- PII
- S0235010625020048-1
- DOI
- 10.31857/S0235010625020048
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 2
- Pages
- 125-142
- Abstract
- Alloys based on the potassium‒lead system are used as liquid‒metal coolants in heat‒dissipating elements of fast neutron nuclear power plants. Due to the practical importance of this alloy, a semi‒empirical calculation of thermophysical characteristics (heat capacity, coefficient of thermal linear expansion, density, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific electrical resistance) of potassium, lead and melt of lead with potassium was carried out. For calculations we used the arrays of experimental data coordinated with each other, relations of the author’s model of two‒phase local‒equilibrium region and the modified rule of mixing of components. In the formation of thermal properties of components and their alloys give as phenomena in any small neighborhood of the sample point (local level), and collective phenomena of reactions of all points of the alloy (substantive level) to temperature changes. The existence of features in the temperature dependences of potassium and lead in the form of peaks, pits and jumps, as well as the inheritance of some graphical features of the temperature curves of components in the formation of thermal properties of the melt are indicated. By means of approximation of the experimental data of the melt, the disappearance of some features during the formation of the alloy was established. On experimentally unexplored temperature intervals the behavior of thermophysical characteristics of components is demonstrated, and thermal properties of the melt are displayed in the form of tables. It is pointed out the necessity of additional experimental work to verify the calculations performed and to clarify the behavior of thermophysical characteristics of the components and their alloy at unexplored temperature intervals.
- Keywords
- калий свинец сплав теплоемкость коэффициент теплового линейного расширения плотность теплопроводность температуропроводность
- Date of publication
- 17.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 6
References
- 1. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия. 1989.
- 2. Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. Структура и свойства металлов и сплавов. Тепловые свойства металлов и сплавов. Киев: Наукова думка. 1985.
- 3. Дриц М.Е., Будберг П.Б., Бурханов Г.С., Дриц А.М., Пановко В.М. Свойства элементов. Справочник / Под ред. Дрица М.Е. М.: Металлургия. 1985.
- 4. Физические величины. Справочник / Под. ред. И.С. Григорьева, Е.3. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. 1991.
- 5. Кириллов П.Л., Денискина Н.Б. Теплофизические свойства жидкометаллических теплоносителей (справочные таблицы и соотношения). Обзор, ФЭИ‒0291. М.: ЦНИИатоминформ. 2000.
- 6. Мельникова Т.П., Мозговой А.Г. Плотность, тепловое расширение и сжимаемость натрия и калия в твердой фазе // Теплофизика высоких температур. 1989. 27. № 3. С. 490–498.
- 7. Кириллов П.Л., Богословская Г.П. Теплообмен в ядерных энергетических установках. М.: Энергоатомиздат. 2000.
- 8. Коротких А.Г. Теплопроводность материалов: учебное пособие. Томск: Изд‒во Томского политехнического университета. 2011.
- 9. Новицкий Л.А., Кожевников И.Г. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник. М.: Машиностроение. 1975.
- 10. Муллоева Н.М. Физико‒химические свойства сплавов свинца с щелочноземельными металлами / Дисс. … канд. хим. наук. Душанбе: Институт химии им. В.И. Никитина. 2015.
- 11. Савченко И.В., Станкус С.В., Агажанов А.Ш. Измерение тепло‒ и температуропроводности жидкого свинца в интервале 601–1000 К // Атомная энергия. 2013. 115. № 2. С. 74–77.
- 12. Банчила С.Н., Филиппов Л.П. Новые измерения комплекса тепловых свойств жидких олова и свинца // Теплофизика высоких температур. 1973. 11, № 3. С. 668–671.
- 13. Савченко И.В. Экспериментальное исследование теплопроводности и температуропроводности расплавов легкоплавких металлов и сплавов методом лазерной вспышки / Автореф. … к. ф.‒м. н. Новосибирск: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН. 2013.
- 14. Агажанов А.Ш., Хайрулин А.Р., Абдуллаев Р.Н., Станкус С.В. Теплофизические свойства эвтектического сплава K‒Pb в жидком состоянии // Теплофизика и аэромеханика. 2020. 27, № 4. С. 655–658.
- 15. Абдуллаев Р.Н., Хайрулин Р.А., Станкус С.В. Плотность сплава калий‒свинец эвтектического состава // Теплофизика и аэромеханика. 2013. 20, № 1. С. 89–94.
- 16. Хайрулин Р.А., Станкус С.В., Абдуллаев Р.Н. Термические свойства сплавов системы K‒Pb // Теплофизика и аэромеханика. 2015. 22, № 3. С. 359–364.
- 17. Agazhanov A.Sh., Abdullaev R.N., Samoshkin D.A., Stankus S.V. Thermal Conductivity of Lithium, Sodium and Potassium in the Liquid State // Physics and Chemistry of Liquids. 2019. 74. P. 1–9.
- 18. Agazhanov A.Sh., Khairulin A.R., Abdullaev R.N., Stankus S.V. Thermophysical Properties of Liquid K–Pb Alloys // Journal of Engineering Thermophysics. 2021. 30, № 3. P. 365–373.
- 19. Агажанов А.Ш. Экспериментальное исследование теплопроводности и температуропроводности жидких теплоносителей и конструкционных материалов ядерной энергетики / Автореф. … к. ф.‒м. н. Новосибирск: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН. 2016.
- 20. Фокин Л.Р., Кулямина Е.Ю. Плотность жидкого калия на линии насыщения: краткая история длиною в 50 лет // Теплофизика высоких температур. 2021. 59. № 1. С. 679–685.
- 21. Субботин В.И., Арнольдов М.Н., Козлов Ф.А., Шимкевич А.Л. Жидкометаллические теплоносители для ядерной энергетики // Атомная энергия. 2002. 92. № 1. С. 31–42.
- 22. Гулевич А.В., Ефанов А.Д., Кириллов П.Л., Козлов Ф.А. Основные вопросы теплофизики ЯЭУ // Атомная энергия. 2004. 96. № 5. С. 380–387.
- 23. Кошман В.С. Об одном подходе к обобщению опытных данных по теплофизическим свойствам элементов Периодической системы Д.И. Менделеева // Пермский аграрный вестник. 2014. № 2 (6). С. 35–42.
- 24. Займан Дж. Электроны и фононы. М.: Издательство иностранной литературы. 1962.
- 25. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1980.
- 26. Абрикосов А.А. Основы теории металлов. М.: Физматлит. 2010.
- 27. Брандт Н.Б., Кульбачинский В.А. Квазичастицы в физике конденсированного состояния. М.: Физматлит. 2005.
- 28. Бабаева Ю.А. Полуэмпирические соотношения для расчета плотности, динамической вязкости и удельной теплоемкости жидкого калия // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2023. № 4. С. 134–139.
- 29. Мажукин В.И., Королева О.Н., Шапранов А.В., Демин М.М., Алексашкина А.А. Определение теплофизических свойств золота в области фазового перехода плавление‒кристаллизация. Молекулярно‒динамический подход // Математическое моделирование. 2022. 34. № 1. С. 59–80.
- 30. Терехов С.В. Термодинамическая модель размытого фазового перехода в металлическом стекле Fe40Ni40P14B6 / Физика и техника высоких давлений. 2018. 28. № 1. С. 54–61.
- 31. Терехов С.В. Теплоемкость и тепловое расширение вещества / Справочник. Донецк: ДонФТИ им. А.А. Галкина. 2022.
- 32. Терехов С.В. Расчет базисной линии теплоемкости вещества в модели двухфазной области при отсутствии фазовых и других переходов // Неорганические материалы. 2023. 59. № 4. С. 468–472. [Terekhov S.V. Calculation of the heat capacity baseline in a model of a two‒phase region in the absence of phase transformations and other transitions // Inorganic Materials. 2023. 59. № 4. P. 452–456.
- 33. Терехов С.В. Расчет теплоемкостей и коэффициентов линейного теплового расширения металлов легкой и тяжелой триад платины // Теплофизика высоких температур. 2023. 61. № 5. С. 679–684.
- 34. Терехов С.В. Расчет теплоемкостей сложных оксидов // Вестник НовГУ. 2024. №1(135). С. 31–42.
- 35. Терехов С.В. Особенности на графиках тепловых характеристик металлов при отсутствии и наличии фазовых переходов // Физика твердого тела. 2024. 66. № 7. С. 1144–1149.
- 36. Stølen S., Grande T. Chemical thermodynamics of materials: macroscopic and microscopic aspects. Chichester West Sussex. John Wiley & Sons Ltd, The Atrium. 2004.
- 37. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. М.: Наука. 1974.
- 38. Ягодин Д.А. Исследование структурной неоднородности расплавов Ga–Bi и Pd–Si методами акустометрии и гамма‒денситометрии / Автореф. … к. ф.‒м. н. Екатеринбург: Уральский государственный педагогический университет. 2007.
- 39. Шелудяк Ю.Е., Кашпоров Л.Я., Малинин Л.А., Цалков В.Н. Теплофизические свойства компонентов горючих систем / Справочник под ред. Н.А. Силина. М.: НПО «Информация и технико‒экономические исследования». 1992.
- 40. Попель П.С., Сидоров В.Е., Бродова И.Г., Кальво‒Дальборг М., Дальборг У. Влияние термической обработки исходного расплава на структуру и свойства кристаллических слитков или отливок // Расплавы. 2020. № 1. С. 3–36.
- 41. Попель П.С., Сидоров В.Е., Кальво‒Дальборг М., Дальборг У., Молоканов В.В. Влияние термической обработки жидкого сплава на его свойства в расплавленном состоянии и после аморфизации // Расплавы. 2020. № 3. С. 223–245.
- 42. Бельтюков А.Л., Русанов Б.А., Ягодин Д.А., Мороз А.И., Стерхов Е.В., Сон Л.Д., Ладьянов В.И. Релаксация в аморфизирующемся расплаве Al–La // Расплавы. 2022. № 5. С. 485–493.
- 43. База данных по теплофизическим свойствам жидкометаллических теплоносителей перспективных ядерных реакторов. Теплофизические свойства жидкого калия и его пара // Государственная служба стандартных справочных данных в области использования атомной энергии. «РОСАТОМ» ‒ НИЯУ МИФИ. Головной научно‒методический центр данных (дата обращения 10.09.2024).