Демонтаж бетона: rezkabetona.su

Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

ричностью молекул. Было показано, что, как правило, в гомологических рядах отношение вязкости при температуре застывания к вязкости при температуре кипения тем больше, чем менее симметрична молекула.

Бернал и Уард полагают, что энергия активации в уравнениях типа (IV, 4) соответствует температуре плавления. Еще раньше к аналогичному заключению пришел Я. И. Френкель [97]. Ниссан, Кларк и Нэш [98] в соответствии с теорией Эйринга и Юелла считают, что энергия активации ближе связана с теплотой парообразования. Свои представления они развивают на примерах реальных жидкостей, в том числе углеводородов.

Я. И. Френкель [100] отмечает, что вязкое течение молекулярных, особенно высокомолекулярных, жидкостей обладает другим механизмом, чем течение простых атомных жидкостей (ртуть, сжиженные инертные газы). Он приходит к выводу, что общий объем ультрамикропустот таких жидкостей обратно пропорционален объему отдельных молекул, а так как текучесть жидкости согласно его теории является функцией возможности перемещения молекул в эти пустоты, то вязкость должна быть прямо пропорциональна молекулярному объему. Выше было зазано, что обширный экспериментальный материал по вязкости жидкостей различного состава приводит к аналогичному заключению.

Теория жидкого состояния находится в начальной стадии своего развития. Она еще не в состоянии сколько-нибудь детально учесть индивидуальные особенности химического состава и строения жидкостей. Все теории вязкости, предложенные до настоящего времени, не учитывают ассоциации молекул жидкостей. По этой причине разработанные экспоненциальные уравнения применяют только к наиболее простым, неассоциированным жидкостям. Для таких жидкостей уравнение А. И. Бачинского является наиболее широко применимым законом температурной зависимости вязкости. В этой связи А. С. Предводителев, М. Ф. Широков и А. Д. Гольдгаммер предложили различные теоретические обоснования этого уравнения. Я. И. Френкель [90] пытался согласовать выведенную им экспоненциальную зависимость с уравнением А. И. Бачинского.

Так как подавляющее большинство продуктов переработки нефти является ассоциированными жидкостями и их вязкость в очень сильной степени зависит от химического состава, практическое значение теоретических уравнений для вычисления вязкости нефтепродуктов ограничено. Для этой цели применяют почти исключительно эмпирические уравнения.

в. Эмпирические уравнения зависимости вязкости от температуры

1. Интерполяционные формулы и уравнения с двумя постоян* ными. Предложено значительное число эмпирических формул, связывающих вязкость жидкостей с их температурой (см. обзоры М. М. Кусакова [37] и К. С. Рамайя [40], тамже приводится подробная библиография). Наиболее простые из них представляют



собой обычные интерполяционные формулы или их варианты, принятые при подборе эмпирических формул. К их числу относятся формула Пуазейля:

и формула Торпа и Роджерса (см. табл. 13):

Постоянные величины, входящие в эти формулы (а, fiy С), не имеют физического смысла. Близки к таким формулам уравнения температурной зависимости текзести, предложенные Бинга-мом.

Простейшее из них

<Рт = » 8)

где А - постоянная.

Однако эта формула имеет весьма ограниченное применение. Более широко применяется основная формула Бингама с тремя константами

9, = г,-. (IV, 9)

Для воды, спиртов и других жидкостей, содержащих гидро-ксильную группу, формула (IV, 9) неприменима. Лзшие результаты дает эмпирическое уравнение Бингама с четырьмя постоянными:

Уравнения этого типа будут передавать вязкостно-температурную зависимость тем точнее, чем больше в них постоянных величин. Однако возрастание числа постоянных усложняет их применение, так как количество экспериментальных измерений, которые нзкно производить для вычисления постоянных, не меньше их числа. Для применения формул (IV, б, 7 и 9) необходимо измерять вязкость по крайней мере при трех температурах.

Эмпирические формулы с двумя постоянными обычно передают с достаточным приближением зависимость вязкости от температуры простых нормальных жидкостей.

Для многих нормальных жидкостей, а также для некоторых не слишком вязких аномальных жидкостей, применимы эмпирические соотношения типа формулы Слотта:

т = -1 0V, 11)

которая была проверена на 70 жвдкостях (преимущественно нормальных), исследованных Торпом и Роджером.



rite\ (IV, 16)

где е - основание натуральных логарифмов; Т - абсолютная температура; а и С константы. В логарифмической форме уравнение (IV, 16) имеет вид

XgXgntABt, (IV, 17)

Иногда пользуются аналогичной формулой, но в логарифмическом виде

IgVtK-Klgt. (IV, 12)

Недавно А. И. Бачинский отметил, что формула

подошла для большого количества проверенных им жидкостей.

2. Экспоненциальные эмпирические уравнения; эмпирические уравнения с тремя постоянными. Для аномальных жидкостей эмпирические формулы должны иметь не меньше трех постоянных. Недопустимым упрощением является эмпирическая формула Фальца [38]:

предложенная им для смазочных масел. Согласно этой формуле необходимо приписать одинаковый наклон кривой rj = f{t) для всех минеральных масел, что совершенно не соответствует действительности. Неудачна также использованная в некоторых английских работах формула Дарси [39]:

так как она отражает линейную зависимость / от /, что не имеет места в сколько-нибудь широком интервале температур.

Значительный интерес представляет группа эмпирических уравнений, разработанная для выражения вязкостно-температур-ной зависимости нефтепродуктов, расплавленных стекол и аналогичных по своим механическим свойствам аномальных жидкостей.

Сравнительно давно И. Д. Афанасьев [41] на обширном экспериментальном материале (автолы, вапоры и т. д.) показал, что многие масла в координатах Ige - \gt дают прямые или кривые, близкие к прямым. Степенная или экспоненциальная зависимость вязкости от температуры лежит в основе всех эмпирических формул рассматриваемого типа. Для расплавленных стекол, у которых вязкость очень сильно зависит от температуры, Ле-Шателье [42] предложил формулу




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106



Яндекс.Метрика