Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем
Рассмотрены теплофизические особенности высокодисперсных лиофобных систем, используемых в качестве гетерогенного рабочего тела. Розглянуто теплофізичні особливості високодисперсних ліофобних систем, що використовуються як гетерогенні робочі тіла. The thermophysical peculiarities of highly dispersed...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61354 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем / В.П. Студенец // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 218-220. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860251329726775296 |
|---|---|
| author | Студенец, В.П. |
| author_facet | Студенец, В.П. |
| citation_txt | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем / В.П. Студенец // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 218-220. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Рассмотрены теплофизические особенности высокодисперсных лиофобных систем, используемых в качестве гетерогенного рабочего тела.
Розглянуто теплофізичні особливості високодисперсних ліофобних систем, що використовуються як гетерогенні робочі тіла.
The thermophysical peculiarities of highly dispersed liophobic systems as working media are considered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:43:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
Настоящая работа касается особенностей по;
ведения высокодисперсных лиофобных систем,
используемых в качестве нового, гетерогенного
рабочего тела для энергоустройств различного
класса: гидрокапиллярных аккумуляторов, дем;
пферов, автономных исполнительных механиз;
мов [1].
Рассматриваемая система состоит из двух ком;
понентов – жидкости и капиллярно;пористого
тела, не смачиваемого этой жидкостью. В про;
цессе сжатия системы происходит принудитель;
ное развитие межфазовой поверхности «жид;
кость – твердое тело» (т.е. накопление энергии
системой за счет образования межфазовой по;
верхности). В обратном процессе расширения
системы (после снятия внешней нагрузки) про;
исходит экструзия, т.е. самопроизвольный выход
жидкости из КПТ, сокращение межфазовой по;
верхности, высвобождение накопленной энер;
гии и совершение полезной работы [1, 2]. При;
мер изотермы сжатия;расширения конкретной
ВЛС представлен на рис.1.
Ключевой особенностью использования ВЛС
в качестве рабочего тела является наличие гисте;
резисной петли в процессе изотермического сжа;
тия–расширения. Ранее предложена термодина;
мическая модель данного процесса, содержащая
в себе механизм гистерезиса и позволяющая про;
изводить количественную оценку рассмотрен;
ных процессов [2]. Получено выражение для теп;
лоемкости межфазовой поверхности как
функции температуры [3]. Проведено теоретиче;
ское и экспериментальное исследования влия;
ния температуры на основные параметры систе;
218 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
Розглянуто теплофізичні особливості
високодисперсних ліофобних систем,
що використовуються як гетерогенні ро)
бочі тіла.
Рассмотрены теплофизические осо)
бенности высокодисперсных лиофоб)
ных систем, используемых в качестве
гетерогенного рабочего тела.
The thermophysical peculiarities of
highly dispersed liophobic systems as
working media are considered.
УДК 536.7; 532.6; 541.183
СТУДЕНЕЦ В.П.
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА
СЖАТИЯ РАБОЧИХ ТЕЛ НА БАЗЕ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ
ЛИОФОБНЫХ СИСТЕМ
c – удельная теплоемкость;
M – молярная масса жидкости;
p – давление;
V – объем;
β – изотермический коэффициент сжатия;
Г – поверхностное сгущение жидкой фазы (ад;
сорбция);
σ – поверхностное натяжение жидкой компо;
ненты;
Ω – удельная межфазовая поверхность.
ВЛС – высокодисперсная лиофобная система;
ГРТ – гетерогенное рабочее тело;
КПТ – капиллярно;пористое тело.
Верхние индексы:
Σ – суммарное значение.
Нижние индексы:
ж – жидкость;
КПТ – капиллярно;пористое тело;
с – система;
со – система в начальном состоянии;
10 – межфазная поверхность «жидкость – газ (ва;
куум)» (краевой угол смачивания 180o);
12 – межфазная поверхность «жидкость – твер;
дое тело»;
s – насыщение;
V – объемная составляющая;
Ω – поверхность составляющая.
мы в процессе ее изотермического сжатия;рас;
ширения (краевой угол смачивания ВЛС, давле;
ния интрузии и экструзии) [4]. Дана количест;
венная оценка временных и скоростных
характеристик изотермического процесса расши;
рения конкретных ВЛС в зависимости от темпе;
ратурного уровня [5]. Рассмотрены термоэффек;
ты, возникающие в процессах изотермического
сжатия ВЛС [6].
Целью настоящей работы является: уточнен;
ная количественная оценка термической реак;
ции ВЛС на различных стадиях процесса сжатия
ВЛС; количественная оценка теплоемкости в уз;
ловых точках данного процесса.
Процесс сжатия ВЛС можно условно разде;
лить на три последовательных этапа (фазы) [6]:
1) квазиупругую деформацию системы при
росте внешнего давления от нуля до давления Ла;
пласа;
2) интрузию жидкой компоненты ВЛС в по;
ровую полость КПТ с развитием межфазовой по;
верхности от нуля до максимального значения;
3) постинтрузионную деформацию ВЛС при
росте внешнего давления выше давления Лапласа.
Исходной точкой рассмотрения является зна;
чение удельной теплоемкости ВЛС в начальной
точке P;V диаграммы:
. (1)
Первая, деформационная, фаза процесса сжа;
тия ВЛС сопровождается эластокалорическим
эффектом, величину которого можно определить
следующим образом [6]:
, (2)
где .
Вторая, интрузионная, фаза процесса сжатия
ВЛС является эндотермическим процессом раз;
вития межфазовой поверхности со следующим
термическим эффектом [2,4]:
, (3)
где .
Теплоемкость ВЛС в прединтрузионной точке
P;V диаграммы определяется выражением (1).
Теплоемкость ВЛС в постинтрузионной точке P;V
диаграммы определяется с учетом поверхност;
ной составляющей теплоемкости жидкой компо;
ненты [3]:
, (4)
. (5)
C КПТ Ж
c c cΣ= +
( )12 12
1
Ж V
c c M cΣ
Ω= − ΓΩ + Ω
10 10
2
K
P r= σ
10
12
10
S
dP
q T
P dT
Ω
σ
= Ω ⋅ ⋅
0
1 C
C
C
V
V p
Δ
β = − ⋅
Δ
2 2
2 1
0
2
V C C
p p
q V
−
= β
С Ж КПТ
с с с= +
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 219
Рис. 1. Изотерма сжатия)расширения ВЛС «силикагель КСК)Г + H2O».
Третья, постинтрузионная, фаза процесса сжа;
тия, как и первая, является экзотермической,
благодаря эластокалорическому эффекту. Терми;
ческая реакция ВЛС определяется выражением
(2). Величина теплоемкости системы соответст;
вует выражению (5).
В таблице приведена численная оценка тер;
мической реакции ВЛС «силикагель КСК;Г +
H2O» (рис.1) на процесс сжатия, выполненная
по изложенной методике со следующими уточ;
нениями (по сравнению с [6]): сКПТ в (1) взята из
[7]; βС в (2) рассчитана с учетом упругой дефор;
мации КПТ; qS рассчитана по выражению (3),
полученному по результатам [2,4], при этом Ω12
получена с учетом деформации КПТ; сС в (5)
рассчитана с учетом поверхностной составляю;
щей (4).
Выводы
Полученные результаты дают возможность ко;
личественной оценки ряда теплофизических па;
раметров ВЛС при использовании их в качестве
рабочих тел. Сделанные выводы позволяют регу;
лировать энергетические параметры энергоуст;
ройств, работающих на базе ГРТ, на стадии син;
теза данных рабочих тел.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ерошенко В.А. Термомолекулярная энерге;
тика // Промышленная теплотехника. – 1992. –
Т.14, №1–3. – С.22–25.
2. Студенец В.П. Термодинамические осо;
бенности гетерогенных рабочих тел как динами;
ческих систем // Вісник Київського національно;
го університету, сер.фіз.;мат. –2001. – вип. №5. –
С. 173–178.
3. Єрошенко В.А., Студенець В.П. Поверхнева
та об’ємна теплоємності у гетерогенних робочих
тілах // Доповіді НАНУ. – 2002. – №4. –
С. 104–111.
4. Студенец В.П. Некоторые теплофизи;
ческие особенности высокодисперсных лио;
фобных систем как рабочих тел // Промыш;
ленная теплотехника. – 2003. – Т. 25, №4. –
С. 206–208.
5. Студенец В.П. Теплофизические особен;
ности процесса расширения рабочих тел на базе
высокодисперсных лиофобных систем // Промы;
шленная теплотехника. – 2006. – Т. 28. – №6. –
С. 91–93.
6. Ерошенко В.А. Влияние удельной меж;
фазной поверхности в гетерогенной лио;
фобной системе на наблюдаемые термоэф;
фекты в процессе ее изотермического
сжатия // Российский химический журнал
(Российского химического общества им.
Д.И.Менделеева). – 2002. – Т. XLVI, №3. –
С. 31–38.
7. Березин А.А., Киселев А.Г., Синицын В.А.
Теплоемкость адсорбционной системы силика;
гель – вода // Доклады Академии наук СССР. –
1960. – Т. 135, №3. – С. 638–641.
220 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
Та б л и ц а .
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61354 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:43:26Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Студенец, В.П. 2014-04-30T17:43:17Z 2014-04-30T17:43:17Z 2007 Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем / В.П. Студенец // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 218-220. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61354 536.7; 532.6; 541.183 Рассмотрены теплофизические особенности высокодисперсных лиофобных систем, используемых в качестве гетерогенного рабочего тела. Розглянуто теплофізичні особливості високодисперсних ліофобних систем, що використовуються як гетерогенні робочі тіла. The thermophysical peculiarities of highly dispersed liophobic systems as working media are considered. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем Thermophysical features of compression process in working media on the base of highly dispersed liophobic systems Article published earlier |
| spellingShingle | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем Студенец, В.П. |
| title | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_alt | Thermophysical features of compression process in working media on the base of highly dispersed liophobic systems |
| title_full | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_fullStr | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_full_unstemmed | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_short | Теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_sort | теплофизические особенности процесса сжатия рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61354 |
| work_keys_str_mv | AT studenecvp teplofizičeskieosobennostiprocessasžatiârabočihtelnabazevysokodispersnyhliofobnyhsistem AT studenecvp thermophysicalfeaturesofcompressionprocessinworkingmediaonthebaseofhighlydispersedliophobicsystems |