Эта же установка была использована для выявления доли лучистого теплопереноса в сжатых многоатомных газах. Была измерена эффективная теплопроводность СО 2при различных толщинах исследуемого слоя (б = 0,256–1,021 мм) в интервале температур Т = 568–787 К при давлениях до 68,6 МПа. Результаты опытов показали, что с ростом б значение λэф. также растет, причем этот эффект увеличивается с повышением давления (плотности). Так, радиационная составляющая теплопроводности для б = 1,021 мм на изотерме 663 К при Р = 20 МПа равна 5 %, а при Р = 50 МПа – 9 % (Р.С. Сальманов, А.А. Тарзиманов. Труды КХТИ, 1975. Вып. 55).
После известных работ Польца, опубликованных в 1965–1967 гг., возрос интерес к учету переноса теплоты излучением в полупрозрачных средах, в частности, в органических жидкостях. Метод импульсно-нагреваемой проволоки, как известно, позволяет получить молекулярную теплопроводность. Кроме того, этот метод имеет следующие достоинства: миниатюризация измерительных ячеек и установок; большая производительность; возможность использования современных радиотехнических средств измерения и на этой основе создание автоматизированных измерительных комплексов (А. с. № 1157428 СССР Б.Н., 1985, № 19; Т.Г. Булатова, А.А. Тарзиманов [и др.], Патент на а. с. № 2139528 РФ. БИ. 1999, № 28; И.М. Зайнуллин, Ф.Р. Габитов [и др.]. Патент на изобретение РИ 2209417 от 27.07.2003.) В период с 1985 по 2000 гг. этим методом были исследованы теплопроводность, температуропроводность и тепловая активность жидкостей, относящихся к 10 классам органических соединений в области Т = 293–630 К и Р = 0,1–50 МПа (А.А. Тарзиманов, Р.А. Шарафутдинов, Ф.Р. Габитов // Метрология. 1989. № 1; ИФЖ. 1990. Т. 3 59. № 4, № 5; А.А. Тарзиманов [и др.] // ИФЖ. 1992. Т. 63. № 4; A.A. Tarzimanov [et al.] // High Temperatures-High Pressures. 1993. Т. 25. С. 67–70; А.А. Тарзиманов [и др.] // ТВТ. 1994. Т. 32. С. 666–670; ТВТ. 1998. Т. 36. № 3; А.А. Тарзиманов [и др.] // Журнал прикладной химии. 1999. Т. 72. Вып. 2; ТВТ. 2002. Т. 40. № 4). Результаты этих исследований частично были использованы при подготовке справочника – Handbook of Thermal Conduktivity of Liquids and Gases / N.B. Vargaftik, L.P. Filippov, A.A. Tarzimanov, E.E. Totskii, CRC Press. Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo, 1994, 358 p. В большинстве случаев справочные данные по теплопроводности органических жидкостей, полученные для толщины слоя 0,5–0,7 мм традиционными методами (плоского слоя, коаксиальных цилиндров, нагретой нити и др.), представляют собой эффективные значения λэф., включающее в себя молекулярную λм и радиационную составляющие λр. Это обусловлено полупрозрачностью большинства органических жидкостей для ИК-излучения. Новые данные (до 10–20 %) расположены ниже справочных. В изданном справочнике приведены молекулярные значения теплопроводности для всех веществ.
В различных отраслях промышленности встречаются процессы, сопровождающиеся контактом между жидкостью и газом при высоких давлениях. При этом газ растворяется в жидкости и наоборот, вследствие чего происходят весьма существенные изменения теплофизических свойств этих сред. Для них почти не было сведений о свойствах жидкостей, содержащих растворенные газы. В связи с разработкой компрессоров сверхвысокого давления были созданы новые экспериментальные установки и впервые измерены: а) растворимость СО 2, природного газа этилена в компрессорных маслах в области Р = 10–100 МПа и Т = 298–423 К; б) скорость звука в компрессорном масле КП-8 и н-декана с растворением N2 в области P = 0,1–100 МПа, Т = 303–453 К; в) вязкость компрессорных масел, насыщенных природным газом этиленом в области Р = 10–100 МПа и Т = 333–373 К. Показано, что растворенный газ весьма существенно (до 60 раз) уменьшает вязкость масел. В некоторых случаях увеличение давления в системе масло-газ приводит к уменьшению вязкости масла (Р.А. Шагиахметов, А.А. Тарзиманов // Тепломассообмен в хим. технологии. Казань, 1981; В.А. Арсланов, И.Г. Гафиуллин // Тепломассообмен в хим. технологии. – Казань, 1987).
Автоматизация технологических процессов и необходимость постоянного контроля выпускаемой продукции потребовали разработки методики измерения комплекса теплофизических свойств жидкостей непосредственно в потоке технологических линий. При этом в течение одного импульса нагрева мало-инерционного зонда удается измерить теплопроводность, температуропроводность, кинематическую вязкость жидкости в потоке и оценить, например, ее чистоту или состав (А.А. Тарзиманов, Ф.Р. Габитов // ТВТ. 2004. Т. 42. № 1; Ф.Р. Габитов [и др.] // Матер. 10 Рос. конф. по теплофизическим свойствам веществ. – Казань, 2002. С. 231–235).
В настоящее время проблемная лаборатория теплофизики почти полностью оснащена необходимыми измерительными приборами и вычислительной техникой. После небольшой подготовки в лаборатории могут проводиться исследования основных теплофизических свойств жидкостей и газов в широкой области параметров состояния.
Читать дальше