ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по проекту 15-1-2-6:Метастабильные фазовые состояния при статических и динамических воздействиях на чистые жидкости и растворы

Экспериментально и теоретически изучается явление фазовой метастабильностив чистых жидкостях и растворах. Исследование проводится с целью получения новых знаний о поведении веществ в быстропротекающих процессах с фазовыми превращениями, предупреждении аварийных ситуаций в энергетическомоборудовании и др.При изучении кинетики спонтанного вскипания жидкостей используютсяметоды измерения времени жизни, непрерывного изобарического нагрева,импульсного перегрева жидкости на проволочном нагревателе в волнеотрицательного давления. Поверхностное натяжение измеряетсядифференциальным капиллярным методом, критические параметры – импульснымметодом перегрева жидкости на платиновом нагревателе, температуропроводность – методом лазерной вспышки. Большинство используемых методик – авторскиеразработки исполнителей проекта.Результаты натурных экспериментов дополняются компьютерныммоделированием и теоретическими разработками.При моделировании процессов зародышеобразования, поверхностных ифлуктуационных явлений используется метод молекулярной динамики.Объектами исследования выступают жидкие углеводороды, фреоны, криогенныежидкости, высокомолекулярные соединения.В процессе выполнения проекта определены температуры предельного перегреван-пентана, растворов этан–азот, пропан–гелий, этан–водород и метан–азот. Опыты5проведены при давлениях от атмосферного до близких к критическому и частотах зародышеобразования 104–108 с-1м-3. В области отрицательных давлений (до –10МПа) исследованы предельные перегревы фреона 11 и н-гексана с малымидобавками ПЭС-4 и додекана. С применением скоростной видеосъемки в опытах поперегреву н-пентана изучен процесс гетерогенного зарождения паровой фазы навнутренних поверхностях стеклянной ячейки, металлических включениях, вультразвуковых полях. Скоростная видеосъемка также использована в опытах по исследованию кризиса кипения эмульсий с низкокипящей дисперсной фазой. В рамках континуальной теории скачка давления изучен теплообмен вблизи линиитрехфазного контакта жидкость–твердое тело–газ. Методом молекулярнойдинамики исследовано зародышеобразование паровой фазы в растворах, изученырелаксационные процессы, сопровождающие образование парового пузырька в жидкости, а также формирование плоской межфазной границы.Дифференциальным капиллярным методом в широком интервале температуры и давления измерено поверхностное натяжение н-бутана, диметилового эфира ирастворов пропан–гелий, этан–водород и метан–водород. Импульсный методперегрева жидкости на проволочном нагревателе использован для определения критической температуры и критического давления ряда термонестабильных соединений. Измерен коэффициент температуропроводности десятиалкилциклогексанов и алкилбензолов.