Теплофизические особенности процесса расширения 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: | 2006 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61464 |
| 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 расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем / В.П. Студенец // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 6. — С. 91-93. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61464 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Студенец, В.П. 2014-05-05T19:18:19Z 2014-05-05T19:18:19Z 2006 Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем / В.П. Студенец // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 6. — С. 91-93. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61464 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 Термодинамика и процессы переноса Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем Thermophysical features of expansion process in working media on the base of highly dispersed liophobic systems Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| spellingShingle |
Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем Студенец, В.П. Термодинамика и процессы переноса |
| title_short |
Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_full |
Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_fullStr |
Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_full_unstemmed |
Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| title_sort |
теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем |
| author |
Студенец, В.П. |
| author_facet |
Студенец, В.П. |
| topic |
Термодинамика и процессы переноса |
| topic_facet |
Термодинамика и процессы переноса |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Промышленная теплотехника |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Thermophysical features of expansion process in working media on the base of highly dispersed liophobic systems |
| 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.
|
| issn |
0204-3602 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61464 |
| citation_txt |
Теплофизические особенности процесса расширения рабочих тел на базе высокодисперсных лиофобных систем / В.П. Студенец // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 6. — С. 91-93. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT studenecvp teplofizičeskieosobennostiprocessarasšireniârabočihtelnabazevysokodispersnyhliofobnyhsistem AT studenecvp thermophysicalfeaturesofexpansionprocessinworkingmediaonthebaseofhighlydispersedliophobicsystems |
| first_indexed |
2025-11-26T14:00:30Z |
| last_indexed |
2025-11-26T14:00:30Z |
| _version_ |
1850624019089326080 |
| fulltext |
Настоящая работа посвящена изучению осо;
бенностей поведения высокодисперсных лио;
фобных систем, используемых в качестве нового
гетерогенного рабочего тела для энергоустройств
различного класса: гидрокапиллярных аккумуля;
торов, демпферов, автономных исполнительных
механизмов [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].
Особенностью использования ВЛС в качестве
рабочего тела является наличие гистерезисной пет;
ли в процессе изотермического сжатия – расшире;
ния. Ранее предложена термодинамическая модель
данного процесса, содержащая в себе механизм ги;
стерезиса и позволяющая производить количест;
венную оценку рассмотренных процессов [2]. По;
лучено выражение для теплоемкости межфазовой
поверхности как функции температуры [3]. Прове;
дено теоретическое и экспериментальное исследо;
вания влияния температуры на основные парамет;
ры системы в процессе ее изотермического
сжатия;расширения (краевой угол смачивания
ВЛС, давления интрузии и экструзии) [4].
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6 91
ТЕРМОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
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
РАСШИРЕНИЯ РАБОЧИХ ТЕЛ НА БАЗЕ
ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ЛИОФОБНЫХ СИСТЕМ
a – ускорение деформации жидкости в единич;
ном капилляре;
L – линейный размер единичного капилляра;
m – масса жидкого тела;
P – периметр смачивания;
r – внутренний радиус единичного капилляра;
S – площадь поверхности жидкости;
t – время осуществления деформации жидкости в
единичном капилляре;
V – объем жидкости;
v – скорость движения жидкости под действием
поверхностных сил;
cos θ – краевой угол смачивания;
ρ – плотность жидкости;
σ – поверхностное натяжение жидкости;
ϕ – пористость капиллярно;пористого тела;
K – капилляры;
КАП – капиллярные силы;
КПТ – капиллярно;пористое тело;
П – рабочий орган (поршень) гидрокапиллярного
устройства;
ВЛС – высокодисперсная лиофобная система;
ГРТ – гетерогенное рабочее тело;
КПТ – капиллярно;пористое тело.
В настоящей работе количественно оценены
временные и скоростные характеристики изотер;
мического процесса расширения конкретных
ВЛС, т.е. самопроизвольной экструзии жидкой
фазы из КПТ, а также исследованы зависимости
данных характеристик от температурного уровня
процесса.
Исходным положением данной работы являет;
ся тот факт, что в результате принудительной ин;
трузии форма поверхности жидкой компоненты
ГРТ не соответствует равновесной конфигурации
(минимуму потенциальной поверхностной энер;
гии). И при снятии внешней нагрузки жидкость
будет стремиться к равновесному состоянию, т.е.
самопроизвольному выходу из КПТ, сокращая
свою поверхность под действием поверхностных
сил (поверхностного натяжения и адгезии).
Таким образом, к примеру, для ВЛС, представ;
ляющей единичный капилляр с линейным раз;
мером L и внутренним радиусом r, заполненный
жидкостью объемом V с плотностью ρ и поверх;
ностным натяжением σ, можно записать следую;
щие характеристики.
Единичный капилляр
Интенсивность капиллярных сил, действую;
щих на жидкость:
;
масса жидкого тела:
;
ускорение деформации жидкости (изменения
конфигурации при переходе в равновесное со;
стояние):
;
время для осуществления деформации, если счи;
тать отличие исходной формы поверхностей от
равновесной S ≈ L:
;
скорость движения жидкости под действием по;
верхностных сил:
.
Если же ВЛС будет представлена в виде КПТ
как группы прямых цилиндрических капилля;
ров, принудительно заполненных не смачиваю;
щей их жидкостью, аналогичные характеристики
системы будут иметь следующий вид.
Капиллярно@пористое тело
Интенсивность капиллярных сил:
;
масса жидкого тела:
;
ускорение деформации жидкости:
;
время осуществления деформации:
;
скорость движения жидкости под действием по;
верхностных сил:
;
скорость движения рабочего органа (поршня) ги;
дрокапиллярного устройства, если данная ВЛС
используется как рабочее тело:
.
Полученные зависимости были использованы
для оценки соответствующих характеристик ре;
альных ВЛС, чьи изотермы сжатия;расширения
(в широком температурном диапазоне) представ;
лены на рис. 1 и 2. Численные значения пред;
ставлены в таблице.
Выводы
1. Получены экспериментальные изотермы
сжатия – расширения данных ГРТ и определены
cos
2
П КПТ
v v
r
σ θ
= ϕ = ϕ
ρ
cos
2
КПТ КПТ КПТ
v a t
r
σ θ
= =
ρ
2
cos
КПТ
K
L r
t L
a
ρ
= =
σ θ
2 cos
КАП
КПТ
F
a
m rL
σ θ
= =
ρ
K
m V S L= ρ = ρ
cos
КАП
F P= σ θ
cos
2v at
r
σ θ
= =
ρ
2
2
cos cos
S r V r
t L
a r
ρ ρ
= = =
σ θ π σ θ
2 cos
КАП
F
a
m rL
σ θ
= =
ρ
2m V r L= ρ = ρπ
2
2 cos
2 cos cos
КАП
F r r P
r
σ θ
= ⋅π = π σ θ = σ θ
92 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6
ТЕРМОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
исследуемые характеристики процесса расшире;
ния в широком диапазоне температур.
2. Полученные результаты дают возмож;
ность количественно оценить ряд теплофизичес;
ких параметров ВЛС при использовании их в ка;
честве рабочих тел и позволяют регулировать
энергетические параметры энергоустройств, ра;
ботающих на базе ГРТ с учетом степени диссипа;
ции запасаемой энергии при синтезе данных ра;
бочих 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 теплофизичес;
кие особенности высокодисперсных лиофобных
систем как рабочих тел // Промышленная тепло;
техника. – 2003. – Т. 25, №4. – С. 206–208.
Получено 12.10.2005 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 6 93
ТЕРМОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
Рис. 1. Изотермы сжатия%расширения ВЛС
“силикагель + вода” при температурах 19, 50, 95 оС.
Рис. 2. Изотермы сжатия%расширения ВЛС
“пористое стекло + ртуть” при температурах
21, 40, 60 оС.
Та б л и ц а
|