Техника - молодёжи 1988-10, страница 16

состояний отнюдь не пропала. Достаточно сказать, что выполнение этих исследований на кафедре молекулярной физики КГУ проводится по хоздоговору с Научно-исследовательским институтом нефтехимии по заказу научно-производственного объединения «Маема».

Высокая точность исследований соотношений «давление — объем — температура» для жидких углеводородов (и в широком интервале) была обусловлена их целью. Эти тепло-физические данные предназначены для расчетов технологических процессов на нефтехимических предприятиях стран СЭВ. А необходимость большого количества замеряемых экспериментальных точек предопределила высокую трудоемкость исследований. Это обстоятельство авторы мне объяснили элементарно: «Представьте, что на графике «давление — объем» получен ряд точек. Но если функциональная зависимость — волнообразная, допустим синусоидальная, то она может пройти через эти точки и «горбами» кверху и «горбами» книзу, и производные — касательные к углу наклона кривой — будут совершенно разные, не соответствовать эксперименту».

Еще одна особенность проведенных исследований — их комплексность. Измерялись давление, температура, теплоемкость, скорость прохождения ультразвука и многие другие параметры жидких углеводородов. Кстати, ирландский ученый, присутствовавший на конференции, высоко оценил такой подход — ему не удалось экспериментально определить теплоемкость гексана и пришлось при расчете уравнения состояния воспользоваться данными из советских источников.

Мощным инструментом для познания свойств жидкости служит ультразвук. В ней он распространяется в виде объемных волн разрежения — сжатия, причем изменение температуры в самой волне практически не происходит — за полпериода тепло из нагретых (сжатых) участков не успевает перейти к холодным (разреженным). Такой процесс называется адиабатическим и обеспечивает максимальную точность измерений. В том числе и основного в нашем случае параметра — скорости распространения ультразвука в сжатой жидкости.

Для проведения исследований Володя под руководством Ирины Ивановны собрал установку (см. рис.). Сосуд высокого давления

представлял собой двухслойный контейнер из внутренней 1 и наружной 2 толстостенных втулок, запрессованных одна в другую и закрытых уплотненными торцами. В нем имелась полость, в которую вставлялся сильфонный герметичный сосуд 8 и 9 с исследуемой жидкостью. Внутри последнего была установлена камера 7 для измерения скорости ультразвука с кварцевыми пьезопла-стинками 10. Сама полость герметизировалась закручиванием солидной гайки (вот где требовалась хорошая физическая подготовка), которая создавала предварительный распор системы 3 уплотнительных колец из бронзы 11 и фторопласта 12. Для нагрева жидкости использовались нагреватели 5, а для измерения температуры — платиновая термопара 4. Наиболее уязвимый для поломок узел установки — электровводы 6, идущие к пьезопластин-кам, которые приклеивались эпоксидным клеем и должны были обеспечить герметичность рабочей полости при давлениях до 2500 атм и температурах до 200° С.

Жидкость, сжимающая сильфонный сосуд, подавалась по стальному капилляру от образцового поршневого манометра МП-2500. Снаружи к камере высокого давления примыкал измерительный блок, в который входили осциллограф, генераторы, формирующие и синхронизирующие ультразвуковые импульсы частотой 5 МГц, а также генератор метки, частотомер и усилитель.

На экране осциллографа хорошо были видны зондирующий импульс (самый высокий) и серия отраженных импульсов (понижающихся), а также метка (разрыв). Определяя время в микросекундах и зная расстояние между пьезопластинками, можно было найти скорость распространения ультразвука. А поскольку она, как известно, равна С= VKag./Si где Kay — адиабатический модуль всестороннего сжатия, J— плотность жидкости, то через нее можно было определить величины, входящие в уравнение состояния.

Надо сказать, что работа требовала высочайшей тщательности и неистощимого терпения. Например, чтобы устранить пузырьки воздуха из исследуемой жидкости после заполнения сильфонного сосуда, нужно было несколько раз ее замораживать в жидком азоте и размораживать в вакууме. Каждую экспериментальную точку Володя проходил несколько раз, чтобы обеспечить га-

4 7 11 6 IT 3 11 1 2 5

Сосуд высокого давления и камера для измерения скорости ультразвука в исследуемых жидкостях.

рантированное воспроизводство результатов измерений.

Полученные им данные позволили создать систему АВЕСТА (автоматизированная единая система тепло-физического абонирования) — своеобразный банк теплофизических данных в памяти ЭВМ для автоматизированного проектирования нефтехимических предприятий. Система АВЕСТА получила золотую медаль ВДНХ СССР.

Но особое значение проведенные исследования приобретают для автотранспортников, поскольку открывают пути уменьшения удельного объема жидкого топлива (бензина) как за счет сжатия, так и за счет насыщения его водородом. Я думаю, что именно это обстоятельство вызвало повышенный интерес зарубежных специалистов к сообщению киевского студента...

Из беседы с Ириной Ивановной выяснилась одна интересная деталь: половина учебной группы выбрала своей специальностью молекулярную физику. Зная по собственному опыту, что студенты относят эту науку к «занудным» предметам, я стал выяснять причину столь аномальной любви. В подобных случаях французы говорят: «Шерше ля фам» (ищите женщину). И действительно, «соблазнительницей» оказалась Ирина Ивановна Адаменко.

Началось все довольно прозаически. Ее назначили куратором группы 1-го курса. Ирина Ивановна решила сломать сложившийся стереотип работы куратора с подопечными. Вместо мелочной опеки и вечернего патрулирования в общежитии она привлекла вчерашних школьников к научно-исследовательской работе профилирующих кафедр.

14