ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние давления навязкость газовых смесей из "Свойства газов и жидкостей" Вязкость газов сильно зависит от давления только в некоторых областях давления и температуры, Обычно изменения давления не существенны при очень высоких приведенных температурах или низких приведенных давлениях. На рис 9.8, даны экспериментальные значения вязкости некоторых газов, сообщаемые Кестином и Ляйденфростом [113]. Для газов при приведенной температуре значительно выше единицы влияние давления на вязкость мало. Заметно возрастает вязкость ксенона с увеличением давления при 25 °С (7 г=1,03). В случае СО, (Тг = 0,96) наиболее высокое давление, для которого имеются данные, равно 20 атм, т. t. Рг — = 0,27 это, однако, низкое приведенное давление. При несколько более высоких давлениях следует ожидать резкого возрастания вязкости. На рис. 9.9 представлены данные о вязкости к-бутана. Ясно, что вблизи линии насыщения паров и критической точки давление оказывает значительное влияние на вязкость. [c.368] Влияние давления, может быть, лучше всего отражает рис. 9.10, который, хотя и приблизительно, показывает ход изменения вязкости как с давлением, так и с температурой. Этот рисунок будет обсуждаться позднее сейчас необходимо лишь заметить, что вязкость дана в приведенном виде, т. е. делится на значение вязкости в критической точке (ti/i1 )- Нетрудно установить, что при низких приведенных давлениях, за исключением области, близкой к состоянию насыщенного пара, влияние давления невелико. Более низкий предел кривых Рг свидетельствует о состоянии разбавленного газа,.описанного в разделе 9.4. В таком состоянии газа вязкость возрастает с температурой. При высоких приведенных давлениях видно, что имеется широкий диапазон температур, где т] уменьшается с температурой. В этой области поведение вязкости близко воспроизводит жидкое состояние, и, как хорошо показано на рис. 9.12, возрастание температуры приводит к снижению вязкости. Наконец, при очень высоких приведенных температурах опять проявляется, но малое, влияние давления на вязкость и дх дТ 0. Эта последняя область характерна для многих постоянных газов, перечисленных на рис. 9.8. [c.368] Обобщенная диаграмма приведенной вязкости [209]. [c.370] Теория плотных газов Энскога. Одна из очень многих теоретических попыток предсказать влияние давления на вязкость газов принадлежит Энскогу. Его теория подробно изложена в работе Чэпмена и Каулинга [43]. [c.371] В модели Энскога отсутствует корреляция между последовательными столкновениями, хотя это упрощение вносит, по-видимому, малую ошибку, за исключением случая высоких плотностей [4]. [c.371] Когда % и (, определены по экспериментальным данным, уравнение Энскога обычно коррелирует вязкости плотного газа достаточно хорошо. Использовать уравнение (9.6.2) можно, разумеется, только располагая значением %. Часто для этого обращаются к уравнению состояния, использующему модуль Энскога jflpX [88], и тогда путем несложного дифференцирования этот модуль может быть выражен в терминах термического давления (дР/дТ) . Отношение вязкостей ti/y ° затем коррелируют непосредственно термическим давлением [52, 76, 124, 125]. [c.371] В других случаях отношение r]/Tj° просто представляют в виде степенного ряда с плотностью в качестве независимой переменной, т. е. [c.371] Здесь т] — вязкость плотного газа, мкП г) — вязкость газа при низком давлении, мкП р,- = р/р ==== с1У — приведенная вязкость газа = где критическая температура выражена в кельвинах, а критическое давление Рс — в физических атмосферах М молекулярная масса. [c.372] Кроме того, (т] — Т1°) = 90,0 и 250 при р,- = 2,8 и 3,0, соответственно. [c.373] В табл. 9.6 представлены некоторые значения вязкостей плотных газов, рассчитанные по уравнениям (9.6,4)—(9.6,7). Соответствие между экспериментальными и расчетными значениями вязкостей приемлемое. Вообще погрешности обычно не превышают 10—15%. [c.374] Пример 9,8. Рассчитать вязкость аммиака при 171 °С и 136 атм. Экспериментальное значение равно 197 мкП [36]. [c.374] При = 157 мкП значение т] = 192 мкП. [c.376] Рекомендации вязкость плотных газов. Быстрое, но приближенное определение вязкости плотного газа может быть проведено по рис. 9.10 при значении г с, найденном из отношения г р =7,7. [c.376] Более точный расчет вязкости плотного газа может быть сделан по уравнениям (9,6.4)—(9.6.7). В этом случае требуется знать плотность газа, а если отсутствуют экспериментальные данные, следует использовать корреляции, рассмотренные в гл. 3. Уравнение (9.6.9) также допустимо применять для расчета вязкости чистого газа при высоких давлениях, используя только приведенные температуру и давление. Погрешности обоих методов не превышают приблизи- тельно 4%, за исключением области очень высоких давлений. [c.376] Как было отмечено в первой части раздела 9.6, при умеренных давлениях и температурах можно не учитывать влияние давления на вязкость. Все же. сле- дует использовать рис. 9.11 как приблизительный ориентир того, нужна или нет поправка на давление. Если в такой поправке необходимости нет, для определения вязкости газовой смеси должны применяться методы, описанные в разделе 9.5. [c.376] Уравнение (9.7,1) можно применять только для неполярных смесей как указывалось, оно может быть использовано как для газов при высоком давлении, так и для жидкостей при высокой температуре, но точность для жидкостей, приведенная плотность для которых превышает приблизительно 2, предполагается невысокой. Уравнение никогда широко не проверялось для области жидкости. Когда же была проведена проверка на девяти газовых смесях с различной плотностью (1396 экспериментальных точек), средняя погрешность была равна 3,7 % большинство смесей составляли легкие углеводороды или углеводороды и инертные газы. График уравнения (9.7,1) показан на рис. 9,15. Для простых смесей достигается удивительное соответствие. Методика иллюстрируется примером 9,11, Подобная же корреляция была предложена Гиддингсом [73]. В этом случае для определения псевдокритических констант были приняты другие правила. Хорошие результаты были получены для смесей легких углеводородов найдено также, что корреляция может быть улучшена, если молекулярную массу смеси, определенную по мольным долям, использовать как третий коррелируюш,ий параметр. [c.377] Гамбилл [68] сделал обзор методов расчета Лт и в нескольких статьях обсудил методику корреляции с составом систем легких углеводородов [33, 54, 55, 77]. [c.377] Вернуться к основной статье