории Ьйринга вязкость связана с термодинамическими характеристиками процесса активации вязкого течения соотношением:

* где h - постоянная Планка, Ы - число Авогадро, V -мольный объем раствора, R - универсальная газовая постоянная, I - абсолютная температура, Д&- свободная анергия активации вязкого' течения, дН*- энтальпия активации вязкого течения, эн-

тропия активации вязкого течения.

Термодинамические характеристики процесса активации вязкого течения представляют собой разность соответствующих термодинамических характеристик активированного комплекса, участвующего в процессе вязкого течения, и исходного состояния неподвижного

рас'¿вора, т.е.

# Ф & -

дН = Н~Н„„ хи)

Б - Бц«

оиалы1и&'.актиьацки ьяакого .¡сечения характеризует энергетические, а энаропиа активации - структурные иэменаниа ъ растьоре при и&меиешш яараквтроь состояния.

Термодинглические характеристики процесса активации вязкого течения определяются следующими соотношениями . •

м5^ ЗМ дН - к»

(13)

где Мр - молекулярная масса и плотность раствора,

коэффициент, кинематической ея&костк раствора.

Термодинамические характеристики процесса активации кого течения исследованных растворов рассчитывались на ЬЕЦ с использо-ванк;« уравнений (I) и (8),

■ ЦзЕестно, .что чем более структурировала иидкосгв, там меньше 5 и там болвше изменений происходи!.в лей создании вса-кого геченил, что приводит к рос-гу 5 и увеличению ДО прс-пирцяовально концентрации раствора щ поляризационной иаособяоог»; ';т;оуеншх в воде ионоь. Соответственно это привод;.г к уьела-

чению энергетических затрат на создание вязкого течения, т.е. к росту дН . С другой стороны, чем выше поляризационная способность растворенных ионов и. их концентрация, тем больше происходит разрушение структуры воды в растворе по сравнении с чистой водой чз-за роста ион-дипольных и ослабления диполь-дипольны'х взаи-иодейстьии в растворе, т.е. возрастает oMtx и уменвшается да н дН*. Соотношение указанных двух конкурирующих-эффектов находит отражение ь концентрационной зависимости энтропии и энтальпии активации вязкого течения водных растворов солей.

С ростом тсыпературы Дй растворов уменьшается, что сви-Дотелвствует о разрушении cipyicTypui воды за счет теплового движения молекул и уыенынении доли структурно-активационной энергии в общей энергии активации вязкого течения (рис.5). Последнее обстоятельство приводит к уиеныиении знтальпии активации дН . В ■ интервале ¿5-I5Ü0¿ положительна и убывает' с ростом концен-

трации раствора, что указывает на более упорядоченное исходное-состояние растворителя по сравнению с активным комплексом; Б _ области ISi/'c переходит от положительных-значений к отрицаг

тельным, и'растворитель в активном комплексе становится более : упорядоченные по сравнению с исходный состоянием, полна прадпо-ловить, что в облаем 150-¿5U°C пространственная решетка, размытая тепловые двилениеи молекул, еде сохраняется и введение ионов . солй к дальнейшему разрушению этой-структуры. При тем-

пературах выше ¿5üaC структура воды почти полностью размыта « ионы, присутствующие в растворе, под действием ион-дапольных взаимодействий укрепляют структуру воды в раствора, в связи о чей Д^ьозрастает с ростом концентрации.

Уменьшение дН и aS с ростом давления свидетельству-

ет о разрушающем действии давления на структуру воды, что сильнее проявляется в области низких температур. С ростом температуры разрушающее действие давления уменьшается, поскольку при высоких температурах структура воды уже разрушена тепловым движением молекул и ее разрушение под влиянием давления проявляется в меньшей степени.

Поведение концентрационных зависимостей энтальпии активации вязкого течения исследованных растворов согласуется .о характером изменения энтропии активации вязкого течения (Рис.6). Энергетические затраты на.создание активированного комплекса и его перемещений увеличивается в раду растворов солей НС£ - МхСб -

- uct - С(хсег т ^съ-Ыаръ-щщ.

Таким образом, характер зависимости вязкости от парамётров состояния определяется структурными изменениями растворителя (воды) и особенностями межчвотичных'взаимодействий.■ .

Согласно модели ойринга процесс образования вакансий, свн- • занный с разрывом связи между соседними молекулами, в явлениях вязкого течения и испарения жидкости одинаков. Исходя из'условия пропорциональности энергии активации вязкого течения и энергии испарения, Ьйринг определил соотношение К - ^""/^G~2/iS• В случае ассоциированных жидкостей, в частности вода,, коэффициент "К" зависит от температуры.-Водный раствор соли можно рассматривать, как систему , состоящую-из летучего (воды), и нелетучего (соли) компонентов. Давление пара такой системы практически определяется только давлением пара летучего компонента - вода, а парциальный мольный объем воды в паровой фазе предполагается равным объему.■ чистого перегретого водяного пара. •^ '

Исходя из предпосылок Ьйринга и полагая идентичным механизм

валкого течения и испарения жидкости для ¿оды и водных растворов содей, автором предложено соотношение для расчета парциальной геодоты испарения воды из раствора по данный о теплоте испарение

воды и свободной энергии активации вязкого течения воды и раствора

■ ' ф .. .■:..■•

£ = Л (15)

Расчет',показал, что теплота испарения воды из раствора умень-: шаезоа с ростом температуры и возрастает с ростом концентрации. Для растворов содей с «алой поляризационной способностью, таких как хлорид натрия и калия, характерна слабая концентрационная зависимость теплоты испарения воды из раствора. У растворов солей, обладающих большей поляризационной способностью, теплота испарения воды из растворов с ростом концентрации сильно возрастает.

Располагая данными а парциальных мольных теплота* испарения ' воды-иа растворов, можно рассчитать парциальныо мдльные энтальпии воды в растворах

Н = Н - £ (16)

где Н^- энтальпия перегретого пара при заданных температуре и давлении. При расчете Н^ за стандартное состояние принята жидкая врда при 0°С.

Относительная парциальная мольная энтальпия воды в растворе, представляющая .собой парциальнуо теплоту разведения,определяется по формуле _ — 0

Н4 - Н« (1?)

где Н4 - энтальпия чистой воды при заданных параметрах состояни«, С ростом концентрации раствора парциальная теплота разведения по

за

сбоолыной величине возрастает и -г^и интенсивнее, чей выье поляри-сацлоыая «¿доиобнось'ь йокоь растворенной соли*'

олс., .■;,;. лиальные исследованщ Теплопроводности водных раст-

воров солеи выполнены ь интервале температур- , давлений и концен- ■ граций представленных в таблице 5.

- 'Таблица 5

йодный раство ) Концентрация Температура Давление

О ОЛИ масс ./а моляльная °С МПа

А/Ш 5,10,15,20,25 0,9 - 5,7' 20-330 2-15

ш 5,10,15,20 0,7 - 3,35 20-330 2-15

£1,10,15,20,25 0,55- 3-.5 20-330 2-15

5,10,15,20,25 0,37-2,35 20-320 2-15

5,10,15,20,25 0,43 - 2,47 20-170 2-10

■плавая слаоуй зависимость теплопроводности ьоды и растворов от давления, в наших,экспериментах теплопроводность растворов измерялась при давлениях бллзких к давлении яаевдения при заданной температура эксперимента,.

Зависимость теплопроюляоети растворов от параметров состояния гпределяется природой ионов растворенной соли, с ростом концентрации теплопроводность исследованных растворов снижается, относительно теплопроводности воды-прг той аз температуре. Для растворов одинаковой' моляльной концентрации теплопроводность снижается в ряду ргтворов СОЛ1.Й Ми Сё,- МдС{г- (рис.7).

■Относительная теплопроводность растворов, представленная' отношением теплопроводности раствора к теплопроводности.воды при одинаковых параметрах состояния, от температуры почти не зависит,

. . . ! i - ' т.е. влияние.температуры на теплопроводность ьоды и раствора одинаково. По сравнение с плотностью и вязкостью величина изменения теплопроводности воды при растворении а ней соли мала. Перенос тепла в водных растворах солей осуществляется ,в осноьном, растворителем -'водой. С ростом концентрации раствора теплопроводность раствора снижается из-за уменьшения доли более теплопроводного ■компонента. Ион-дипольные взаимодействия способствует образованию комплексов, разрушению водородных связей, -изиенению трансляционного, колебательного и вращательного дькаения иолекуд ьоды ь растворе. Гидратные комплексы.могут слугитЬ'центрами рассеяния фоно-нов. Структурные изменения влиякг на длину свободного пробега Фо-нонов в кьазикристаллических группировках и на движение час'тиц в растворе.. . ■'■"•••

у растворов, содержащих ионы с большой поляризационной спо-,1 2*

собностью (например та ) иолакулы. воды эффективно связаны ио-н'аии; и обмен 'мезду бликайаими колекулами воды в растворе происходит реае, чек в чистой воде. В отличие от ионоь A/ft и К ионы Mg обладают ыальши. размерами и. интенсивным электростатический полек, которое достаточно сильно воздействует на молекулы воды. Поляризационная способность ионов Mg больше, чем у ионоб A/ft в 2,7 раза и ионоь - в 3,7 раза. Поэтому в интервале температур 25-330°С теплопроводность раствора с ростом концентрации уменьшается больше по сравнению с теплопроводностью растворов хлорида натрия и калия. Структуроупрочняющее воздействие ионов SO^ отражается .на концентрационной зависимости теплопроводности раствора сульфата натрия. У раствора сульфата магния концентрационная зависшоатмеплопроводности слабее, чем у растворов хлорида магния и сульфата натрия, ото объясняется тем

обстоятельством, что сульфат магния при растворении в. воде диссоциирует не полностьы. Значительная часть ионов-растворенной соли находится в состоянии близко связанный ионных пар, испытывающих меньшее сопротивление при движении в жидкости, чем свободные ионы и 5с£ с х'идратныыи оболочками. ..

Графическая обработка показала, что избыточная теплопроводность растворов дЛ = 17Ц- уЦ! возрастает с ростом избыточной плотности .однако наблюдается расслоение по изотер-

цац. ^

Ькеперицонтаяьные данные о теплопроводности водных, растворов солеи ь области температур ¿0-500°С описывается уравнением гида ■

С18)

Л -ч 4*0 ив

где. «; - коэффициенты теплопроводности раствора н воды,

1П - йоляльная концентрация, ~Ь -• температура, ¿£оэ44ициенты уравнения (18) представлены ь таблице 6.

Таблица 6

лосффчциеаты С^ •»' Б« уравнения (18)

Ооль а<

МаСе ксе м8се1 М^бО« Мд5С, 7,5535 10~5 ¿,8126 10""2 4,1082 10~2 о,50* М-2 3,3758 Ю-*1 7,0368 Ю-5 1,3^36 Ю-5 " 2,1851 10"^ 10"4 <Г5Ш Ю"% -1,<>566 I0~7 -1,9101 Ю~? >-7,3342 Ю~7 6,3626 Ю-7 6,042г 10~?

Соль 6о А

л/асе 1,2476 10~4 -1,4839 10"5 5,0027 ХО"8

«се -2,6915 10~а -3,4836 ХО"& ' 3,1161 Ю"Б

масег 4,4198 Ю""4 -7,8667 КГ5 ¿,5689 Ю"7

-1,2918 1(Гг 1,2941- -3,4988 Ю"7

МдЭО^ -3,6865 Ю"3 .4,6882 10"^ " -2,3437 Ю"7

Погрешность описания экспериментальных данных о тепло-яро годное та растьороь солеи уравнешик (18) на .'лрвъмхьех

Ькдад раегьореью-:: .;оаиА. тси^опроьодность растьора «окно оценить по дак.чыц о парциальных мольных величинах теплопроводности. Каздщаяся молярная теплопроводность растьора описывается следующей формулой:

{ООО

а$)

где и - коэффициент теплопроводности раствора и воды, НО -¡молнлвность растьора, ^ - плотноств воды , ^ - пасшийся ■ молярный о.бъеи раствора.Первый член формулы (19) определяй* влияние. растворенных ионе* на теплопроводность раствора, ьторой член характеризует поведение теплопроводности раствора, вызванное изменением его объема. Положительный или отрицательный знак кающейся молярной теплопроводности раствора определяется соотношением этих слагаемых. Анализ данных о »^.¿..«.си.-омаос«» «солидо-аин-л растворов показывает:

-рост температуры, приводит , к уменьшению каау^ейся молярной теплопроводности водных растворов солей;

.- с .ростом концентрации кажущаяся полярная теплопроводность растворов возрастает;

- в области концентраций 0-2 щ кахуиаяся полярная •теплопроводность растворов хлорида магния а сульфата нзт>::а ;; ^а^яия отрицательна;

- какуцаяся молярная теплопроводность растворов хлорида катрк и калия ь области температур 25-150°С положите л: на, 1 с ростов тз?.-.-пературы "Ь> 150°С становится отрицательном.

Графическая экстраполяция линейной зависимости зма~

чения т = 0 позволяет определить величину'кажущейся колярной теплопроводности при бесконечном разбавлении . аеличлна ^ уменьшается в ряду растворов солей Мв,С£ — — МдЗО^ —

- \ что соответствует снижений теплопроводное!».!

изученных раствортв.

Растворение соли в воде способствует создании ноьо£ структур характеризующееся оолькаи термическим соиротиьлвниэи по сравнению с чистой водой. Влияние растворенных конов на теплопроводность растворов моано оценить по характеру зависимости относительного термического сопротивления от относительной плотности раствора. Ьта зависимость описывается с погрешностью 1*1,5% уравнением вида:

-А =: 1 + (сц+а^ +

где А| и Др - коэффициенты теплопроводности воды'и раствора, О и £ - плотность'воды и раствора, температура. Коэффициенты О.;, уравнения (20) представлены в таблице 7. В области температур 20-150°С зависимость относительного термического сопротивления от относительной плотности почти постоянна и описывается единой кривой для каждого раствора. Рост температуры от 150 до 300°С определяет • уменьшение относительного термического сопротивления растворов-М^С^и в большей степени, чем

Коэффициента уравнения (20)

Таблица 7

Соль

нее м9сег

1,0508 10~Х 2,1944 10"^ • -6,1739 М~7

1,7149 Ю-1 -6,3093 10-5 -8,4738 Ю-7

2,0028 Ю"1 3,6151 Ю-4 -2,0339 Ю-7

1,6035 Ю"1 ' 1,0242 10"*. I -5,2795 Ю-7

2,4237 Ю~2 1,3993 Ю"3 | -6,6701 Ю"6

для.растворов и К СЕ ». Такой характер зависимости теплопроводности определяется'различием механизма'разрушения структуры воды в растворах,содераащих с-ильногадратированиые и слабогадрати-роьанные ионы. ' ■ '

' Располагая надежными данными о теплопроводности водных растворов солей при 20°С, моано обобщить полученный массив экспериментальных данных г системе' ахшздзкаах координат "" (рис.8). При такой обработка коэффициент теплопроводности исследованных растворов описывается с погрешностью '¿¡о уравнением вида:

• -о,5огб.+- о,8збзт

"Тр

121)

где

3< •

ЯГ:

X

- коэффициент теплопроводности раствора при температуре , коэффициент теплопроводности раствора при Т0=293 К.

м)

Полученные автором данные о плотности, ьяэкости и теплопроводности водных растворов солей позволили рассчитать один из ьаа-нейших критериев подобия - критерий Прандтля в широком интервале параметров состояния.

tía основа.»:;« уравнения LapratiTHKa-Ocьаишииа, устэнаьлиьашцог сьнаь аеьду гиплойро^одлость*), генлоеысостьв, .плотностью и иолеку' лярноЬ ¡»accot. растворов, получено следующее соотношение

для расчета крктирии Ираадтля:

(22)

Tj/if&f

'[рй \ - поэ^ацкентй динамической вязкости раствора и воды; fp и - плотность раствора и води; (Ли* Mj в Мед^ молекулярная раствора, воды и соли; /У« и - мольные доли

büau и соли л púcíio^ü.

Ь ;а00та представлены численные значения критерия Прандтля для Ю/.плх растворов исследованных солей в интервале температур 25-j5í)U"'C, давлении 2-iU ыПа и концентраций О-20 иасс.^р.

дддитлвныЯ расчет теплоДизических свойств природных соленых

осуществляется по солевому ала. ионному составу их компонентов. йаиоолсс распространенной 4ормой- представления химического состава природных вод является выражение его в ионной форме, ¿¡звестнай гидрохимический иетол Фрезениуса позволяет перейти от иоигг-го состава природной воды к солевому. Природную воду мокно рассматривать как смешанный раствор, состоящий из стйелышх бинарных растворов. Теплофизьческое свойство смешанного раствора . ьоано представить как сумку произведений численных значений этого свойства бинарных растворов на их относительную долю в смеси.

Нами были проведены экспериментальные исследования в интервала липepav.jp ¿СКЮ0°С плотности, вязкости, теплопроводности сьгл-оглческой -морской воды, каспийской морской •. и . термоумягченной „о., 'их концентратов, геотермальных вод из Наясу лине кого, Тару-«овского месторождений•и ряда ьестороадений Азербайджана. Получен-, ныь экспериментальные,данные были исполььоьаны для проверки пригодности уравнений, предлагаемых для расчетного определения тепло-, физических свойств смешанных растворов.

Анализ существушадх штодов расчета плотности сазыанных растворов показал, что наиболее разработанными методами являются ыетоды Бдановского, микулина, Фабаса .и хСорози. ыи штоды расчета обеспечивает хорошую согласованность расчетных и экспериментальных-значений плотносци смешанных растворов. Однако .возможности применения методов Бдановского и ¡¿икулина ограничены требованиями одинаковой активности воды (¡¿етод Зданоъского) или равных парциальных обьзыов воды (метод Никулина) в смешанных бинарных растворах» йи требования осло-дняьт расчеты плотности и затрудняют их . практическое использование. Автор средлагает для.расчета плотности смешанных растворов использовать метод Фабаса и л0рози,определяк>-щий плотность смешанного' раствора через кыауыиеся вольные объемы

- молекулярная пасса соли I, ^ - шляльная концентрация бинарного раствора.

Сравнение расчетных значений плотности природных вод с экспериментальными данника показало,что среднекьадратпческое отклонение их составляет 0,¿«-0,3/«, а веммдаьное расхожи« a* ¡¡¿е хавает 0,5/á. Уравнение (23) и ом о рекомендовать для расчетов плотности природных соленых вод в инженерной практике.

Обзор существующих методов расчета вязкости смешанных растворов и критический анализ их применимости к водный растворам электролитов показал, что наиболее распространенными и точными являются ыетоды Зданоьсного, Асмуса,.Аррениуса и Отмера. Поскольку применение метода Здановского ограничивается условиями изопизсти-чности растворов , расчет по неыу очень сложен л мало пригоден для практических расчетов. Уравнение Абмуса имеет вид уравнения Дйонса-дола:

: i s j + bj + СЭ " ' (24) -

_ w«. , ,

«*í ' ni 14

_

3 И.

44 „

' V - относительная вязкость смешанного раствора; 3 й 3: -'■от« • ■

ионная елла слоьанного раствора я его коипоненгов; Х( - мольная доля ионной сшш; Я,-С - коэффициенты уравнения, представляющие собой аддитивные величины, суммирующиеся из соответствующих коэффициентов , Б; , (?£ уравнения (8) для бинарных растворов.

Уравнение Аррениуса имеет вид:

l!l 4

С;

гдеЧ ' л 7. - относительная вязкость смешанного раствора и составляющих его компонентов; ^ - относительная доля (. -го раствора; - молярная концентрация С-го раствора»

Согласно Отмеру логарифм относительной вязкости бинарного раствора заданной концентрации является линейной функцией логарифма вязкости воды при тех ке параметрах состояния

(26)

; • М ад>^ + в/ '

Коэффициенты • 1 " уравнения (26) определяются методом наименьшего квадрата по' экспериментальным данным для каждого бинарного раствора»

Для смешанного раствора вязкость определяется уравнением

1*8 4=1 -

где . й^, Ь^ - аддитивные величины соответствующих значений Я0; и Ьо1 для отдельных бинарных растворов, Xi - доля ионной силы бинарного раствора, определяемая соотношением (24).

Анализ результатов сравнения показал, что разница между экспериментальными значениями вязкости природных соленых вод и расчетными по уравнению Огмера не превышает в среднем +1,5р, по уравнениям Асмуса и Аррзниуса - ¿5,й. Уравнения Асмуса-и Аррениуса

дам большие отклонение расчетных значений от экспериментальных, ко они более просты и могут быть рекомендованы для инженерных расчетов. Ь случае необходимости точных расчетов следует воспользоваться уравнением Отмара.

Расчет теплопроводности смешанных растворов затруднен из-за отсутствия совершенной теории теплопроводности растворов. Использование правила аддитивности да расчета теплопроводности сиешанвых растворов приводит к больший отклонениям расчетных данных от экспериментальных.' Филиппов полагает, что в таких случаях характер экспериментальных заьиеииостей необходимо изучать с точки зрения выявлении эмпирических закономерностей и рекомендует" вводить в уравнение аддитивности коэффициент, характеризующий отклонения аддитивности и определяемый как функция- от разностей теллопровод-ностей компонентов. Для расчета тоохопро;эдн>--:тн .дойного раствора предлагается уравнение следующего вида;

х= - (28>

где

гд+тл

' 2 1" Д« '

ПП, .. .'

К2^88 + 79,5 |-2*8*1

■ и модальность растворенных солей, и коэффициент

теплопроводности первой и второй.соли, - коэффициент теплопроводности воды. Расхождения между экспериментальными данными о. теплопроводности исследованных нами природных соленых вод и вычис-

яенны^к по уравнению ^¡28) не превыше«/? 1-1,5)».

. ССН0Шш2 РШЛЬТАТи И ЫЬОДи

• I. Сделай обзор и проведен критический анализ опубликованных . работ но экспериментальному исследование плотности, вязкости и' теплопроводности водных растворов еолек, аьлпычихся компонентами природных соленых вод. На основании этого анализа определены области параметров состояний, ь которих необходимо провести исследования с целвы разработки экспериментально обоснованна справочных 'таблиц, охватывавших ьирокии интервал параметров состояние.

¿. Разработаны новые ьарланто ьетодьис измерений плотности жидкости иетодои переменного ооъека »• гидростатического дагленип.на их основе сконструированы и созданы две злспери!;ент.альные установки для исследования плотнос.ти раетдорос соответственно ь интервале течператлр ¿5-50°Си 50-350°С и давлений до ¿0 ¡Л1а.

5. Разработан и осуществлен новый вариант экспериментальной установки Рмькика' для исследований вязкости, реализующей катод капилляра, отличительной особенность»/ мтороЬ нълкс тон воз полное ть плавно изменять и поддерживать постопнаыи во времени расход вещества через капилляр. Ь установке использован каплллпр и» нилель-ренивъого сплава, внутренний поверхность которою отшлифована. ¿лиц.оька капилляра расширила диапазон рабочих часиА (?<Е , что позволило проводить измерения, при больших перепадах давлений на концах капилляра и поь«сить точность иаиерений вязкости.

4. Разработана и создана, экспериментальная установка дли измерения теплопроводности ЖИДКОСТИ итносительнь.»! КеТОДОК ПЛОСКОГО СЛОЯ.

5. Дан анализ погрешностей избраний плотности, вязкости и

50 ._.<•.

теплопроводности зодаых растворов содай в интервала температур 25- 550%-, давлений 0,1 —341 Ша8 концентраций 0-20 масс.$. Срэдква квадратическая погреанооть иэмереаий плотности составляет 0ви2-0,13 вязкости - теплопроводности - 1,5- 203 $

при доззрягедьяой вероятвости Р « $5. '

■б» йзаврева плотяость водных растворов хлоридов натрия, калия, дитшз и каяьцна концентрация. 5» 10. 15 н 20 маес.# в интервале зеипзрзэд 25-350°С а дазланан £-30'Ша| хлорида магния и сулзфата аетрая концентрации 5-20 масо0£ в интервале температур 25 - ,300ас • а давлений 2-30 МПа; сульфата магаля концентрации I - Ю маее.$ а интервале температур 25'- 175*0 й давлений 2-30 Ша. Всего получено 2500 экспериментальных точек«

Составлено уравнение состояния единое для всех асследоваа-яые расгвороз, описававдез экоперакентадькуз данные о плотности автора а других исследователей с яогрешностьь, в основном, не'превышавшей 0„2 "

Зо Зредлогены соотноиениа и составлена программа, обеспечивао-же возможность. расчета ка ВШ овьептх' свойств водных растворов соаеЗ (иояьяыЗ обьёи раствора а парциальные■мольные объемы воды и соле з аём, коэффициенты термического расширения и изотермической 'саниаемоога) и числа гидратации по данный о плотности растворов.

Установлены закономерносгн изменений объемных свойств растворов и чисел гидратации от параметров состояния.

9о Измерена вязкость водах растворов хлорида натрия, калия, лнтйяа кальция,, магния концентрации I - 20 иасс,$.в интервал? температур 25-350 °С, давлений 2-5,0 Ша; сульфата натриа концентрации 1-20 иасс,£ в йнтергале температур 25-300®С и оульфата магаия

концентрации 0,85-10 масс.# в интервале температур 25-150°С при • давлениях 2-30 ¡¿Пе..

Ьсего получено 1450 экспериментальных точек.

10. Установлено аномальное изменение внзкоСти исследованных водных растворов концентрации до 5 масс.^.с ростом давления«

11. Предложено для расчета вязкости исследованных водных растворов использовать модифицированное уравнение Джонса-Дола, коэффициенты которого определены как функции гемяературы за давления.. Ьто уравнение списывает экспериментальные данные автора и < других иссаедрвагелей с погрешностью

. 12. Рассчитаны термодинамические характеристики процесса активации.вязкого течения растворов (антропия, энтальпия, свободная энергия) в интервале температур'25-350°С, давлений 2-30 МПа и концентраций 1-20 масс.#<, На иг основе дана интерпретации характера изменений вязкости растворов ол параметров состояния с точки зрения,структурных изменений растворителя (воды)' и изменения энергий меачастичных взаимодействий в них.

Показано, что при низких температурах ионы растворенных в воде солей-оказывают на воду как разрушающее, так и упорядочивающее действие. Упорядочивавшее действие возрастает, а разрушающее уменьшается в ряду ионов К Д-1 , Са и С1 , ВО^ .

С ростом температуры наблюдается относительное увеличение роли упорядочивающего действия ионов, связанное с откосительнш преобладанием ион-конного я иои-дипольього взаимодействия при высоких температурах к-изменением характера гидратации с температурой.

13. Рассчитана парциальная мольная теплота испарения и парциальная теплота разъедания води .. исследованных водных растворов в интервале температур 25-350°С и концентраций 1-20 масс.£.

14. Измерена теплопроводность ьодеых растворов, хлоридов натрия, калия, магния и сулвфата натрия > интервале температур . 20-330°С, давлений 2-15 Ша и концентраций 5-25 масс.$ и сульфата магния в интервале температур 20-Т?0°С, давлений 2-10 Ша и концентраций 5-25 масс.>.

Всего полечено 380 экспериментальных точек.

15. Предложено уравнение для расчетного определения теплопроводности исследованных водных растворов в интервале температур 20-330°С, концентраций 5-25 маео./ь при давлениях насыщения. Расчетное уравнение описывает экспериментальные' данные автора

и других исследователей с погрешностью, в основном, не превышающий i/o.

16. Установлены законоиерности'изменений кажущейся молярной теплопроводности исследованных растворов от температуры и концентрации'.

17. Предлагается обобщавдее соотношение, позволяющее, располагая данным о теплопроводности раствора при температуре 20°С, рассчитать значение теплопроводности в широком интервале температур с погрешностью 2/5. .'■

18. Рассчитаны значения критерия Прандтлн для исследованных водных растворов солей в интервале температур 20-350°С и концентраций 5-25 масс.;Б.

19. Показана возможность аддитивного расчета плотности, вязкости и теплопроводности иногокомпонентнах растворов, природ* ных соленых вод и их концентратов в широком интервале параметров состояния по химическому составу этих вод и данным ..о плотности, вязкости и теплопроводности бинарных растворов, яь-

г

ляиихся и5с компонентами.

Предлагаемые для использования соотношения обеспечивает аоз-. нокиость уасчога 'идозкостя соленых вод с погрешностью

0,5)6, вязкости - 1,5/», теплопроводности - '¿¡а.

' ¿0« Составлены таблицы данных о плотности, вязкости и теплопроводности исследованных растворов в интервале температур ¿0-350°С, давлений 0-30 «Ша и'■ концентрации. О-г:0 иасс.д>( которые рекомендуется использовать в качестве нормативный материалов для применения в, проектных и исследовательских организациях.

21. Таблицы данных о плотности водных растворов'хлоридов натрия, калия.и сульфата натрия, о вязкости водных растворов хлоридов натрия ,калия, магния и сульфата натрия и магния и теплопроводности водных растворов хлоридов и сульфатов натрия и магнин зарегистрированы во ЫШц по материалам и веществам ГСССД и качестве Рекомендуемых справочных данных.

Содержание диссертации изложено ь следуедих основных раоотах:

1. i/суфова Ь.Д.(Пепинов Р.И.,Лобкова Н.Ь. ¿экспериментальное исследование вязкости минерализованных вод в зависимости от температуры,- .йзв.ай ЛзерО.ССР, сер. (¿»иэидо-техн. и MaT.HajK,i^?I,k3»

с ,67-Ь9.'

2. юс^фова Ь.д..Пепинов Р.й.,йикольв» Ь.А.,Т^счкыоь Г.». Теплопроводность водных растворов хлорида натрия.- ¿шаонерно-фи-зический аурнал, 1975,т.29, Ш, с.ьОО-о05.

3. Кдауфова Ь.Д.,Пепинов Р.й.,Николаев Ь.А,,Г^сеЬноь Г.и. Теплопроводность водных растворов сульфата натрии.- журнал физической химии, 1975, т.ч9*ьып.10 с.¿.Ь'П-сЫь.

Пепинов р.й.,лобкоьа й.Ь.,1Шаахоь И.А. шшиав теьперату-ры и давления иа вязкость водного раствора хлористого натрии.-Ь-сб. :Телло(?бмен и твплофкзические свойства ьодц, водяною пара ¡1 органических веществ, ыосква,изд.whiixi,1973,.^;}. лЬ.

5. Пепинов 'Р.И.,Юсупова Ь,Д.,Николаев В.А..Гусейнов ¡'.Li. Теплопроводность водных растворов сульфата магния.-Журнал физической химии, 1976, т.50,вып.II, с.3005-3006. '..

6. Пепинов Р.й.,1исуфова В.Д.,Лобкова.Н.В. Экспериментальное исследование вязкости водных растворов хлорида натрия при высоких температурах и давлениях. -Теплоэнергетика, 1977, fe9, с.59-61.

7. Пепинов Р.М.,)исуфова В.Д.,Лобкова Н.В. Установка для'исследования вязкости кидкостзй в широком интервале температур и давлений.-Изв. АН Азерб.ССР, серия физ.-техн, и мат.наук,1976,)г'3, с. 128-133.

8. Пепинов Р.И.,.]0суфОБа В»Д.,Лобкова Н.В.,Панахов И.А. йксперименталвное. исследование вязкости годных растворов хлорида и сульфата натрия при высоких температурах и даЕлениях.-Теплофи-зика высоких температур, 1978, т.16, Ё5, '0.960-965.

9. Пепинов Рли.Юсуфова Н.В. Вязкость водных растворов хлорида магния при высоких температурах: и давлениях.-Теплофизика высоких температур, 1979, T.I7,ftI,c.2I9.

■10. Пепинов Р.И.,ЛДуфова В.Д.,Лобкова Н.В. Термодинамические характеристики вязкого течения водного раствора, хлорида натрия.-Журнал физической химии, 1Э79,т.53,е2,с.3U6-309.

11. Пепинов Р.И.,1йуфова В.Д.,Лобкова Н.В. Термодинамические ' . характеристики вязкого течения водных растворов хлорида магния

при температурах 25-350°С и давлениях до 30 ИПа.-Журнал физичес-кол химии,1979,T.53,®5,c.Ii33-II3?.

12. Лобкова Н.В.,Пепинов Р.И. Вязкость водных'растворов сульфата магния.-ЗДнал физической химии, 1979, т.53,№7,0.1765-1768.

13. А.с.759909 (СССР). Пикнометр для относительного определения плотности жидкостей /Левин А.Я.,Мзраилевский Л.Б.,Харитонов

К.Г.,Пепинов Р.И.,Лобкова .Н.В.-Опубл.в Бй. 1980, ,fö32.

14-» Кевинов Р.,И,,,1и:уфова В„Д,,Добкова Н.Ь.,Зохраббекова-Г.Ю. Установка для измерения плотности надкостей при высоких параметрах состсявик.-Теплофизика высоких 5ешера13Р,1982,5.>20,1Ё5(,с.998-1000.

15. Пввдшэв Рай^Добвдва К»Б.,Вохраббекова"ГоЬ. Плотность водных растворов хлорида наград в широком интервале параметров состояншь-Хвплофизика высоких твмпературе1983,т.21»!1.048оа,827-е2В.

' 16. Пепинов Р„йв,Лобкова Н.В.«8охрабСекова ГоЮо Плотность водных растворов сульфата натрия в широком интервале параметров, с остояния.-Теплофизика высоких гемператур,1985,т.23„ К,с.359-402«

17. Цепииов Р»И. Расчет парциальной теплоты испарения воды

из водных- растворов электролитов.-Ь с б„:"йс по л ьай ва н и е, возобновляемых источников энергии- и охрана окрухащей среды в энергетике", Мооква, йэд.ЬШН,1385',с.24-31«

18. Пепинов ?.Й.гЛобко»а Н.В.Панахов И.А. Прецизионное измерение плотности хидкостей методом переменного объема.-В сб. ; "Использование возобновляемых источников энергии и охрана окружающей среды в энергетике"8 Иосква,Иад.&НИН,1985„ с.32-40.

19* А.с. 1170324 (СССР)о Пьезометр переменного объема/Пепинов Р,й.,Добкоьа Й.Во,Цанахоь И.А.-ОпуОл» в БИ 1985{ №28.

20. .Пепинов Р,И.»Лобкоьа Н„£.,Паиахов И.А. Аномальное изменение вязкости водных растворов электролитов.-Инженерно-физический журнал, 1987,т.53, №5, С.49Д.

21. Пепинов,Р.И.,Лобкова Н.Б. Объемные свойства водных растворов хлорида калия в широком интервале параметров состояния.-

Ь кй.:1бплофизические свойства велеть и растворов. Институт теплофизики СО АН СССР,Новосибирск, 1988, с.^и-Юс.

¿2. Пепинов Р.Й.,Лобкова Н.Ь. Объемные свойства водных растворив хлоридов натрия и калия.-лурнал фиаичсокой химии, 1£>Ь8,т.ъг, ."5, СЛ249-1254.

¿3. Пепинов Р.И«,Лобком Н.В.,Панахов H.A. Вязкость водных растворов хлорида кальция в широком интервале параметров состояния. - ь со.'.'Геплофизические свойства веществ и растворов,Институт теплофизики CU АН СССР, Новосибирск,1988, с.102-110.

¿4. Пепинов Р.й.,Аобкова Н.Ь.,Панахов И.А.Плотность и вязкость водных раствороь хлорида лития в широкой интервала иараиет-ров состояния. - Теплофизика высоких теыператур, 1989, т.27, Ж>, с .11)86-1089,

¿5. Пепинов р.й..Гусейнов l'.U. Ъксиерчиентальное исследование теплопроводности ьоднах растворов хлорида калия при высоких температурах.-Теплофизика высоких текпоратур,1991,т»29,йЗ,с.605-607.

¿6. Неийиов Р.й. 4исло Прандтля для ьодаых растворов электролитов л;>и высоких температурах и давлениях.-Теплоэнергетика,1991, IUI, с.74.

27. ïusofova У.£)., t'en inov S.I,, Lobe ova 'I.V. îhernoT>yaical oronerties of therraosofted eeawiter and aalt Solutions in wide

te.Tiioraturc and эгзззпге intarvals.-Proceedings of the 5 th International oyraoogiura of fresh water fron the oea, Alsçhero,-Athens, 1975, v.1, o.217-227.

SH,. ïusofova V. j,, Periir.ov .'I.I., Lobe о va 'ГЛ. Chermoohysical ironertijs of salt асиеоиз solutions in wide interval of themnera-fcuroa and 'геваигез -'■"roceedin-îs of the 6 th International Symposium of fresh water fron the son, Las ?э1тч8,-.\Мэпз, 1973,V, 4,

29. ïneofova 7.U., -'eninov ,4,1., Lobe ova Л.7., Ticolaev V.A., •SoVbabbelcova 3.U. i'horao»hy3ic.4l prooertiee' of softened aeawater

and salt solutions over a wide „.omoerature and пге.взиге rançe,-Ü33^l.ln3tion,1°7e, v.25, п.269-230.

30. ïusofova V.D,, Pepinov s.I.,Lobcova ÏÏ.V. ,ÎTicolaev V.A., •

. Zokhabbekova Q.U. ihermophysical properties of aqueous salt solutions.г Proceedings' of the 7 th International. Symoogium on fresh water from the sea, Amsterdam, 1990, v.1, p.117-124-

31. ïepinov Я.1,,Yuflofova V.D.,Loboova H.V.,Panachov X.A. Viscosity of aqueous pottasium chloride solutions over a wide rançe of state parameters.- Proceedings of the 10 th Intern. Conference of the properties of stream.Moscow, ï.îir, 1936, v.2, p.196-202. . •. .''...

i»' оп^ояйлоканавх работал Пепиноьым Р.Й. ыосится ьи^ж^иаы .ьклад : ь работах 1,2;4,8,14,¿и,¿¿7,31 - осущзс-плена постано*яа задачи, siiOop' методкь« и оценка уеь^льтахоь к&мирввлй,

à рабо-гах 3,5,25 - разработана яъаарит^льнаи «чвкка л, пр«мо*ево ' ураьаенав,описмьашцвв алопсришвнталыше данные,

с работах 6,7,9', 12,28 - предложено ураьнение ¿изноем и определена oîo; коь^ицйеяты, .

ь pacfoiax lu,11,23,23адздлолен расчет 1©рйодяиаы4-ческах функций ъиького тсчимин.р дан их анализ,

и работах 13,15,16,21,Зи -.равработана схема уетаноъаи для измерения плотности, составлено расчетов ураъвенле, дана интерпретация пол^Чбнаах batioaoucyHOoTsiij

. ■• ' ь работах 18,19 —разработана методика и&ыороаин плотности, предложено устроЬстьо фиксации объема пьеаометра,

ь работах ¿¿,24 - 'соедгаглвва• исходна» система уреьдений для расчета обьемйох съо^сть растьороь.

ИНН ГЫСА 1У

Кестарилан ияда дузларын сулу мгЬлуллармнкн кениш пал па-рамепрларя кнхервалмнда сыхлыг, йзлулук в» истшшккечирмасинин тэдгигатмнун ньтичалэри тзгдим олунуб.

Насе^се'^се^сцсе^се^иь^ъ

сулу мачлулларчиын исяилнк физики хгссалэрини £5'-350°С температур интервалында, 0*<.0% хонсентрасизаларда в г 2+30 МПа таэЗиг-ларда елшгк учун тотруби гургулар тадгиг олунмуп в» Зарадыл-мшдыр.

Сыхлыг 20*50°С температур штервалннда дазишгн Ьачм усулу ял» ±0,02"£ хат ада в» 50°С-дан Зухсйс тецпературларда Ьвдро-стасик таэ^иг усулу илз +0,03*0,133 хатлда тадгиг едклмиздир.

Дикй;;йк езлулу^ун елчоиаси капллс-^ гсулу ил» Ьззата ке-чарюшитдар. Кед» 533,0736,01 юл узуняугда вэ 0,174 мм радиус-

• да ншс.т-рениум метал капилЗардон ясти^адэ одунмуздур.. Калилза--рын дсхили сэтпи азвалчадзд хусуси чилаланка;}а мэпруз галнб. • Тадгяг олунон иаддзнка капил^арда 'ссрф олуимасн вэ онун елчул-мг,':*, чиээ илэ долдурулмуа сарф олунмани едчэн насосла Ь^гкэ

к'-уфи.'кр. 5злулузун 9дчумлэ дэгиглл^и ¿0,5-5-1д.^-ла глз;.!£тлзн-

♦ ~

дкрнлир.

Кстилнккечирмэ нясби дтз гат усулу ¡«'а елчуямущдур. Олчу ма^е гатынкн галшлигы 0,83 вэ 1,40 мм.олан ики газматинда 1,5-1-2,2% хата ила апарылмкзднр,

Дузларш сулу маплуллэрынын сыхлыг, озулук в а 'истиликке-чирмаси тадгиг олукан тэзЗиг, консентрасиЗа вэ температур ин-тервалннда влчмэ дггиглиЗй даирасинда онлары тасвир едан тан-лик тэгдии олуНмушдур.

Термодинамиканыи ма"лун гаршылкглы зслилыптндан истифада

едарак дузларнн сулу маилулларннын ашагндакн Ьачм хассалари тапдин едилыиадир: каЬлулун молЗар Ьачш, маЬлулларда су ва дуэларын парсизал молДар пачми, изотермик сыхылма ва термин кенишланма амсалларьг, Ьидратасила здади. ■ Кшда маЬлулларын Ьсчм хассаларинэ ва сшслыга Ьидратасида просесинин та"сири эдранил-миедир, ■

Рэлулудь аид .тадгигатын таЬлшш електролитларин сулу мгЬ-^лларынын езлулудуна ионларын полдарлаиша габилиддаткнин сири даггында ма"лемат вермада асас верир.

Мйлулларын йэлулуДу 5л-а г ¿дар кичик консентрасидаларда, £0-40°Стемпер»тур интервалында ва 2-дан 30 КИа-Да гад ар тазДиг артышнда влчмэлард? аномал дадишма^а бахылмышдыр: таздиг арт-дыгча еэлулук а за лир, минимумдан кечир ва. сонра артмага башла-Зцр. Бу аномалиДа МСВ СУЛУ маЬлулунун I ва 53 коксентрасиг ¿аларында,' 20,22,25,28,30,32,35 ва 40°С изотермаларында дала атрафлы едранилмишдир. ЫаЬлулларын 8злулу;1унун аномал пэрэдсати су^ун структуру ва онун Г>алл олунмуш дузларын иокларыкын тая-оири ила изаЬ олунур. -

МАяулларынкн езлулуду Ьаггында ма^лумата кера Едринг на-эариддасина у^гун олараг езлу ахынын активлащдирмэ сарбаст еиержиси» ентровдЗа во енталпиЗасы Ьесабланмыщдир'.

Дузларын сулу ыгЬлулларнннн езлу ахннынын активлашдирмг енталпи^а ва ентропидасннын консентрасиЗа асылылыгы Ъидротаси-да просесинда езлу ахынын даранмасына сарф олунан енеркинин дадишыасини экс етдирир.

Едринг казариддасинэ асасланараг муэллиф су в» маплулла-рнн «злу ахынынын активлащдирмасинин с арб аст енеркиси ва суДун истилин бухарланмасы Ьаггында ма"луыата кера маилулдарда бухар-лапан суДуи персиДал истидидииин Ьесабланмясу учун алага ?ор-муду вершшдир.

Ь'галулларын истилйккечирмгси ааггында ма"луматвн тйшми кестгрир ки, маллулларын нисби исзиликкечирмаои, демак олар ки, темпера :урдан леи асмлы деЗилдир. Ымлулларнн коноенораси-Засы артдигча исчилнккечмрмаси азолнр ки, бу да маолулларда ион-дипол гаршлыглы та^сири ил» изаЬ олунур. Маалулларын "за- . Ьири" мол^ар исталиккечирмасинин Ьесабланмасы маалулун исти-лнкхечкрмаскндэ цалл олмуа ионларъш глава едилмасшш иза'л етма-дэ имкан верир. Бундан башга ищда нисби термин мугавиматин . маалулун нисби 'С'гхлнгнндан асилылнгыны кестаргн тэнлик верил-мншдир.

Тадгнг едилан■бутгн маалуллар учун сыхлыг, эзлулух вэ ис-иликкечирманин ги;)мвтл;ркна 'зсасланараг Взрг»фтик'^-Осминин танлй^ина у^гун 'олараг Прандтил критериОвсч Ьесаблакмыщдкр. ,

Бикар маолуллдрын. иетилик Физики хассэлари Ьаггшда ма"лу-мат-чохкомпонентли системин иетилик физики хассалэрини песаб-лаиага имкан верир. '

Чохтэркибли мэллуллярин иетилик физики хассадариниласвир едан 19нлиЗин тэя^ин олунмасы вэ а & лили учун муаллиф'дар^ин-дан тачруба золу ила тадгиг едилмиш синтетик даниз суЗунун, Х»зар данизи за зумушалдылмш су вэ онларын консентраси;)алары-> нын, мухтэлкф манбзларин хеотермал суларында иетилик физики хассаларишш гизматлгриндан истифада олунмущцур.

Чохкомпонентли мылулларнн енхлыгшын тДлили онлары £аб»с вэ Корози танладинин дуэхун чэевир етдиоини хеетарди.

Чохкомпонентли маллулларш еэлтлудунун дагиг лесабланмасы учун Отмер танлиЗи масл&э? керуур.

Дузларда учгат сулу мАлулларннын истиликкечирмэси Филип-, пов тгнли^и ил» леса^лана билар. ' . ■

>1шдэ На се, Ш^С^Ш.М^О,, ва

сулу мгдлулларынын сыхлыг, езлудук вэ истиликкечирмгси Ьаггынца мг"лумат гизиэтл-ринш чгдвали тггдим олунмуидур вг Девлгт Стандарт соргу хидмг-тиндэ соргу чадвгли ними мгслгаьт керулмуга-ДУр.

Диссертасвда иамндг алынан гсас.нгтичглгр ашагидакылардшг ибаратдир: '

1. Тгбии дузлу суларнн тгркиб аиссьсл олан дузларш сулу мгилулларынын сыхлыг, езда лук вг -истиликкечириминик .т4.чрубз Оолу ил» тгдгигинин чап олунмуш иш'ларинкн т4ллили апарылмыш в; (?гнгиди хуласгси квстьрилмищдир. Бу тьалилг гсаслянараг сонрэкы тгдгигат салг-си олан ггчрубг усулуна' ьсасланан соргу хидмгти учун соргу чэдб5линин лазырлянмасына ¿енглдилгн лал парамегрлг-ри. агддлари олунмушур.

2. Ыазелгрин сыхлнгьиы елчмгк учун дв^ишвн аьчм вг аидро-статик "¡гзЗиг усулларынын вариантлары тгдгиг олунмуидур. Буна зсасланараг мгллулларын .смхлыгкнч 20-ю0°с вг £>0+350°С температур интервалында ва. ЗО.МИа таздигг гадгр тгдгиг етмак учун ики ти-руби гургу зарадылмышдыр.

3. -бэлулу^у тгдгиг етмак учун капил^ар усулунун Ривкин тачрубэ гургусу варианты Ьазырланмни вг ¡гг^ата кечирилмкидкр. Гургуда дахили сгтЬи чилаланан никел-рениум капил^арк исти^адг олунмушдур. Капилзарын чилаланмасы Резнолдс критеридасы гдгдинин Ш даираскни кенишлгндкрир ки, бу да капилдаркн учларкнда бедук таз3игл ар фгргиндг влчу апармага имсан верир'ва взлулу^ун елчмг *дагигли;)ини артырыр.

. 4. Наделарин истиликкечирмасики елчмгк учун нисбк дуз гат Усулуну Ьэ^ата хечиран тгчруби гургу Ьазырлвнмш ва гурулмушдур.

. 5. Дузларын сулу маЬлулларынын сыхлыг, «злулук вг истиликке-чмрмасинин 25+350°С температур интервалында, 0,1430 Ш1а тгззигда

вг 0*2(ЙконсентрасиЗаларда влчма хатасыкын тАлили вврилмишдир.

Янам еЬтималы Р=0,95 олдугда олчмаиин орта квадратик х атасы сых*

лыг учун 0,02*0,133, езлулуьс'учун - 0,5*1,1;»». истиликкечирмаои учун 1,5+2„33 ташкил едир. ■ •

б„ Натриум, калиум, литиуы, халсиуи хлоридин сулу маЬлулла-рын сшслкгы 5,10,15 в а 20% консектраси^аларда, 25+350°С температур интервалында ва 2+30 Ша таззигда ; магнезиум хлоридин в» натриум сул^атын 5-203 консентрасиЗаларда» -25+300°С температур интервалында а а 2+30 ИПа таз;1игдэ, магнезиум сулфатын • 1*Ю£ консен-траадаларда, 25+175°С температур интервалында ва 2+30 Ша тазЗиг-да елчулмуштур. Бутунлукда 2500 1ачруби негтг алыкыбднр.

7. hep бир ыаЬлул учун тачрУба Золу ила та^ин олунан сыхлыг амсалларыка квра •бттун та.цгиг олунан ма^луллзр учун вапид Ьал тан-лиЗн tартиб- олунмущдур. Таклиф олунан танлик муэлли^ин в« башга тадгигатчыларып ма"л1'матларши.0,2!^-дая чох одмазан хатада '¡асвир едир. , . •

Дузларын сулу маалулларынын иачы хассаларини Сма^лулун мол-jap аачми, су ва дузларын передал молзар иачмн, изотермик съпсыл-ма ва термин кенишланма амсаллары, .'шдратайиза адади) аналитик лгеаблашга имкан ввран танлик таклиф олунмущдур.

Ма^лулларын Ьачм хассалэриник ва' Ьидратасиза ададинин аал па-раметрлариндан асылы олараг элчулмасинда ганунауЗгунлуг тасдиг олунмушдур".

9. Мйлулларыи сыхднгынын тачруби ги^матларина к ер а дузларын сулу маЬлулларынш Ьачм ха с с ал зри в а Ьидратаси^а ададини Ьесабла- . маг учун бир сыра програмлар тартиб олуимушдур.

10. Натриум, калиум, литиуы, халсиум ва магнезиум хлоридин сулу маалулларцнын взлглУЗУ 1-20% консентраси^аларда, ."5-350°С температур интервалында; 2+30 Ша таз^игда; натриум,сул^ат 1-205 консентрасиЗаларда, 25+30Э°С температур интервалында ва магнезиум

сулфат 0,85+10"5 консентраси^»ларда, 25+150°С температур интер" вадында 2*30;.1Па т«з;)игда елчулмувдур.

Бутевлукдэ 1450 тгчрубй негта алынмышдыр,

11. Тадгиг олунан сулу мЛлулларын Ь%.консснтраси^аза гздар ездулг^унда таэЗиг' артдыгча аномал даЗишма субут олунмушдур.

12. Тадгиг олунан ыаЬдулларын «злулуЗуну лесаблаыаг учун пакли д»3ишдирилшш Л^оно-Долун Тй1ли3инд8н йстифада етм;к так-ли$ олунмуздур. . • ' .

13. Щринг методуна кера мйглулларын езлулу^унунт тачруби гидыатлгри учун бир сыра врограмлар тартйб олунмушдур.

• 14. Ыгалулдарш озлу ахышньш активлашдирмэ прососинин тер- : модинамик хусусиЗЗэтдари (ектрогада, енталпиЗа, сарбаст енеркш) 25*150°С температур йнтераалында, 2+30!,Щя тазЗигда ва 1+20^ кон-сйнтрасададарда Ьасабланшшдыр. Бунларын асасында маЬлуллярш езлулг^унун.' дэ;]иши5си етсусиЗЗати Ьаллвдичинин (су^ун)структуру-нун д^ишилнгси ва ц&лулларда Ьнссгчиклар арасында гаршылыглы тэ"сир, енержисишш да^ишмаси нёгтеЗи наззриндгн изаЬ верилмиш-дир. лестарилмивдир ки, суда Ьалл олам дузларын суда Ьам дагыдаг-чы, Нам да' низамла^ычн тэ"сир. хестарир.

ва С£> 50* ион сыраларынде низамладычи твЪТф"яртыр, дясыдымы та"сир ксг азалыр. Лкеах температурларда ион-ион ва ион-дипол гаршылыглы та"сиринин нисби устунлу^у ва температурдан асылы ола-раг ТшдратаеиЗа хусуси^Зэтинин даЗишмаси ила алагэдар олараг температур артдыгчн ионларын низамлаЗычы таясиринин ролунун нисби артымы муиаайда олунуру

15. Тадгиг едилгн сулу ыЛлулларын парси^ал мол^ар бухарлан-ма иотилизи ва парси^ал лалл олма истили^и 25+350°С температур интервалда ва 1*20ъ консвн'трасидаларда Ьесаблакмьппдыр.

16. Натриуы, калиум, магнеэиуы хлоридин вэ натриум сул$а-тын сулу мэйлудларынын .истиликкечирмэси 20+330°С .темпера тур ин- -, тервалында, 2*15 МПа тэзДигдэ as 5+25^ консентрасиЗаларда; магнэ--зиуы сулфаты 20*170°С температур интерзалында, 2+ЮМПа тэзЗигдэ вэ 5+25^ консентраси^аларда ел*ллмушд*р.

Бутевдукдэ 380 тэчруби негтэлэр алыныышдцр.

17. Тэдгиг олунан мйлулларин истиликквчирыэси 20*330°С температур интервалында .5*25!» консентрасиДаларда лесаблаиа долу илэ тэ"Дин етмэк учун тэнлик тэклиф о лунку аду р. .

18. Тэдгиг олунан мэЬлулларнн "замири". мояДар истиликкечир-цэсинин .температур вэ консентрасиДалардан асылы олараг дэдишэ _ ганунаудгуилугу тэ"дин олуныушдур. V ■ ,

19. 20°С температурда ы&лулла^ш'истшшккечирмэси Ьаггында ыэ"луыата эсасланараг ' кенш' температур• ин;.-ера&я-.«де ис> м'дикке- '

' гиДмэтини лесаблаыага имкан'верэн умумлэедирилмип дус-тур тэклиф олукмушдур. .

20. Тэдгиг олунан дуэларин сулу мгалулларц учун 20*350°С температур. интервалында, 2*30 МПа тэзЗигдэ вэ 5*253 консентраси-даларда Прандгил критеридасынин гиДмэти ¡гссабланмшдир.

21. Чохтэркибли мйлулларын,'тэбии дузлу суларьш вэ онларьм консентрасиДаларинын кениа пал параыетрлсри лнтврвалында сыхлыг, езлулук вэ кстиликкечирыэсини бу суларым кны^эви тэркибинэ вэ он-

ларын тэркиб лиссэси олан бикар иэалулларын ыуэллиф тэрэфиндэн

*

елчулмуш сыхлыг, езлулук вэ истиликквчириэскнэ аврэ аддитив he-сабланка ииканы к ест эрилмзгддир.

Тэклиф олунан тэнлих тэбии дузлу суларын сыхлыгыны - 0,53, езлулудуну - 1,53 вэ кстиликкечириэсини - 2"» хэта илэ Ьвсаблама-га ишсан вёрир.

22. Тадгигчодунан ыаалулларын сыхлыг, взлулук ва истиликке-чири*синнн 20<-350°С температур интврвалында,'2*30мПа таззигда

в а. 0+2 Сй консентраси^аларда гизматлари Ьаггында чадвал тартиб олуниуидур ки, бу да ла]иЬа вь тадгигат муассисаларинда татбиг олуныаг учун норматив ма"л^ат кими исти$ада олунмага «гсл-Ь-т керулур. ' .. . '

23. Тадгиг'.олунмущ маЬлулларын с.нхлыг, езлул'ук ва. истиликке-чириаси Ьаггында алынмнш гадматларин чадваллари Дсвлат стандарт соргу хидматинда соргу чадваллари кими габул олунуб, шааадатнама алмыш в а соргу ма"лумагы кими иаслайыт керулю-идур.

, PSPHiOV HAUP ISCEWDERQVICH

THERMOFHYSICAL PROPERTIES OP AQUEOUS SAIfl! SOIOTIOHS - . - MAIH COMPONEHTS OP HAT URAL SALINE WATERS Iff WIDE RANGE OP STATS PARAiiSTERS. t

' • ABSTRACT . • "

Experimental data on density, viscosity and thermal conductivity of aqueous salt solutions in wide range of state parameters s are presented in this work.

The present'investigation deals with the experimental results on thermqphyaical properties of aqueoua ■ solutions of IisOl, KC1, CaOlj, MfeClg, IilCli ff^PQj, MgSfy at temperatures, from 25 to 350*0, pressures from 2 to '-30 MPa, concentrations from 0 to 20 maaa %.

The density of aqueous solutions has been measured by the method using a various volume pieaometer within the rangei of temperatures of SO to 50*C with error± 0,02% and method of hydrostatic pressure at temperatures from'50 to 330°0 with error± 0,09-f-0,13 %•

For measuring dinaoio viscosity employs the-capillary method. The internal diameter 0,349 and about 550 iaa long niokel-renium oapillary was used. Previously, the.internal"surface of capillary' was polished. Plow-rate through the capillary was controlled by .*. flowmeter pump. The relative"'error in measuring viscosities of aqueoua solutions mil 0,5+1 »1 36.; . .

^ The thermal conductivity of aqueous solutions has been measured by the relative method of horizontal }ayer. the measurements of thermal conductivity were carried out at two values of liquids 7 layer 0,33' and 1,40.ma with error¿1,5 +2,3 ; •

The equations describing the experimental data on density, viaqojsity, thermal conduoSiVity of aqueous-salt solutions over a -ide range of temperatures, pressures and concentrations with satisfactory accuracy are proposed. , . '

Using the known thermodynajni« relations, may define volumetric properties of aqueoua salt solutions» molar volume of solution, partial molar volume of salt and solvent in solution, coefficients of isothermal compressibility.and thermal expansion , hydratic ' number. The effect of hydration on density and volumetric properties of solutions arc considered.

Ал analysis of our results on viscosity is given the information about influence the ion polarisation ability on the viscosity' of aqueous electrolyte solutions. it has been found in tha course■of. • experiasnts that the Tiecosi'cy of aqueous editions over the rasge of aass concentrations O-f-5 % and the teaparafcure range 20 - 40°C has anomalous behaviour, The viscosity decreases slightly with increasing pressure and each ieothera has & niniauE at ths pressure from 2 to 30 MBs. ¿t higher teapsraturea tha viscosity increases with increasing pressure. The апош1оиа variatioa off viscosity of viscosity of aqueous EolutioEs with rise of concentration ела pressure can be explained by a partial destructi&n of hydrogen bends in water ei-ucture by dissolved salt ions»

According to gyring® e theory of viscosity experimental data are. aleo used for detersiinatica of aotivstioa energy, entropy and enthalpy of -viscous flow ecti.vattoa.SherBodynaaic nethode for treating of viscosity data allou to draw eoaa conclusions about structural changes cosured ia solutions with tha .changes of state . parameters. ' ■ • ■ '• ' ;

She author is proposed tbe relatioaefcip for calculating tha partial heat of vapasjisstieffi of water of solution using data on , heat of vapprisatica of 'pure water and activation energy for viscous flow of »ate? and solutim 6

An analysis.of data ea tfcaraal conductivity cf solutions showa that relative .Логsal conductivity of solutions is elnoet Indejseaded of temperature. She thsreal conductivity of solutions dacrsaaee with increasing of conceatratioa. Calculation of partiel Kolar thermal conductivity of solutions is penaited to estimate the part of dissolved ions in. the thermal conductivity ot solutions.

The equation describing th® dependence the relative thermal resistance froa tha relative density of solutions is proposed.

Enploying the Vergaftik*e equation and our results it wae possible to calculate tha criterioa of irandle for all studied

solutions.

Data on thermophysical properties of binary solutions are persaited to define the ваше properties of multicomponent solutions. Рог analysis and estimation the approximating equations for multi-component solutions have been used our experimental date on thermophysical properties of synthetic sea water, Caspian sea and thermo-softed seavraters, geotheroal waters from various springe.

Density of multieoiaponent aoluticno was describing ursll&y equation of Fabuaa and Korosi»

For calculating of viscosity of mulfcieoaponent solutions can ba rscomaended the Qthaer's equation»

By uaing Fiïippo?'s equation can ba calculated the thermal conductivity of ternary solutions with satisfactory accuracy.

Kaoults of present investigation ara gives ia 99 tables of thernophysical properties and thermodynamic functions of aqueous Bolntiona îîaClj KC1, %01a » CaClâ , XAC1, Ha^SO^, !2gS0^ ,

ЗэкЩъ Тцр./IТО Печ. л-.j (У Тип. ДГНА Баку-ГСП, пр. Азаллыг, 20