- Код статьи
- S0235010625020048-1
- DOI
- 10.31857/S0235010625020048
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 2
- Страницы
- 125-142
- Аннотация
- В теплоотводящих элементах ядерных энергетических установок на быстрых нейтронах в качестве жидкометаллических теплоносителей используют сплавы на основе системы калий‒свинец. В связи с практической значимостью данного сплава был проведен полуэмпирический расчет теплофизических характеристик (теплоемкости, коэффициента теплового линейного расширения, плотности, теплопроводности, температуропроводности и удельного электросопротивления) калия, свинца и расплава свинца с калием. Для вычислений были использованы массивы согласованных между собой экспериментальных данных, соотношения авторской модели двухфазной локально‒равновесной области и модифицированное правило смешения компонентов. В формирование тепловых свойств компонентов и их сплавов вносят вклад как явления в любой малой окрестности точки образца (локальный уровень), так и коллективные феномены реакций всех точек сплава (субстанциональный уровень). Указано на существование особенностей на температурных зависимостях калия и свинца в виде пиков, ям и скачков, а также на наследование некоторых графических особенностей температурных кривых компонентов при формировании тепловых свойств расплава. С помощью аппроксимации экспериментальных данных расплава установлено исчезновение некоторых особенностей при образовании сплава. На экспериментально неисследованных температурных интервалах продемонстрировано поведение теплофизических характеристик компонентов, а тепловые свойства расплава отображены в виде таблицы. Указано на необходимость проведения дополнительных экспериментальных работ с целью проверки проведенных расчетов и уточнения поведения теплофизических характеристик компонентов и их сплава на неисследованных интервалах температур.
- Ключевые слова
- калий свинец сплав теплоемкость коэффициент теплового линейного расширения плотность теплопроводность температуропроводность
- Дата публикации
- 17.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 5
Библиография
- 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).