EDN: OGNZUB
Авторы
Алчагиров Б.Б., Канаметова О.Х., Хабилов З.Ю., Дышекова Ф.Ф.
Организация
ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова», Нальчик, Россия
Алчагиров Б.Б. – профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики, доктор физико-математических наук. Контакты: Нальчик, ул. Чернышевского, д. 173. Тел.: (963) 281-98-27; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Канаметова О.Х. – старший преподаватель.
Хабилов З.Ю. – магистрант института физики и математики.
Дышекова Ф.Ф. – старший преподаватель, кандидат физико-математических наук.
Аннотация
Щелочные металлы и их сплавы обладают уникальными физико-химическими свойствами – низкой плотностью и вязкостью, высокой тепло- и электропроводностью, широкой областью жидкого состояния, высокой химической активностью и т. д. Потенциал свойств, которым обладают щелочные металлы, обеспечивает благоприятные условия для их широкого практического применения в ядерно-космической энергетике как легкие эффективные теплоносители, в области химических источников тока – как аккумуляторы и топливные элементы с высокой удельной энергоемкостью, долговечностью и миниатюрностью. Все это указывает на необходимость интенсификации и расширения области исследований по наиболее перспективным и актуальным направлениям, в частности по расчетам критических температур щелочных металлов. Такие данные необходимы для целей успешного решения проблемы по резкому увеличению ресурсов работы космических энергоустановок и их мощностей, что требует дальнейших исследований теплофизических и физико-химических свойств щелочных металлов и их сплавов. В работе осуществлены оценочные расчеты критических температур эвтектического расплава Na32K68 с использованием наиболее надежных опытных данных о температурной зависимости поверхностного натяжения, аппроксимированные линейными уравнениями. Полученные результаты расчетов критических температур эвтектики Na32K68 и их компонентов находятся в удовлетворительном согласии с литературными данными. Показано, что для дальнейшего повышения точности проведенных авторами расчетов необходимо располагать экспериментальными данными о поверхностном натяжении околоэвтектических расплавов натрия с калием в предкритической области температур.
Ключевые слова
щелочные металлы, натрий, калий, эвтектические расплавы, поверхностное натяжение, температурные зависимости, расчеты, критические температуры, флюиды
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Алчагиров Б.Б., Хоконов Х.Б. Щелочные металлы и сплавы с их участием - перспективные материалы современной техники и энергетики. Сборник « Физика и химия перспективных материалов». Нальчик: КБГУ, 1998, с. 40–44.
- Ивановский М.Н., Логинов Н.И., Миловидова А.И., Морозов В.А., Плетенец С.С. Калий-натриевый сплав эвтектического состава – теплоноситель космических ядерных энергетических установок. Труды международного семинара «Теплофизические свойства веществ». Нальчик: КБГУ, 2001, с. 116–120.
- Аксенов Ю.В., Логинов Н.И., Михеев А.С.О возможности применения тепловых труб в инновационных ядерных и неядерных технологиях. Сборник докладов научно-технической конференции «Теплофизика реакторов нового поколения» (Теплофизика-2018). Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2018, с. 95–103.
- Анисимов М.А. Уравнение состояния и методы расчета теплофизических свойств в окрестности критической точки. Обзоры по теплофизическим свойствам веществ. ТФЦ. М.: ИВТАН, 1980, № 5 (25).
- Перчук Л.Л. Флюиды – соки земли. Доступно на: https://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1153766&uri=page3.htm (дата обращения 20.08.2024).
- Behnejad H., Sengers J.V., Anisimov M.A. Thermodynamic behavior of fluids near critical points. Applied thermodynamics of fluids, royal society of chemistry. Cambridge, 2010, рр. 321–366.
- Актуальные вопросы исследования пластовых систем месторождений углеводородов: сборник научных статей. Под ред. Григорьева Б.А. М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2010, 310 с.
- Залепугин Д.Ю., Тилькунова Н.А., Чернышев И.В. и др. Развитие технологий, основанных на использовании сверхкритических флюидов. Сверхкритические флюиды: теория и практика, 2006, № 1, с. 27–44.
- Мартынюк М.М. Оценка критической точки металлов на основе обобщенного уравнения Ван-дер-Ваальса. Журнал физической химии, 1998, т. 72, № 1, с. 19.
- Blairs S., Abbasi M.H. Correlation between surface tension and critical temperatures of liquid metals. Journal of Colloid and Interface Science, 2006, vol. 304, pp. 549–553.
- Семенченко В.К. К термодинамике поверхностных явлений. Журнал физической химии, 1976, т. 50, с. 1846–1848.
- Guggenheim E. The principle of corresponding states. The Journal of Chemical Physics, 1945, vol. 13, no. 7, pp. 253–261.
- Мартынюк М.М., Цапков В.И., Понтелейчук О.Г. Исследование физических свойств металлов методом импульсного нагрева. М.: Университет Дружбы народов им. П. Лумумбы, 1972.
- Глаголева В.В., Фокин Л.Р.Оценка критических параметров лития и франция. Препринт ИВТ АН СССР № 1-061. М.: ИВТ АН, 1981. 44 с.
- Dillon I.G., Nelson P.A., Swanson B.S.Measurement of densities and estimation of critical properties of the alkali metals. The Journal of Chemical Physics, 1966, vol. 44, no. 11, pp. 4229–4238.
- Nikitin, E.D., Popov P.A., Skutin M.G. Acoustic method of measuring critical properties of themally unstable substances. Fluid Phase Equilibria, 1999, vol. 161, pp. 119–134.
- Мартынюк М.М. Критические параметры металлов. Журнал физической химии, 1977,т. 51,№ 5, с. 1202–1203.
- Мозговой А.Г., Фокин Л.Р., Чернов А.И.Критические параметры щелочных металлов. В сб.: Обзоры по теплофизическим свойствам веществ, № 5 (49). М.: ИВТАН, 1984. C. 3–56.
- Alchagirov B.B., Karamurzov B.S., Kalazhokov Kh.Kh., Kokov Z.A., Kyasova O.Kh. Estimation of the critical temperatures of alkaline metals on the basis of specified data on surface tension polytherms. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1147, no. 1, p. 012004.
- Фортов В.Е., Дремин А.Н., Леонтьев А.А. Оценка параметров критической точки. Теплофизика высоких температур, 1975, т. 13, № 5, с. 1072–1080.
- Blairs S. The critical temperatures of the elements. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 1977, vol. 39, no. 5, pp. 905–907.
- Хищенко К.В. Уравнение состояния алюминия при высоких давлениях. Теплофизика высоких температур, 2023, т. 61, № 3, с. 477–480.
- Azad A.M., Ganesan S., Srinivasan G.M. Estimation of critical temperatures of Рb-Li Alloys by Internal Pressure Approach. Transactions of the Indian institute of metals, 1986, vol. 39, no. 5, рр. 445–448.
- Moosavi M., Sabzevari S. A new equation of state for molten alkali metal alloys. Journal of Molecular Liquids, 2012, vol. 174, pp. 117–123.
- Sabzi F., Eslami H., Boushehri A. Modified perturbed hard-sphere equation of state for alkali metal alloys. Journal of Non-Crystalline Solids, 2006, vol. 352, issues 28–29, pp. 3113–3120.DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2006.02.093.
- Алчагиров Б.Б. Поверхностное натяжение жидких щелочных металлов и сплавов с их участием. Обзоры по теплофизическим свойствам веществ, № 3(89)/4(90). М.: ИВТАН, 1991. 180 с.
- Лебедев Р.В. Измерение межфазного поверхностного натяжения сплавов натрия с калием. Известия вузов. Сер. Физика, 1972, № 12, c. 155–158.
- Алчагиров Б.Б., Осико Т.П. Поверхностное натяжение бинарной системы натрий – калий, натрий – рубидий, рубидий – калий и рубидий – цезий. Сборник «Физика межфазных явлений», Нальчик: КБГУ, 1985, с. 79–90.
- Алчагиров Б.Б., Афаунова Л.Х. Дышекова Ф.Ф. и др. Поверхностное натяжение и адсорбция компонентов в сплавах системы натрий-калий, перспективных как эффективные жидкометаллические теплоносители в ядерно-космической энергетике. Перспективные материалы, 2011, № 2, с. 34–41.
- Bystrov P.I., Kagan D.N., Krechetova G.A., Shpil’rain E.E. Liquid-Metal Coolants for Heat Pipes and Power Plants. Ed. V. A. Kirillin. New York: Hemisphere Publishing Corporation, 1990. 272 p.
- Менделеев Д.И. Сочинения. Т. 5. М.: Изд. АН СССР, 1947. С. 40.
- Fima P., Nowak R., Sobczak N. Effect of Metal Purity and Testing Procedure on Surface Tension Measurements of Liquid Tin. Journal of Materials Science, 2010, vol. 45, spec. issue 8, p. 2009.
- Задумкин С.Н., Алчагиров Б.Б., Коков М.Б., Унежев Б.Х.О температурной зависимости поверхностного натяжения металлов. Известия АН СССР: Металлы, 1979, № 3, с. 81.
- Алчагиров Б.Б., Афаунова Л.Х., Архестов Р.Х., Таова Т.М. К вопросу об адсорбционной кривой бинарной системы натрий – калий. Межведомственный семинар «Технология щелочных жидкометаллических теплоносителей» (Теплофизика-2009). Тезисы докладов. Обнинск, октябрь 28–30, 2009. С. 37–39.
- Шебзухов А.А., Осико Т.П., Кожокова Ф.М., Мозговой А.Г. Поверхностное натяжение жидких щелочных металлов и их сплавов. Обзоры по теплофизическим свойствам веществ, 1981, № 5(31), c. 145.
- Лебедев Р.В., Пугачевич П.П. Поверхностное натяжение и адсорбция в растворах щелочных металлов. ЖФХ, 1969, т. 43, № 5, с. 1286–1287.
- Лебедев Р.В., Пугачевич П.П., Задумкин С.Н. Поверхностное натяжение в расплавах щелочных металлов и их растворах. Физическая химия поверхностных явлений в расплавах. Киев: Наукова думка, 1971. С. 157–159.
- Алчагиров Б.Б., Осико Т.П. Поверхностное натяжение бинарных расплавов щелочных металлов. Сплавы натрий – калий. ТВТ, 1987, т. 25, № 4, с. 809–812.
- Шебзухов А.А., Осико Т.П. К электронно-статистической теории поверхностной энергии бинарных металлических сплавов. Физика межфазных явлений. Нальчик: КБГУ, 1977. Вып. 2. С. 17–24.
- Алчагиров Б.Б. и др. К вопросу о достоверности экспериментальных данных по поверхностному натяжению жидких металлов. Известия РАН. Серия физическая, 2012, т. 76, № 13, с. 26–29.
- Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение, 2 изд. Л.: Химия, 1981. 304 с.
- Каплун А.Б. О причинах аномалий физических свойств металлических расплавов. Изв. вузов. Черная металлургия, 1985, № 7, с. 30.
- Joung D.A., Alder B.J. Critical point of Metals from the Van-der-Vaals Model. Physical Review Journals, 1971, vol. A3, pp. 364–371.
- Grosse A.V. The relationship between surface tension and energy of liquid metals and their heat vaporization at the melting point. Journal of Inorganic Chemistry, 1964, vol. 26, pp. 1349–1361.
- Achener P.Y., Mackewicz W.V., Fisher D.L. et al. Surface tension and contact angle of lithium and sodium. Report AGN-8195, vol. 1. San Ramon, Cal.: Aerojet-General Corp., 1968.
- Кириллов П.Л., Денискина Н.Б.Теплофизические свойства жидкометаллических теплоносителей: Обзор ФЭИ-0291. М.: ЦНИИатоминформ, 2000. 42 с.
УДК 436.44; 536.45; 669.88; 546.34; 669.882; 532.77-2
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 3, c. 310-319
