Исследование влияния состава бинарных смесей инертных газов на их теплофизические свойства

Бурцев, С.А.; Кочуров, Д.С.; Щеголев, Н.Л.

Авторы: Бурцев С.А., Кочуров Д.С., Щеголев Н.Л.
Журнал: Наука и образование (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (электронный журнал)
Номер: 11
Год издания: 2015
DOI: 10.7463/1115.0822897
Аннотация: В работе представлены возможные области применения бинарных смесей инертных газов с малым значением числа Прандтля. Показано, что эти смеси целесообразно применять в качестве рабочих тел для замкнутых газотурбинных установок, термоакустических устройствах и устройстве газодинамической температурной стратификации (трубе Леонтьева). В результате анализа ппродемонстрировано, что наиболее перспективными могут быть бинарные смеси He-Ar, He-Kr, He-Xe. Проанализированы результаты расчетов значений коэффициента динамической вязкости, коэффициента теплопроводности и теплоемкости при постоянном давлении для данных смесей в зависимости от молекулярной массы смеси для давлений 2 МПа и 7 МПа и температуре 400 К и 1200 К. По имеющимся в открытых источниках данным экспериментальных и численных исследований сторонних авторов выполнена верификация результатов расчета. Показано, что для теплоемкости при постоянном давлении во всем диапазоне параметров наблюдается хорошее совпадение результатов расчетов с данными верификации. При расчете значений коэффициента динамической вязкости при всех рассматриваемых температурах и давлениях используемая методика дает хорошие результаты для смесей He-Ar и He-Kr на всем интервале молекулярных масс смесей, практически не отличающиеся от верифицированных западных методик. Для He-Xe смеси при высоком давлении и низкой температуре расхождение достигает 25 % для состава, близкого к чистому Xe. Для остальных параметров расхождение не превышает 10%. При расчете коэффициента теплопроводности для смесей He-Ar и He-Kr наблюдается хорошее совпадение во всем диапазоне параметров, а для смеси He-Xe вблизи молекулярной массы смеси 60 г/моль при рассматриваемых давлениях занижение результатов расчета достигает 30 % для при температуре 1200 К и до 20 % при температуре 400 К. Показано, что занижение значений коэффициента теплопроводности для He-Xe смеси с увеличением температуры для всех молекулярных масс может частично скомпенсировать занижение значений коэффициента динамической вязкости, и суммарная погрешность расчета значения числа Прандтля в рабочем диапазоне параметров оказывается в пределах 15%.
Добавил в систему: Бурцев Сергей Алексеевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИПМех РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИПМех РАН

Исследование влияния состава бинарных смесей инертных газов на их теплофизические свойствастатья

Прикрепленные файлы