Автор: Чиркин В.С.
Теги: общее машиностроение технология машиностроения теплоэнергетика ядерная энергетика
Год: 1968
Текст
в. с. чиркин
ТЕПЛО-
ФИЗИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
МАТЕРИАЛОВ
ЯДЕРНОЙ
ТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АТОМИЗДАТ МОСКВА, 1968
УДК 621.039.53/54@31)
Справочник содержит новейшие данные о теплофи-
зических свойствах, а именно: температурные зависи-
зависимости для плотности, теплоемкости, теплопроводности,
электросопротивления и других характеристик мате-
материалов ядерной энергетики.
• Публикуются систематизированные сведения о
ядерном горючем, теплоносителях, специальных сталях
и жаропрочных сплавах, графитах, гидридах, туго-
тугоплавких металлах, карбидах и других материалах, ис-
используемых в различных частях современного ядер-
ядерного энергетического комплекса. Приводятся теплофи-
зические параметры твердых, жидких и газообразных
материалов в широком диапазоне температур и давле-
давлений, которые имеют место в ядерных реакторах, экс-
экспериментальных установках, предназначенных для ис-
исследования проблем ядерной энергетики, и в различ-
различной вспомогательной аппаратуре.
Справочник может быть полезен научным работ-
работникам, теплофизикам, теплотехникам и инженерам, ра-
работающим в области современного реакторостроения и
химического машиностроения; может также использо-
использоваться студентами соответствующих высших учебных
заведений.
3-1-5
3-67
ПРЕДИСЛОВИЕ
Бурное развитие атомной техники в последние годы
поставило перед многими традиционными отраслями
промышленности новые проблемы, которые требовали
быстрого разрешения. Так, необходимо было изучить
теплофизические свойства многих материалов, чтобы
определить возможность их использования в реакторо-
строении; зачастую свойства этих материалов были
известны лишь при умеренных температурах. Требова-
Требовалось создание новых материалов, которые должны
были работать в сложных условиях реактора.
К настоящему времени накоплено много сведений о
свойствах различных материалов. Эти данные исполь-
используются при проектировании и расчетах ядерных реак-
реакторов. Однако они разрознены и не систематизированы.
Ощущается настоятельная потребность в справочнике,
который содержал бы обоснованные и надежные дан-
данные по теплофизическим свойствам реакторных мате-
материалов.
Автором книги сделана попытка обобщить теплофи-
теплофизические свойства материалов, используемых в реак-
реакторной технике, с тем чтобы конструкторам и инжене-
инженерам-эксплуатационникам облегчить поиски необходи-
необходимых сведений о температурах плавления, температурной
зависимости теплоемкости, коэффициентов теплопро-
теплопроводности, линейного расширения и других свойств
наиболее часто используемых материалов ядерной энер-
энергетики. В справочнике приводятся теплофизические
характеристики делящихся материалов, замедлителей,
Предисловие
теплоносителей, конструкционных материалов, в том
числе чистых металлов и сплавов.
К сожалению, сведения по таким материалам, как
сплавы урана, дисперсионные делящиеся материалы,
торий, высокотемпературные керамические и некоторые
другие, отрывочны вследствие того, что отсутствуют
полные публикации, а также имеются данные, вызыва-
вызывающие опасения в их точности.
В справочнике уделено внимание изменению свойств
материалов в результате длительной выдержки при по-
повышенных температурах (длительный отжиг) и кратко
представлены свойства материалов, получивших дозу
реакторного облучения.
Во время подготовки справочника к изданию без-
безвременно скончался автор книги Виктор Сергеевич
Чиркин.
Работу по окончательной подготовке рукописи к
печати продолжили сотрудник Института атомной энер-
энергии им. И. В. Курчатова инженер А. М. Бахин, ко-
которым также составлен предметный указатель, и инже-
инженер А. В. Чиркин.
Ценные советы и пожелания были высказаны по
существу работы профессором д-ром техн. наук
П. К. Конаковым, канд. техн. наук А. Г. Харламовым
и инженером Л. В. Горловым. Весьма полезные и об-
обстоятельные замечания рецензентов канд. техн. наук
М. Н. Арнольдова, канд. физ.-мат. наук Л. В. Мигу-
нова и д-ра техн. наук С. Л. Ривкина помогли устра-
устранить недостатки рукописи.
Можно надеяться, что сведения, приведенные в на-
настоящем справочном пособии, окажут большую помощь
при проектировании новых реакторных систем, а также
обратят внимание металлофизиков и теплофизиков на
недостающую информацию по тем или другим реактор-
реакторным материалам.
Справочник принесет несомненную пользу и специа-
специалистам других отраслей промышленности.
Академик М> Д. Миллионщиков
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Л— атомный вес
а—коэффициент температуропроводности, м2/сек или
м2/ч
С—мольная теплоемкость, кдж/(моль-град)
pi Су — мольные теплоемкости при постоянном давлении и
постоянном объеме соответственно, кдж/(моль-град)
с— теплоемкость единицы массы вещества (удельная
теплоемкость), кдж!{кг-град)
Ср, Су — теплоемкости единицы массы вещества при постоян-
постоянных давлении и объеме соответственно, кдж/(кг-град)
ср> су—теплоемкости единицы массы вещества при постоян-
постоянных давлении и объеме соответственно, отнесенные
к 1 ж3 газа при нормальных условиях, кдж/(мъ-град)
g— ускорение силы тяжести, м/сек2
Д#298 — теплота образования, кдж /кг
I—энтальпия (или теплосодержание) единицы массы
вещества, кдж/моль
i — то же, кдж/кг
*'', i"— энтальпия вещества в жидком и парообразном со-
состоянии соответственно, кдж/кг
К~электропроводность, (ом-м)~1
L—число Лоренца, вт-ом/град2
М — молекулярный вес
р—давление, н/м2, бар, кГ/см2 или мм рт. ст.
Ркр—давление в критической точке, бар
Рг — критерий Прандтля
Я— удельный тепловой поток, или плотность теплового
потока, вт/м2
R — газовая постоянная, дж/(кг-град)
'"исп— теплота испарения, кдж/кг или кдж/моль
^пл—теплота плавления, кдж/кг или кдж/моль
5—энтропия единицы массы вещества, кдж/(кг-град)
Принятые обозначения
\ S" — энтропия единицы массы вещества в жидком и паро-
парообразном состоянии соответственно, кдж/(кг-град)
Т— температура по шкале Кельвина, °К
t—температура по международной стоградусной шка-
шкале, °С
> ^кип—температуры плавления и кипения соответственно, °К
TKv—температура в критической точке, °К
V— объем, ж3
Укр—удельный объем в критической точке, м3/кг
v—удельный объем, м3/кг
а—коэффициент теплового линейного расширения, 1/град
I' аХ — коэффициенты теплового линейного расширения вдоль
и поперек ориентации кристаллов или волокон соот-
соответственно, \/град
а—коэффициент теплоотдачи, em/(м2-град)
Р — коэффициент теплового объемного расширения,
1/град
7 — плотность твердого вещества, кг/м3
Y\ У —плотность жидкого и парообразного веществ соот-
соответственно, кг/м3
7кр—плотность вещества в критической точке, кг/м3
Ь — толщина, м
т,— коэффициент весовой вязкости, кг/(м-сек)
X—коэффициент теплопроводности, впг/(м-град)
И, Xj_ — коэффициенты теплопроводности при тепловом пото-
потоке параллельно и перпендикулярно ориентации кри-
кристаллов или волокон соответственно, em/(м-град)
[><—коэффициент динамической вязкости, н-сек/м2
^—коэффициент кинематической вязкости, м2/сек
р—удельное электрическое сопротивление, ом-м
с—коэффициент поверхностного натяжения, н/м
ВВЕДЕНИЕ
Теплофизические свойства материалов ядерной энер-
энергетики изменяются в широких пределах в зависимости
от физико-химических параметров, в том числе от тем-
температуры, воздействия у- и нейтронного излучения,
давления и способов изготовления. В книге эти свой-
свойства приведены для чистых веществ и различных мате-
материалов с учетом концентрации компонентов, структуры,
метода приготовления; сравниваются характеристики
некоторых материалов, необлученных и получивших до-
дозу у- и нейтронного облучения. К сожалению, влияние
облучения на материалы представлено неполно в связи
с недостатком таких сведений в периодической литера-
литературе.
Книга содержит справочные данные для материалов
различного назначения, однако предпочтение отдано
делящимся материалам, теплоносителям, обеспечиваю-
обеспечивающим интенсивный теплоотвод, материалам поглотителей,
отражателей и замедлителей тепловых нейтронов, при-
применяющимся в ядерных реакторах.
Атомная электрическая станция независимо от мощ-
мощности состоит из установок, обеспечивающих проведе-
проведение нейтронно-физических и общеэнергетических про-
процессов, что определило включение в настоящий спра-
справочник характеристик самых различных материалов,
охватывающих почти всю периодическую систему эле-
элементов.
Глава I справочника посвящена определению таких
параметров, как температура, плотность, давление, теп-
теплоемкость, теплопроводность и другие, единицы изме-
8 Введение
рения которых выражены в соответствии с введенной
1 января 1963 г. как предпочтительной Международной
системой единиц СИ. Здесь же приведены переводные
коэффициенты для пересчета значений теплофизических
параметров из одной размерности в другую.
Главы II и III содержат свойства урана, тория, плу-
плутония, сплавов и химических соединений этих металлов
с соответствующими разбавителями. Делящиеся мате-
материалы рассматриваются в виде металлической низко-
низкотемпературной фазы и в виде высокотемпературных
композиций типа карбидов, окислов и других соеди-
соединений.
Главы IV и V включают сведения о свойствах кон-
конструкционных сталей, хромоникелевых сплавов и высо-
высокотемпературных металлов, имеющих перспективу мас-
массового применения и используемых в современной ап-
аппаратуре. Представлены стали и сплавы, имеющие
прямое отношение к ядерному реакторостроению и
соответствующей вспомогательной аппаратуре.
Глава VI посвящена металлам, отличающимся низ-
низкими значениями сечений захвата тепловых нейтронов.
Даны свойства бериллия, циркония, магния и алюми-
алюминия.
Главы VII — IX содержат сведения о теплоносите-
теплоносителях в виде жидких металлов, газов, воды и органиче-
органических жидкостей. Параметры газов и воды приведены
кратко в связи с наличием таких данных в специаль-
специальной литературе. В сжатой форме даны сведения о свой-
свойствах воздуха, характеристики которого важно знать
при проектировании реакторов для работы в различных
точках над уровнем моря. Вода, гидриды и органиче-
органические жидкости используются как замедлители нейтро-
нейтронов, что послужило основанием сгруппировать эти
материалы воедино.
Последующие главы книги посвящены свойствам
материалов, применяемых для производства регулирую-
регулирующих устройств ядерных реакторов, защиты от нейтрон-
нейтронного излучения и в качестве тепловой изоляции.
Разрозненные данные по теплофизическим свойст-
свойствам металлов и других твердых материалов, всевоз-
всевозможных жидкостей и газов, а также строительных и
Введение у
теплоизоляционных материалов, имеющих прямое отно-
отношение к строительству и испытанию установок ядерной
энергетики, сведены в единые таблицы. При этом учте-
учтены в пределах возможного данные о строении и составе
материалов и методах их тепловой или механической
обработки. В тех случаях, когда имелись противоречи-
противоречивые данные, проводилось сравнение имеющихся значе-
значений, иногда сопровождающееся экспериментальной про-
проверкой, с тем чтобы выделить наиболее достоверные
значения (в частности, проверялись коэффициенты теп-
теплопроводности таких материалов, как бериллий, стали
Х18Н9Т и ВЖ-98, молибден, ниобий и некоторые дру-
другие).
Теплофизические параметры, приведенные в книге,
а также обзор основных теоретических соотношений,
определяющих величины физических параметров, даны
преимущественно по отечественным литературным
источникам.
При составлении книги использованы прежде всего
Государственные стандарты СССР. Кроме того, исполь-
использованы материалы Комиссии по атомной энергии США,
а также справочники: Werkstoffe der Kerntechnik,
Bd. I, II, III, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften,
Berlin, 1964; New nuclear materials, Vol. I, II, IAEA,
Vienna, 1963 и другие специальные издания, ссылки на
которые сделаны в тексте.
В процессе работы над книгой широко использова-
использовались работы, опубликованные в журналах «Атомная
энергия», «Nucleonics», «Теплоэнергетика», «Журнал
технической физики» и в других отечественных и ино-
иностранных журналах.
Теплофизические свойства материалов в книге све-
сведены в однотипные таблицы с расположением парамет-
параметров в зависимости от температуры, которая представ-
представлена в градусах Кельвина, согласно ГОСТ 9867—61 [1].
Как исключение, для немногих материалов исполь-
используется температура, выраженная в градусах Цельсия
(ГОСТ 8550—61). В соответствии с международными
рекомендациями единицей количества теплоты в систе-
системе метр — килограмм — секунда — градус принят джо-
джоуль, размер которого установлен ГОСТ 7664—61 «Me-
10 Введение
ханические единицы» [2, 3]. За единицу тепла принят
абсолютный джоуль: 1 дж = 0,239 кал\ 1 ккал =
= 4,1868 кдж. Такую килокалорию называют междуна-
международной. Она была введена, исходя из понятия между-
международного киловатт-часа. При этом за килокалорию
принята величина, равная 1/860 международного кило-
киловатт-часа. Это в какой-то мере облегчило автору рабо-
работу над согласованием значений характеристик, приве-
приведенных в таблицах.
Поскольку настоящая книга предназначена для кон-
конструкторов, проектирующих установки, работающие
главным образом в области повышенных температур, в
ней приводятся данные о материалах преимущественно
для температур, превышающих 300° К, и лишь в крат-
краткой форме для более низких температур.
Книга может быть полезной инженерам-конструкто-
инженерам-конструкторам современного аппарате- и приборостроения, науч-
научным работникам исследовательских институтов и сту-
студентам соответствующих высших учебных заведений.
Книга является одной из первых попыток создания си-
систематизированного справочника основных теплофизи-
ческих параметров для материалов современной атом-
атомной энергетики и в силу этого не может претендовать
на исчерпывающую полноту. Кроме того, развитие тео-
теории и особенно техники измерения теплофизических
параметров идет сравнительно быстро, и в настоящей
книге неизбежны пробелы.
Автор заранее выражает благодарность всем, кто
сообщит о замеченных недостатках.
ГЛАВА I
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ЕДИНИЦЫ
ИЗМЕРЕНИЯ
1. ТЕМПЕРАТУРА
Международная система единиц СИ (ГОСТ 9867—
61) в качестве единицы измерения температуры реко-
рекомендует градус Кельвина, который условно обозначает-
обозначается символом °К и определяется так: «Градус Кельви-
Кельвина— единица измерения температуры по термодинами-
термодинамической температурной шкале, в которой для температу-
температуры тройной точки воды установлено значение 273,16 °К
(точно)». Тройная точка для воды имеет место, когда
давление пара равно 6,1 -102 н/м2 F,Ы0~3 бар или
4,6 мм рт. ст.) [1—3].
Термодинамическая, или универсальная, темпера-
температурная шкала основана на втором законе термодинами-
термодинамики, согласно которому У. Томсон (лорд Кельвин) уста-
установил, что обратимый цикл Карно позволяет построить
шкалу температуры независимо от выбора термодина-
термодинамического тела.
Отношение температур Т\ нагревателя и Т2 холодиль-
холодильника измеряется отношением Q\ и Q2—количеств теп-
теплоты, получаемой от нагревателя и отдаваемой холо-
холодильнику соответственно:
Т2 Q2 '
Если осуществляется обратимый цикл Карно, то вели-
величина Q1/Q2 дает искомое отношение термодинамических
температур, а термический к. п. д. цикла определяется
отношением
lT n
12 Теплофизические величины и их единицы измерения
Здесь при Q2 — O т]т=1; это значит, что при температуре
нагреваемого тела, равной нулю (Г2 = 0), все подведен-
подведенное тепло должно перейти в работу. Так как цт не
может быть больше единицы, то нуль термодинамиче-
термодинамической температуры представляет собой наинизшую из
всех возможных температур, называемую поэтому аб-
абсолютным нулем температуры [4].
ГОСТ 8550—61 рекомендует пользоваться также
Международной практической температурной шкалой
1948 г. в двух обозначениях единиц измерения: градус
Кельвина (° К) и градус Цельсия (°С).
Температуры по Международной практической шка-
шкале в градусах Цельсия обозначаются /Межд, или tmt, a
в градусах Кельвина — Гмешд, или rint, при этом
71 f Л-Т
1 мсжд — *межд ~Г ¦* 0>
где Го = 273,15 град.
Нулевая точка Международной практической шка-
шкалы в градусах Цельсия на 273,15° выше абсолютного
нуля температуры.
Термодинамическая температурная шкала имеет од-
одну первичную постоянную температурную точку — трой-
тройную точку воды.
Международная практическая температурная шкала
основана на воспроизводимых температурах при одном
и том же атмосферном давлении, равном* 101325 н/м2,
и определяется следующими реперными точками, °С:
Температура равновесия между жидким кислородом и его
паром (точка кипения кислорода) —182,97
Температура равновесия между льДом, жидкой водой
и водяным паром (тройная точка воды) +0,01
Температура равновесия между жидкой водой и ее паром
(точка кипения воды) +100
Температура равновесия между жидкой серой и ее паром
(точка кипения серы) +444,6
Температура равновесия между твердым и жидким серебром
(точка затвердевания серебра) +960,8
Температура равновесия между твердым и жидким золотом
(точка затвердевания золота) +1063
*
За исключением тройной точки воды.
Температура 13
Разность между термодинамической температурой в
градусах Цельсия /терм и практической температурой
в градусах Цельсия tMemR выражается формулой [3]
1 Г — 0,0060 + (-- l] @,04106 —
юо L \ юо
-7,363-10О] град.
Это соотношение дает значения ^терм = 99,994 °С для
точки кипения воды и /терм = 444,70 °С для точки ки-
кипения серы; результаты, полученные с помощью двух
газовых термометров, различались на 0,005 град в точ-
точке кипения воды и на 0,05 град в точке кипения серы.
Исследования показывают, что в интервале между
точкой кипения кислорода (—182,97° С) и 0°С раз-
разность /терм—/межд имеет максимум вблизи —80° С, рав-
равный приблизительно +0,04 град. Ниже —100°С неко-
некоторые из опубликованных разностей имеют противопо-
противоположный знак.
Термодинамическая температурная шкала совпадает
с абсолютной шкалой температур для идеальных газов,
подчиняющихся законам Гей-Люссака и Бойля — Ма-
риотта [4, 5]. Для этих газов зависимость давления и
объема от температуры выражается в виде биномов
р=-роA +аД
где р и /?о, V и Vo — соответственно давления и объемы
газа при температуре t и температуре, равной 0°С;
ар и av — температурные коэффициенты, незначительно
отличающиеся от 1/273.
Такие реальные газы, как водород и азот, в опреде-
определенных интервалах температур подчиняются законам
идеальных газов и поэтому используются в газовых тер-
термометрах. Водород применяется в качестве термометри-
термометрического тела в диапазоне температур от —200 до
+ 100° С, азот —в интервале 100—2000° С.
В процессе развития науки в практику вошли разные
температурные шкалы: Цельсия, Реомюра, Фаренгейта,
абсолютная термодинамическая, Международная прак-
практическая и другие, отличающиеся 'началом отсчета тем-
температуры, а некоторые и размером градуса.
I4 Теплсфизические величины и их единицы измерения
Между температурными шкалами существуют сле-
следующие зависимости:
5 5 4 4
tc ~ — ^Reorn = "T"(^F — 32), /Reom = ~Т~^С = — (tp — 32),
tr = 4 'с + 32 - -f /Reom + 32.
5 4
Здесь /c, ^Rcom» ^f — соответственно температуры по
Цельсию, Реомюру и Фаренгейту.
Соотношения между единицами измерения темпера-
температуры при определении разности температур следующие:
1°К= ГС- — °Reom =. — °F,
5 5
l°Reom = —°K=—°C = —°F,
4 4 4
i oF = JL о Reom = A oC = А оК
9 9 9
Для перевода значений температуры из одной темпе-
температурной шкалы в другую используются следующие со-
соотношения:
/с -=Т— 273,15- — /F— 17,778= —Tr —273,15;
Г-/с + 273,15 = —/F+ 255,37 = — Гк;
У У
^f - — ^с + 32 = —Г —459,67 = TR — 459,67;
5 5
Гк = -L tc + 49) ,67 =|Г = /Р + 459,67,
5 5
где fc — температура, °С (Цельсия); Г — температура,
°К (Кельвина); /р — температура, °F (Фаренгейта);
TR — температура, °R (Ренкина).
Для перевода значений температуры по стоградусной
шкале в градусы Фаренгейта можно пользоваться
табл. 1.1.
* Температурная шкала Ренкина (Ги)—это абсолютная шка-
шкала Фаренгейта с отсчетом температуры от абсолютного нуля.
Таблица 1.1
Перевод градусов Международной стоградусной шкалы (°С) в градусы Фаренгейта ( */?=-г *с-Ь32|
'с
—20
—19
—18
—17
-16
—15
—14
-13
19
—И
—10
g
—8
—7
—6
5
—4
g
—2
1
0
+ 1
2
3
'f
—4,0
—2,2
—0,4
—1,4
3,2
5,0
6,8
8,6
10,4
12,2
14
15,8
17,6
19,4
21,2
23
24,8
26,6
28,4
30,2
32
33,8
35,6
37,4
'С
30,0
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
'f
86,0
87У8
89,6
91,4
93,2
95
96,8
9§,6
100,4
102,2
104
105,8
107,6
109,4
111,2
113,0
114,8
116,6
118,4
120,2
122
123,8
125,6
127,4
'С
80,0
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
'f
176,0
177,8
179,6
181,4
183,2
185
186,8
188,6
190,4
192,2
194
195,8
197,6
199,4
201,2
203
204,8
206,6
208,4
210,2
212,0
213,8
215,6
217,4
'с
130,0
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
<F
266,0
267,8
269,6
271,4
273,2
275
276,8
278,6
280,4
282,2
284
285,8
287,6
289,4
291,2
293
294,8
296,6
298,4
300,2
302
303,8
305,6
307,4
'С
180,0
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
210
220
230
'f
356,0
357,8
359,6
361,4
353,2
365
366,8
368,6
370,4
372,2
374
375,8
377,6
379,4
381,2
383
384,8
386,6
388,4
390,2
392
410
428
446
'с
500,0
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1550
1600
1650
<F
932,0
1022
1112
1202
1292
1382
1472
1562
1652
1742
1832
1922
2012
2102
2192
2282
2372
2462
2552
2642
2732
2822
2912
3002
3
О
¦о
О)
3
'с
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
21
39,
41,
42,
44,
46,
48,
50
51,
53
55
57
53
60
62
64
66
68
69
71
73
75
77
78
80
82
84
2
0
8
6
4
2
8
6
4
2
8
,6
,4
,2
,8
,6
,4
,2
,8
,6
,4
,2
*G
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
'f
129,
131
132,
134,
136,
138,
140,
141,
143,
145,
147,
149
150
152
154
156
158
159
161
163
165
167
168
170
172
174
2
8
6
4
2
0
8
6
4
2
8
6
4
,2
,8
,6
,4
,2
,8
,6
,4
,2
'с
104
105
106
107
108
109
ПО
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
'f
219,
221
222,
224,
226,
228,
230
231,
233,
235,
237,
239
240
242
244
246
248
249
251
253
255
257
258
260
262
264
2
8
6
4
2
8
6
4
2
8
6
4
2
8
,6
,4
,2
,8
,6
,4
,2
'с
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
<F
309,
311
312,
314,
316,
318,
320
321
323
325
327
329
330
332
334
336
338
339
341
343
345
347
348
350
352
354
2
8
6
4
2
8
6
4
2
8
6
,4
,2
,8
,6
,4
,2
,0
,8
,6
,4
,2
пг
'с
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
) 0 Д 0 ЛЖ (
'f
464
482
500
518
536
554
572
590
608
626
644
662
680
698
716
734
752
770
788
805
824
842
860
8?8
896
914
гние табл. 1.1
'с
1700
1750
1800
1850
1900
1950
2000
2050
2100
2150
2200
2250
2300
2350
2400
2450
2500
2550
2600
2650
2700
2750
2800
2850
2900
2950
'f
3092
3182
3272
3352
3452
3542
3632
3722
3812
3902
3992
4082
4172
4262
4352
4442
4532
4522
4712
4802
4892
4982
5072
5162
5252
5243
Теплота, работа, мощность 17
2. ТЕПЛОТА, РАБОТА И МОЩНОСТЬ [6,7]
Приводимые в книге единицы измерения, характери-
характеризующие тепловую энергию, основаны на ГОСТ 9867—61
и 8550—61, согласно которым за единицу тепла прини-
принимается абсолютный джоуль:
1 джоуль (дж) = A н) • A м).
Применение калории и основанных на ней единиц
ГОСТ 8550—61 рассматривает как временную меру.
Согласно решению 5-й Международной конференции по
свойствам водяного пара A956 г.),
1 кал (межд.) =4,1868 дж,
1 дж=0,239 кал,
1 ккал = 4,1868 кдж.
Такую килокалорию называют абсолютной, поскольку
она не зависит от изменения свойств воды, а является
величиной, определяемой абсолютными единицами из-
измерения. Соотношения между величинами измерения
тепла в различных единицах, применявшихся до насто-
настоящего времени, приведены в табл. 1.2.
Тепло измеряется также следующими единицами ра-
работы:
1 ккал** 426,99 /сГж«1,163-10-3 квт-ч,
1 кет-4^860 ккал,
1 вт- 4^0,860 ккал;
1 лошадиная сила за час (л. с. ч) ^0,7355 квт-ч^
^632,32 ккал.
За единицу работы принимается работа, совершае-
совершаемая силой в 1 ньютон (н) на пути в 1 м. Эта работа
равна 1 дж.
1 дж=107 эрг.
Эрг — есть работа, совершаемая силой в 1 дин на
пути в 1 см, при этом дина — сила, которая сообщает
массе в 1 г ускорение 1 см/сек2 в системе СГС.
Таблица 1.2
Соотношения между единицами измерения количества тепла
Единица
измерения
1 дж
1 кал (метр.)
1 калхъ
1 кал (термо-
хим.)
1 кГм
1 квт-ч
1 Btu
дж
1
4,1868
4,1855
4,1840
9,80665
3,6-10*
1055,06
кал (метр.)
0,238846
1
0,99969
0,99933
2,34228
8,59846-105
251,996
калхъ
0,238920
1,00031
1
0,99964
2,34300
8,60112-105
252,075
кал (термо-
хим.)
0,239006
1,00067
1,00Q36
1
2,34379
8,60422-105
252,166
кГм
0,101972
0,426936
0,426804
0,426651
1
3,67099-105
107,587
квт-ч
2,77778-10-?
1,163-10-6
1,16264-10-6
1,16222-10-"
2,72407-Ю-6
1
2,93072-10-4
Btu
9,47813-10-*
3,96825-10~3
3,93702-Ю-3
3,96559-Ю-3
9,29474-Ю-3
3412,08
1
Таблица 1.3
Соотношения между единицами измерения мощности
Единица
измерения
1 вт
1 кет
1 эрг/сек
1 ккал/ч
1 кал/сек
1 л. с.
1 кГм/сек
1 ft-Ibf/s
1 Btu/s
вт
1
10
1
4
7,35-
9
1
1,06-
103
— 7
,16
,19
102
,81
,36
10*
1
4
9
1
кет
ю-3
1
ю-10
,16-ю-3
,19-Ю-3
0,7355
,81-10—3
,36-10—3
1,06
эрг,'сек
10'
1010
1
1,16-1 О7
4,19-10'
7,355-10»
9,8-107
1,36-10»
1,06-Ю10
ккал/ч
0,86
860
8,6-10—8
1
3,6
632
8,43
1,17
907
кал/сек
0,239
239
2,39-10—8
0,278
1
176
2,34
0,324
252
Л. С.
1,36-Ю
1,36
1,36-Ю-10
1,58-10—3
5,69-10—3
1
1/75=1,33-10 2
1,84-Ю-3
1,43
кГм/сек
0
1,02-1
0
0
0
102
102
О"8
119
427
75
1
138
108
ft-lbf/s
0,738
738
7,38-10—8
0,858
3,09
512
7,23
1
780
Btu/s
9,48-10—4
0,948
9,4810—п
1,1 -10"" 3
3,97-10— 3
0,697
9,29-Ю"
1 ,28-10
1
1 квт= 1,3596 л. с. = 101,972 кГм/сек = 367 098 кГм/ч= 859,845 ккал/ч = 3412,14 Btu/h= 1895,63 С. Н. U./h =
=0,947813Btu/s=0, 52655 С. Н. U. /s.
Примечание. Перевод обозначений и величин британской системы единиц измерения, приведенных
табл. 1.2—1.13, в метрическую см. в табл. 1.24.
20 Теплофизические величины и их единицы измерения
В технической системе единиц используется килограм-
килограммометр. Так как 1 /сГ = 980 665 дин и 1 ж=100 см, то
1 кГм = 9,80665-107 эрг = 9,81 дж. Отсюда
1 дж^—^—кГм^0,102 кГм.
9,81
За единицу мощности удобно принимать работу 1 дж
за 1 сек, при этом
1 ватт (вт) — \ дж/сек=107 эрг/сек.
Следует заметить, что
1 вт да кГм/сек да 0,102 кГм/сек.
9,81
1 лошадиная сила (л. с.) =75 кГм/сек = 735,499 вт^
«0,7355 кет.
Эквиваленты мощности даны в табл. 1. 3.
В США и Англии широко используется британская
система единиц:
1 ккал = 3,96832 Btu = 2,20462 C.H.U.
1 Btu (британская тепловая единица, British thermal
unit) =0,55556 С. Н. U. =1,05506 кдж = 0,251996 ккал.
1. С. Н. U. (стоградусная тепловая единица, Centigra-
Centigrade Heat Unit) =0,453592 ккал =1,8 Btu =1,8991 кдж.
Иногда записывают БТЕ вместо Btu.
3. ТЕПЛОЕМКОСТЬ, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ.
ВЯЗКОСТЬ И ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ [8,9]
Количество тепловой энергии Q (кдж), затрачивае-
затрачиваемое на повышение температуры тела с массой т (кг)
на 'величину Т° К,
Q = cmT.
Коэффициент с называется теплоемкостью. Теплоем-
Теплоемкость численно равна количеству тепловой энергии, не-
необходимой для нагревания на Г К массы вещества,
равной 1 кг.
Теплоемкость изменяется с температурой. Если тело
нагревается от Г до Ти то
с = 41— У . —кдж/'(кг-град).
Ti — Ti m
Теплоемкость, энтальпия, энтропия 21
Эта величина называется средней удельной теплоем-
теплоемкостью для интервала температуры от Т до 7V
Истинная теплоемкость, соответствующая бесконечно
малому изменению температуры,
Ст — —^- • — кдж/(кг-град).
dT m
При изохорическом процессе A/= const)
ОТ /K=const
при изобарическом процессе (р = const)
dQ
/p=const
где dQ — приращение тепловой энергии тела при изме-
изменении его температуры на дТ.
Атомной теплоемкостью металла, Cv или Ср, назы-
называется теплоемкость грамм-атома вещества. Она изме-
измеряется произведением удельной теплоемкости на атом-
атомный вес А:
Су= су А или Ср = срА.
Согласно правилу Дюлонга и Пти, атомная ieii-
лоемкость чистых металлов — величина примерно ло-
стоянная: при 273° К теплоемкость для подавляющего
большинства металлов колеблется в пределах 24,3—
26,0 дж/(г-атом -град).
Теплоемкость растворов или сплавов определяется
по правилу аддитивности Неймана и Коппа
ср = Sa 0а + ^в ев ,
где gA и gB — весовые концентрации компонентов А и В;
Са и св — теплоемкости компонентов.
Соотношения между единицами измерения теплоем-
теплоемкости приведены в табл. 1.4—1.6.
Внутренняя энергия — это энергия составляющих си-
систему частиц, равная сумме кинетической, потенциаль-
потенциальной и нулевой энергий. Последняя представляет собой
энергию данного тела при температуре абсолютного
нуля [4]:
и=икш+ипот+и0.
22
Теплофизические величины и их единицы измерения
Таблица 1.4
Соотношения между единицами измерения удельной массовой
теплоемкости
Единица изменения
1 дж/(кг-град)
1 кдж/(кг-град)
1 эрг/(г-град)
1 ккал/(кг-град) \
1 кал /(г -град) }
1 Btu/(lb-degF) \
1 С. Н. U./(lb.deg) /
:г-град)
I
1
103
10-4
4,19-
4,19-
103
103
[кг-град)
I
ю-3
1
ю-7
4,19
4,19
•град)
I
4,1°-
4,19-
Ю4
Ю7
1
107
Ю7
[кг-град)
|
2,39-
(
2,39-
>.-град)
|
Ю-4
),239
10-8
1
1
b-degF)
ieg)
Btu/A
С. Н.
2,39-
(
2,39-
10-4
),239
10-8
1
1
Таблица 1.5
Соотношения между единицами измерения удельной мольной
теплоемкости
Единица измерения
ад)
гра
•I
-о с
от*.
1 дж/(кмоль-град)
1 дж/(моль-град)
1 кдж/(кмоль-град)
1 ккал/(кмоль-град)
1 кал/(моль-град)
1 эрг/(моль -град)
1 Btu/(lbmoledegF)
1С. Н. U./(lb mo-
mole- deg)
1
I О3
4,19-103
10-4
4,19-103
Ю-3
1
4,19
10-7
4,19
2,39-10-4
0,239
1
2,39-10-8
104
107
4,19107
1
4,19-107
1,39-10-4
0,239
1
,39-10-s
1
Т а б л и ц а 1.6
Соотношения между единицами измерения удельной объемной теплоемкости
1
1
1
1
1
1
1
1
Единица
дж/(мя-
кдж/(м2
Мдж/(м
эрг/(см3
ккал/(м
кал/(см1
Btu/(ft3
С. Н. U
измерения
град)
• град)
3•град)
•град)
3 • град)
*-град)
degF) \
/(ft3- deg)/
!
п
1
103
10е
0,1
4,19103
4,19-106
6,71-10*
с
- I
ю-3
1
103
ю-4
4,19
4,19-Ю3
67,1
I
10-6
ю-3
1
ю-7
4,19-10-3
4,19
6,71-10-2
4
4
6
I
1
,19-
,19-
,71-
10
104
107
1
Ю4
Ю7
105
I
2,39-Ю-4
0,239
239
2,39-10-5
1
103
16
2
2
2
|
,39-10-7
,39-Ю-4
0,239
,39-Ю-8
ю-3
1
1,6-10-2
ми
1,49-10-5
1,4910-2
14,9
1,49-10-6
6,24-10-2
62,4
1
24 Теплофизические величины и Их единицы измерения
Энтальпия I есть функция состояния тела, опреде-
определяемая как сумма внутренней энергии тела U и потен-
потенциальной функции pV:
I=U+pV,
где I и U выражены в джоулях. Если / и U выражают
в калл, р — в кГ/м2 и V — в ж3, то
I=U+ApV,
где А—термический эквивалент механической работы,
равный 1/426,935 ккал/кГм.
Энтропия тела (системы) — функция состояния тела,
определяемая из соотношения
N N
или bS=SN-S0
где Sn—энтропия, отнесенная к состоянию N\ So — эн-
энтропия, соответствующая начальному состоянию; dQ—
элементарное количество теплоты, сообщаемое телу.
S выражают в дж/град.
Удельная энтропия определяется из соотношения
с AS кдж
пг кг • град
Вязкостью называется сила внутреннего трения в
жидкости, развивающаяся на единице поверхности при
градиенте скорости, равном единице, согласно соотно-
соотношению
г. гл dw
Здесь Ртр — сила трения (в ньютонах) между поверхно-
поверхностями F (м2) соприкосновения слоев жидкости при гра-
градиенте скорости —— [—-— ] перемещения одного слоя
dn \ сек-м I
относительно другого. Если F=l—— = 1, то Лгр=—М-
Величина \х — коэффициент динамической вязкости.
Вязкость 25
В системе СИ
РТр dn н • сек
{ F dw м2
Размерность jli в системе СГС определяется так:
Р1р dn дин-сек
— it= —=- —5— = ъ— = 1 пуаз (пз).
r F dw см2 j \ /
Для измерений используется сантипуаз (спз).
Коэффициент кинематической вязкости учитывает
плотность жидкости у (кг/м3) и записывается в виде
и- н-сек м3 кг- м- сек- л/.3 м2 см2
V = —^— = . = • = ИЛИ .
Y м2 кг сек2 -м1- кг сек сек
Для многих теплофизических расчетов удобно ис-
использовать коэффициент весовой вязкости, который оп-
определяется произведением коэффициента кинематиче-
кинематической «вязкости на плотность данной жидкости и обозна-
обозначается
м2 кг кг
сек м3 м • сек
Относительной вязкостью некоторой жидкости назы-
называется отношение ее абсолютной вязкости к абсолютной
вязкости воды при 288° К, которая очень близка к сан-
типуазу, т.е. относительная вязкость любой жидкости
практически численно равна ее абсолютной вязкости в
сантипуазах [10].
Соотношения между единицами измерения вязкости
приведены в табл. 1.7 и 1.8.
Для перевода величин вязкости из одних единиц в
другие можно пользоваться следующими соотноше-
соотношениями:
для динамической вязкости
1 н-сек/м?= 10 яз==1000 спз = 0,102 кГ-сек/м2 =
-28,3-Ю-6 кГ-ч/м2-,
1 спз =1,02-10 кГ-сек/м2=1-Ю~* кГ/(м-сек)\
для кинематической вязкости
1 м2/сек = ЗШ м2/ч=№ см2/сек;
1 см2/сек = 0,36 м2/ч= 1-Ю-* м2/сек.
25
Теплофизические величины и их единицы измерения
Единица измерения
1 н-сек/м2 \
1 кГ/(м-сек) }
1 пз ]
1 дин - сек/см2 \
1 Г/(см -сек) j
1 спз
1 лшз
1 кГ-сек/м2
1 Г-сек/см2
1 л;Г.<0и2
1 pdl-s/ft2 \
1 lb/Cfts) /
1 lbf-s/ft2
Соотношения между
н-сек/м2
1
0,1
ю-3
' Ю-4
9,81
98,1
3,53-Ю4
1,49
• 47,9
пз
10
1
Ю-2
ю-3
98,1
981
3,53-105
14,9
4,79-Ю2
спз
103
100
1
0,1
9,81-103
9,81-104
3,53-Ю7
1,49-103
4,79-104
единицами
МПЗ
10*
103
10
1
9,81-Ю4
9,81-105
3,53-108
1,49-10*
4,79-105
Перевод величин вязкости из британской системы
единиц измерения в метрическую осуществляют с по-
помощью следующих соотношений:
1 фунт/(фут-сек) = 14,88 Г/{см-сек) = 1,488 кГ/(ж-сек);
1 фунт-сила-секунда!кв. фут=4,882 кГ-сек/м2 =
= 47,88 {кГ/(м-сек) =478,8 пз\.
1 пз = 0,1 кГ/(мсек);
1 кв. фут/сек = 334А5 м2/ч = 0,0929 м2/сек =
= 929,0 стоке (ст);
1 стантон = 1 см2/сек=1-10~А м2/сек = 0,36 л*2Я
Поверхностное натяжение. Для увеличения размера
поверхности соприкосновения F двух несмешивающихся
жидкостей на dF необходимо затратить работу
где Go — работа, затрачиваемая на увеличение поверхно-
поверхности на единицу площади и называемая межповерхност-
межповерхностным натяжением. Межповерхностное натяжение для си-
Поверхностное натяжение
27
Таблица 1.7
измерения динамической вязкости
кГсек/м2
Г -сек/с и2
кГ-ч/м2
pdl-s/ft2
lbf-s/ft2
0,102
1,02-10-2
1,02-Ю-4
1,02-10-5
1
10
3,6-103
0,152
4,88
1,0210-2
1,02-Ю-3
1,02-10-5
1,0210-6
0,1
1
3,6-Ю2
1,52-10-2
0,488
2,8310-5
2,83-Ю-6
2,83-10-8
2,83-10-»
2,78-Ю-4
2,78-Ю-3
1
4,22-10-5
1,36-Ю-3
0,688
6,88-10-2
6,88-Ю-4
6,88-10-5
6,59
65,9
2,37-Ю4
1
32,2
2,09-Ю2
2,09-Ю-3
2,09-10-5
2,09-Ю-6
0,205
2,05
737
3,11-10-2
1
стем жидкость — газ иногда рассматривается как свойст-
свойство одной только жидкости (поверхностное натяжение).
Поверхность раздела между двумя жидкостями, со-
соприкасающимися с твердым телом, образует с ним не-
некоторый угол соприкосновения 6, называемый краевым
углом. Величина угла 0 зависит от свойств поверхности
твердого тела, обеих жидкостей и от температуры.
При комнатной температуре угол 0, образуемый жид-
жидкостью в месте соприкосновения поверхности раздела
воздух—жидкость и стеклянной поверхностью, покрытой
пленкой данной жидкости, равен приблизительно: для
воды, большинства водных растворов, ртути 140°; для
системы вода — воздух — парафиновый воск 105°.
В узкой вертикальной открытой трубке столбик жид-
жидкости устанавливается выше или ниже того уровня, ко-
который соответствует статическому напору у основания
столбика, на величину, равную
, 4а0 COS 0
П = СМ.
Таблица 1.8
Соотношения между единицами измерения кинематической вязкости
Единица измерения
1 м2/сек
1 М2/ч
1 см2/сек \
1 cm (стоке) j
1 мм2/сек 1
1 ест (сантистокс) }
1 ft2/s
1 ft2/h
1 yd2/s
ж21 сек
1
2,78-10-4
Ю-4
ю-6
9,29-10-2
2,58-10-5
0,836
м*/ч
3,6-103
1
0,36
3,6-10-3
334
9,29-10-2
з,оыо-3
см2/сек;
cm
104
2,78
1
Ю-2
929
0,258
8,36-Ю3
мм2/сек;
ест
106
278
100
1
9,29-Ю4
25,8
8,36-105
ft2/s
10,8
2,99-Ю-3
1,08- Ю-3
1,08-10-5
1
2,78-10-4
9
ftVh
3,88-Ю4
10,8
3,88
3,88-10-2
3,6-Ю3
1
3,24-104
yd«/s
1,2
3,32-10-4
1,2-10-4
1,2-10-е
1/9=0,111
3,09-10-5
1
ж2/шс=Зб00 м2/ч=1
ft2/s=38,7504• 103 ft2/h=l,196 yd2/s
Масса, плотность
29
Здесь оо — поверхностное натяжение, дин/см\ D — диа-
диаметр трубки, см; у' и у"— плотности жидкости и газа,
г/см3; g — 981 см/сек2. Эта формула довольно точна
для капиллярных трубок, так как только в этом слу-
случае мениск имеет форму, близкую к сферической. Для
более широких трубок следует вводить поправки. Со-
Соотношения между единицами измерения поверхностного
натяжения приведены в табл. 1.9.
Таблица 1.9
Соотношения мекду единицами измерения поверхностного натяжения
Единица
v\3w ерсния
н/м;
дж/м*
дин/см;
эрг/см2
кГ/м;
кГм/м*
lbf/ft
pdl/ft
Н/М }
дж/м2 I
дин/см \
эрг/см2 j
кГ/м \
кГм/м2 I
lbf/ft
1 pbl/ft
ю-3
9,81
14,6
0,454
103
1
9,81-Ю3
1,46-104
4,54-10*
0,102
1,02-Ю-4
I
1,49
4,63-10-2
6,85-Ю-2
6,85-10-5
0,672
1
з,ыо-2
2,2
2,2.10-3
21,6
32,2
1
4. МАССА, ПЛОТНОСТЬ. РАСШИРЕНИЕ ТЕЛ ОТ НАГРЕВАНИЯ.
ДАВЛЕНИЕ
В системе СИ за единицу массы принят килограмм
(кг).
Особенность системы СИ — применение разных еди-
единиц измерения массы (килограмм) и силы (ньютон).
В частности, единица силы ньютон (н) — сила, сообща-
сообщающая телу постоянной массы в 1 кг ускорение 1 м/сек2:
1 я=A /сг) • A м/сек2).
Килограмм-силой в системе МКГСС называют силу,
сообщающую массе, равной массе международного
прототипа килограмма, ускорение силы тяжести
9,80665 м/сек2. Килограмм-сила — внесистемная едини-
единица, обозначаемая кгс или кГ:
1 кГ = 9,80665 н (точно),
1 я = 0,101972 кГ.
30
Теплофизические величины и их единицы измерения
В механике сила имеет смысл давления, и это по-
понятие используют при вычислении силы давления на
опору, определении напряжений от давления в сосуде,
грузоподъемности, водоизмещения, вязкости и т.д. Со-
Соотношения между единицами силы даны в табл. 1.10.
Масса тела в состоянии покоя (покоящаяся масса)
может быть принята в качестве меры количества веще-
вещества, содержащегося в теле.
Таблица 1.10
Соотношения между единицами измерения силы
(в частности, силы тяжести)
Единица
измерения
1 н
1 кГ{кгс)
1 Г(гс)
1 тс
1 дича
1 стен (sn)
1 lbf
1 pdl fpoundal)
1 tonf
9,81
9,
9,
H
1
9,81
-ю-3
8Ы03
Ю-5
103
4,45
0,138
96 103
кГ (кгс)
0,102
1
ю-3
103
1,02-10-6
10?
0,454
1,4.10-2
1,02.10s
Г(гс)
102
103
1
10*
1,02-10—s
1,02-105
454
14,1
1,02-106
1
1
4
тс
,02.10-*
ю-3
ю-6
1
,02-10-э
103
,54-10-*
1,4-10-5
1,02
1 кГ(кгс) = 9,80665 « = 9,83365-10» дин = 9,80365-10~3 sn =
=2,204622 lbf=70,9316 pdl=9,84204-10~4 tonf=l, 10231-10~8 tonf sh.
Плотность вещества есть масса вещества в единице
объема:
Т - -у кг/м*9
где т — масса вещества, кг\ V — объем, в котором со-
содержится т килограммов вещества, мг.
Объем V(mz) есть функция температуры при прочих
постоянных условиях и для твердых и жидких материа-
материалов зависит от величины коэффициента объемного рас-
расширения.
Удельным объемом называется объем единицы мас-
массы вещества:
У 3'
v — — м , кг.
т
Таблица 1.11
Соотношения между единицами измерения плотности
Единица измерения
1 кг/м3
1 г/см3; 1 т/м3 \
1 кг/дм3 (~1 кг/л) J
1 кГ-сек2/м*
1 lb/ft3
1 lb/in3
1 oz/ft3
кг/м3
1
103
9,81
16,0
2,77-10*
1,001
г/см*; т/м9:
кг/дм*
{~кг/л)
Ю-3
1
9,8Ы0-3
1,6-10-2
27,7
1,001-Ю-з
кГ-сек*/м*
0,102
102
1
1,63
2,82-Ю8
0,102
lb/ft8
6,24-10-2
65,4
0,612
1
1,728.10s
6,25-10-2
Ib/ln8
3,61-10-5
3,61-10-2
0,354
5,79-10-4
1
3,62-10-5
oz/ft8
0,999
999
9,8
16,0
2,7648-10*
1
32
Теплофизические величины и их единицы измерения
Для сыпучих и пористых материалов используются
специальные понятия:
насыпная плотность — плотность единицы объема,
заполненного сыпучим материалом;
объемная масса — масса единицы объема материала
в естественном состоянии, т. е. с порами.
Грамм-молекулой (молем) данного вещества назы-
называется количество вещества в граммах, численно равное
его молекулярному весу.
Объем одного моля всякого газа при Г = 273,16°К
и давлении 1 бар равняется 22,412 л.
Плотность металлов можно рассчитать па основании
соотношения
___ /гЛ-1,66 10—24
Т - >
где п — число атомов в элементарной ячейке; А — атом-
атомный вес; 1,66-104 — вес атома водорода в граммах;
V — объем элементарной ячейки, смъ.
Коэффициент линейного расширения твердых мате-
материалов характеризует удлинение образца при повыше-
повышении его температуры на один градус.
Если при температуре Т{ длина образца /ь а при
нагревании до Т2 его длина становится равной /2, то
12 = 1Х\\ + (Т2 — Тг)а] м.
Соотношения между едини
Единица измерения
1 н/м2
1 кГ/м2 \
1 мм вод. ст. }
1 кГ/см2 \
1 am j
1 кГ/мм2
1 дин/см2 1
1 мкбар (барий) /
1 бар (гектопьеза)
1 мм рт. ст. (тор)
1 in HaO
н/м*
1
9,81
9,8Ы04
9,8Ы06
0,1
105
133
249
КГ/Л**;
мм вод. ст.
0,102
1
10*
106
1,02-10-2
1,02-10*
13,6
25,4
кГ/см2
1,02-10-5
ю-4
1
100
1,02-10-в
1,02
1,36-10—3
2,54-Ю-3
Расширение тел от нагревания. Давление
33
Можно также записать
А/
к
аДГ.
Отсюда коэффициент линейного расширения
a.
k(T2-T1) град
Точно так же для объемного расширения можно за-
записать
где У2 — объем тела при температуре Г2; V\— объем
тела при температуре Т\\ р = 3а. Отсюда коэффициент
объемного расширения
Уг(Т2-Тг) град '
Если при температуре 2VK плотность вещества уь
то при повышении температуры до Т2° К плотность ве-
вещества будет
ъ = •
Для большинства металлов изменение их плотности
от 300°К до температуры плавления не превышает 6%.
Таблица 1.12
цами измерения давления
кГ/мм2
1,02-Ю-7
ю-6
Ю-2
1
1,02-10-8
1,02-10-2
1,36-10-5
2,54.10—5
дин/см2;
мкбар (барий)
10
?8,1
9,81-105
9,81-Ю7
1
Ю6
1,33-103
2,49-Ю3
бар
(гектопьеза)
9
1
2
10-5
,81-10-5
0,981
98,1
10-е
1
,3310-3
,49-Ю-3
мм pm. cm.
(тор)
7,5-10—3
7,356-10-2
7,356-102
7,356- Ю4
7,5-10-4
750
1
1,87
4
3
4
1пН2О
,02-10-3
,9410-2
394
3,94-Ю4
,02-10-*
402
0,535
1
2 В. С. Чиркин
34 Теплофизические величины и их единицы измерения
Единицы измерения коэффициента линейного расши-
расширения 1/°К или 1/°С, что одинаково по абсолютной ве-
величине.
Соотношения между единицами измерения плотно-
плотности приведены в табл. 1.11.
Давление. Удельным давлением принято называть
величину силы, действующей на единицу площади. В си-
системе СИ за единицу удельного давления принимается
действие силы, равной 1 я, на 1 м2 или кратная едини-
единица давления бар (табл. 1.12):
1 бар =105я/ж2= 10 н/см2 =10* дин/см2 =1,01972 кГ/см2.
Бар с точностью до 2% равен технической атмосфере
{am):
1 am = 0,980665 бар=\ кГ/см2= 735,6 мм рт. ст.,
1 мм рт. ст.= 1,33314-10 бар,
1 бар = 750 мм рт. ст.
5. КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
И ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ [11Г12]
Теплопроводность, или способность тела пропускать
тепловую энергию через свой объем, определяется ги-
гипотезой Фурье
q==— К grad Т.
Здесь q — плотность теплового потока, вт/м2\ X — коэф-
фициент теплопроводности, вт/{м-град)\ grad T = ¦
dx
градиент температуры на толщине х рассматриваемого
тела, град/м.
Общее уравнение распространения теплового потока
и распределения температуры, также носящее имя
Фурье, в общем виде записывается так:
дЛ = а^Т + _^_ или rdiv (к grad Т)+^ = су — .
ох с~\ ~ дх
Если внутренние источники тепла отсутствуют (qv =
= 0),то
—
d%
Теплопроводность и температуропроводность 35
Для установившихся тепловых процессов
В плоской пластине (стенке) при тепловом потоке,
перпендикулярном параллельным плоскостям и совпада-
совпадающем с абциссой,
пот»
=-0.
дх2
Интегрирование данного уравнения приводит к следую-
следующему выражению плотности теплового потока:
Здесь б — расстояние между параллельными плоскостя-
плоскостями стенки, м\ Т\—Т2 — разность температур на этих
плоскостях. Отсюда коэффициент теплопроводности
. qb впг-м впг
7\ — Т2 м2- град м ¦ град
Соотношения между единицами измерения для коэф-
коэффициента теплопроводности приведены в табл. 1.13.
Коэффициент температуропроводности характеризует
процесс установления градиента температуры в направ-
направлений теплового потока. Для одномерного случая урав-
уравнение Фурье записывается так:
дТ _ д2Т
дх2
отсюда
= _дТ_ д2Т град # град _ м2
дх " дх2 сек # м2 сек
Коэффициент температуропроводности может быть
представлен и так:
Л впг• кг-град-м3 __ м2
м-град-кдж-кг ч
одесь К — коэффициент теплопроводности, ~ или
~\ i, М' грао
кож){ч-м-град)\ ср — теплоемкость, кдж/(кг-град)\ у —
плотность, кг/м*.
2*
36
Теплофизические величины и их единицы измерения
Соотношения между единицами
Единица измерения
I
1 вт/(м-град)
1 вт/(см-град)
1 кет/(м- град)
1 эрг] {см-сек-град)
1 ккал/(м-ч-град)
1 кал/(см сек-град)
1 Btu/(ft-h-degF)
1 Btu/(ft-s-degF)
1 Btu/(ln-s-degF)
1 Btu-In/(ft2-s-degF)
1 Btu-in/(ft2-h-deg F)
1
100
103
ю-5
1,16
419
1,73
6,23-103
7.48-104
519
0,144
io-2
1
10
io-7
1,16-10 2
4,19
1,73-10 2
62,3
748
5,19
1,44-10'
r-3
0,1
10~8
1,16-10 3
0,419
1,73-10 3
6,23
74,8
0,519
1,44-10—4
IO5
107
10е
1
1,16-105
4, 19 IO7
1,73-IO5
6,23-IO8
7,48-10»
5,19-10'
1,44-10*
0,86
86
860
,6-10~6
1
360
1,49
,36- IO3
,43-10»
446
0.124
6. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ [12,13]
Величина коэффициента теплопроводности чистых
элементов определяется их положением в периодической
системе. Элементы с низкой валентностью, имеющие
более ярко выраженный металлический характер, обла-
обладают относительно большей теплопроводностью. Элемен-
Элементы, атомы которых имеют во внешней оболочке не более
двух электронов, являются лучшими проводниками теп-
тепла и электричества. Худшей проводимостью обладают
элементы, имеющие пять внешних электронов, например
мышьяк, сурьма и висмут. Полупроводниками являются
селен и теллур, имеющие по шесть внешних электронов.
Бром и иод, содержащие по семь внешних электронов,
считаются теплоизоляторами.
Теплопроводность твердых тел
37
Таблица 1.13
измерения
1
id
«л
I
2,39-10-3
0,239
2,39
2,39-10—8
2,78-10— 3
1
4,13-Ю"
14,9
179
1,24
3,44-Ю-4
коэффициента
(ft-h-degF)
Btu/
0,
578
57,8
5,78-10
0,
3,6-
4,32
8,33-Ю
578
—6
672
242
1
103
104
300
— 2
1,
1,
1,
1,
6,
2,
8,
2,
l теплопроводности
(ft-s-deerF)
Btu/
61-
61.
61.
87-
72-
78-
33-
31-
ю-4
ю-3
0,161
10~9
ю-4
ю-2
ю-4
1
12
io-2
10-5
1
1
1
1,
1
5
2
8
6
1
(in-s-degF)
Btu/
,34-Ю-5
,34-10—3
,34-1 0~2
3410—l0
,56-10—5
,60-10~3
,31-1 о—5
,33-10
1
,94-10"~3
,93-10—6
1,
2,
3
2,
ьд
0)
V)
Ч-ч
С
Btu-
9310 — 3
0,193
1,93
93-Ю"8
24-Ю
0,806
3310—3
12
144
1
78-Ю-4
ьд
си
-о
Ч-i
Btu-
6,93
69,3
693
6,93-10 —5
1
2,9
4,32
5,184
3,6
5,06
-103
12
•104
•10*
-103
1
Во втором и третьем периодах системы элементов
границы между проводниками и непроводниками не-
несколько -сдвинуты: элементы азот и фосфор с пятью
электронами во внешней оболочке— плохие проводники
тепла и электричества; кремний с четырьмя внешними
электронами относится к полупроводникам.
В первом периоде гелий с двумя и водород с одним
внешними электронами — лучшие проводники тепла по
сравнению с другими газами при одинаковых термо-
термодинамических условиях. Некоторые химические элемен-
элементы не подчиняются приведенным закономерностям;
'при этом наиболее характерными можно считать пал-
палладий и никель, проводимость которых достаточно
резко отличается от проводимости рядом стоящих
элементов.
38 Теплофизические величины и их единицы измерения
В металлах величина коэффициента теплопроводно-
теплопроводности обусловливается колебаниями кристаллической ре-
решетки твердого тела (Хр), контактной теплопроводно-
теплопроводностью между зернами металла (Хк) и тепловыми колеба-
колебаниями свободных электронов (Хэ), т.е. выражается
суммой величин
^ - ЬР + К + К
Опытом установлено, что для металлов Р
Согласно теории теплопроводности Эйнштейна и Де-
бая, все тепловые свойства твердых тел и жидкостей
оказалось возможным связать с системой акустических
стоячих волн, скорость распространения которых зави-
зависит от модуля упругости рассматриваемой среды.
Процесс теплопроводности, по Дебаю, в твердых не-
неметаллических телах с отсутствием пор осуществляется
упругими решетчатыми волнами (фононами), которые
образуются в результате ангармоничных колебаний ато-
атомов. Столкновения между фононами приводят к их рас-
рассеиванию, которое влияет на теплопроводность вещества.
Отсюда возникает представление о средней длине сво-
свободного пробега фонона, подобно понятию среднего сво-
свободного пробега молекул в газе. Применяя аналогию
между молекулярной передачей тепла в газах и тепло-
теплопроводностью в твердых неметаллических телах при
помощи фононов, Дебай получил уравнение, которое
можно применить как к кристаллическим, так и к
аморфным неметаллическим веществам:
X = ±-Сри1
где и — скорость звука; / — средняя длина свободного
пробега фононов.
Поскольку расположение центров рассеивания фоно-
фононов у аморфных и кристаллических тел различно, у них
значительно различаются величины средних свободных
пробегов Z, а следовательно, и значения теплопровод-
теплопроводности. Например, из опытов известно, что при 300° К
теплопроводность кристаллического кварца в 10 раз
больше теплопроводности аморфного кварца. С пони-
понижением температуры это различие возрастает. При
Теплопроводность твердых тел 39
увеличении числа атомов, смещенных со своих мест в
результате столкновения с нейтронами (если материал
помещается в нейтронный поток), теплопроводность
снижается, причем при весьма интенсивном облучении
нейтронами величина А, уменьшается в 10 раз и дохо-
доходит до значения, соответствующего плавленому кварцу.
Эксперименты показали, что для кристаллических тел
величина I существенно уменьшается с ростом темпера-
температуры, а для аморфных — практически не зависит от тем-
температуры. Кроме того, так как скорость звука и средняя
длина свободного 'пробега фононов Т зависят от темпе-
температуры значительно слабее, чем теплоемкость, тепло-
теплопроводность аморфных тел должна увеличиваться с ро-
ростом температуры, а теплопроводность кристаллических
тел — уменьшаться, если Т зависит от температуры бо-
более сильно, чем ср.
В аморфных телах причиной рассеивания фононов,
независимо от тепловых колебаний решетки, является
беспорядочное распределение атомов, поэтому их
теплопроводность при падении температуры умень-
уменьшается
Сплошные диэлектрические материалы, например
стекло, имеют более высокую теплопроводность по срав-
сравнению с пористыми материалами. Пористые тела, поры
которых заполнены жидкостью, например свежесрублен-
ное дерево, могут обладать более высокой теплопровод-
теплопроводностью, чем некоторые сплошные диэлектрики. Среди
неметаллов встречаются такие, теплопроводность кото-
которых больше, чем у некоторых наиболее плохо проводя-
проводящих металлов; например, кварц проводит тепло лучше
висмута.
Теплопроводность всех пористых материалов зависит
от температуры, с повышением которой значения коэф-
коэффициентов теплопроводности сближаются. Теплопровод-
Теплопроводность пористых тел сильно возрастает с температурой,
и при температурах более 1600°К тепловые изоляторы
становятся проводниками.
Теплоизоляционные вещества могут быть неоргани-
неорганического происхождения, органического и смешанными,
т.е. состоящими одновременно из органических и неор-
неорганических веществ. К сырью неорганического проис-
40 Теплофизические величины и их единицы измерения
хождения относятся асбест, шлаки, глины, пески, мине-
минералы и т.д. Сырье органического происхождения — это
отходы животной шерсти, хлопка, дерева, кожи, рези-
резины и др.
Для промышленных целей используются главным об-
образом элементы теплоизоляционных конструкций. Таки-
Такими элементами неорганического происхождения явля-
являются минеральные кирпичи, минеральная шерсть, стек-
стеклянная вата, пенобетоны и т. д. К изделиям органическо-
органического происхождения относятся ткани из шерсти, льна,
хлопка или дерева, войлок, бумага, рогожа и пр.
Элементы теплоизоляционных конструкций по срав-
сравнению с теплоизоляционным сырьем обладают, как пра-
правило, меньшей теплопроводностью, большей прочностью,
долговечностью в эксплуатации (устойчивы к коррозии,
гниению), большим постоянством тепловых и механи-
механических свойств и лучшими экономическими показате-
показателями.
Материалы органического происхождения использу-
используются в области температур, не превышающих 425° К.
Для более высоких температур применяется лишь сырье
неорганического происхождения.
Теплоизоляционное сырье, а также элементы тепло-
теплоизоляционных конструкций отличаются высокой пори-
пористостью. Из минеральных непористых материалов с
малыми коэффициентами теплопроводности наиболее
распространенными следует считать материалы, содер-
содержащие значительный процент двуокиси кремния (напри-
(например, глина, песок, стекло и другие материалы). Про-
Промышленное значение имеют окислы, например окислы
алюминия, магния и других металлов, карбонаты (как,
например, известковые породы, мел, магнезит, асбест
и др.)- Твердые материалы органического происхожде-
происхождения имеют низкие значения коэффициентов теплопро-
теплопроводности, однако использование их как теплоизоляци-
теплоизоляционного материала ограничивается экономическими сооб-
соображениями.
Изоляционные материалы—плохие проводники тепла
и электричества; их коэффициенты теплопроводности
менее 5 вт/(мград) при комнатной температуре и ат-
атмосферном давлении.
Теплопроводность чистых металлов и их сплавов
41
7. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ
И ИХ СПЛАВОВ [13]
Теплопроводность чистых металлов, так же как и их
сплавов, зависит от кристаллической структуры, разме-
размера и ориентации зерен (текстуры). Значения теплопро-
теплопроводности металлов 99,99%-ной чистоты даны в табл. 1.14.
Таблица 1.14
Коэффициент теплопроводности очень чистых металлов
при 300° К [14]
Металл
X, вт/(м-град)
Металл
X, вт/(м-град)
Металл
X, вт/(м-град)
Li
71,0
W
169,0
Ag
420,0;
Na
139,0
Fe
95,0
Аи
311,0
К
136,0
Со
70,0
Zn
113,0
Be
187,0
Ni
67,0
Cd
98
0
Hg
10,5
Mg
171,0
Ir
60,0
Ga
5,7
Al
230,0
Pd
70,0
Sn
66
,0
Та
54,5
Pt
69,0
Pb
35,(
)
Mo
136,0
Си
395,0
Sb
19,(
)
Bi
10,0
Аналогично электропроводности теплопроводность
металлов с кубической решеткой, в частности теплопро-
теплопроводность железа, не зависит от кристаллографического
направления. Для чистых и хорошо проводящих метал-
металлов доля теплопроводности, вносимая в общую тепло-
теплопроводность свободными электронами, значительно пре-
превосходит долю фононовой теплопроводности. Наличие
в металлах примесей, дефектов решетки и т.д. вызывает
уменьшение электронной теплопроводности, поэтому теп-
теплопроводность сплавов меньше теплопроводности чистых
металлов.
Зависимость теплопроводности от концентрации од-
одного металла в другом графически выражается преиму-
42 Теплофизические величины и их единицы измерения
ществе'нно в виде изогнутой вниз кривой. Добавление к
металлу с высоким значением коэффициента теплопро-
теплопроводности даже небольших долей менее теплопроводного
металла приводит к снижению теплопроводности сплава.
Наоборот, при добавлении к металлу с низким значе-
значением коэффициента теплопроводности небольших долей
высокопроводящего компонента теплопроводность спла-
сплава заметно не возрастает, в некоторых случаях коэффи-
коэффициент теплопроводности даже снижается. С повышением
температуры коэффициент теплопроводности большин-
большинства сплавов понижается.
Р. Е. Кржижановский [14] показал, что электронная
теплопроводность углеродистых сталей уменьшается с
увеличением количества примесей в железе. Это изме-
изменение, Яэ=/A/), имеет резкий характер при малой ве-
величине объема примесей V. С увеличением температуры
абсолютная величина Хэ уменьшается, а зависимость
X3=/(V) сглаживается. Фононовая теплопроводность
при малых примесях имеет максимум. С ростом темпе-
температуры абсолютная величина Яр, так же как и Яэ, не-
несколько снижается.
Для разных сталей, хромистых, хромоникелевых и
других, относительный вклад ^э и Яр в суммарную теп-
теплопроводность различен и зависит от марки стали. В уг-
углеродистой стали термообработка почти не влияет на
долю электронной проводимости. Для хромистых сталей
Таблица 1.15
Теплопроводность железа в зависимости от содержания примесей
при 300°С [13]
Металл
X, вт/(м-град)
Железо электролитическое, очень чистое
Железо армко: 0,023% С; 0,007% Si; 0,025% Мп;
0,007% Р и 0,020% S
Железо состава: следы С; 0,09% Si; 2% Мп;
0,007% Р и 0,014% S
Железо состава: 0,02% С 0,03% Мп; 0,042% Р и
0,005% S
Железо с содержанием 0,06% С
94,6
78,5
77,5
76,0
64,2
Связь теплопроводности с электропроводностью 43
термообработка приводит к изменению вклада ^э и А,р
в общую теплопроводность.
Теплопроводность железа резко падает по мере уве-
увеличения количества примесей, особенно кремния и серы.
Наивысшей теплопроводностью обладает электролитиче-
электролитическое железо (табл. 1.15.).
Зависимость коэффициента теплопроводности железа
от температуры также определяется степенью чистоты
металла. Чем металл чище, тем выше коэффициент
теплопроводности и тем больше по абсолютной величине
он 'снижается с повышением температуры.
8. СВЯЗЬ МЕЖДУ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ
И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬЮ МЕТАЛЛОВ [12,14]
Опытом установлена связь между электропроводно-
электропроводностью и теплопроводностью металлов. В ряду металличе-
металлических элементов теплопроводность тем больше, чем выше
их электропроводность. Отношение теплопроводности
металла к его электропроводности при комнатной темпе-
температуре, называемое соотношением Видемана—Франца,
есть величина приблизительно постоянная:
— = const.
К
Данное выражение для различных температур, отне-
отнесенное к абсолютной температуре металла Г°К, — так-
также величина постоянная:
= L = const.
КТ
Эта постоянная величина называется числом Ло-
Лоренца.
Если коэффициент теплопроводности X измерен в
единицах em/(м-град), а электропроводность К — в
1/{ом-м), то величина L имеет размерность вт-ом/град2.
Для большинства металлов значение L при 300° К ко-
колеблется в пределах B,l-f-2,8) -1()-8 вт-ом/град2.
Среднее значение этой величины обычно принимают
равным 2,4-10—8 вт-ом/град2, г теоретическое значение
на основании квантовомеханических представлений со-
44
Теплофизические величины и их единицы измерения
ставляет 2,45-10~8 вт-ом/град2. По мере /приближения
температуры к абсолютному нулю число L уменьшается
и стремится к весьма малой величине. Для объяснения
этого явления необходимо учесть то обстоятельство, что
перенос тепла в металле осуществляется не только сво-
свободными электронами, но и упругими колебаниями ре-
решетки.
Значения чисел Лоренца для некоторых металлов
при различных температурах даны в табл. 1.16.
Таблица 1.16
Значение чисел Лоренца
для некоторых металлов при разных
температурах (по В. Е. Микрюкову) [14]
Металл
(степень чистоты 99,99%)
Ag
Аи
А1
Си
РЬ(99,95%) (поликристалл)
Cd (монокристалл)
Ti (99,9%)
Zr (99,9%)
Fe (армко)
Pt
Ni
Bi
f
i©
1:
418,5
310,5
202,1
ЗГ5.1
34,3
95,8
20,5
31,4
55,7
69,1
104,6
7,1
L, 10 8 вт-ом/град2
300° К
2,45
2,40
2,33
2,40
2,60
2,87
3,45
3,39
2,69
2,80
2,52
2,70
400° К
2,46
2,40
2,38
2,43
2,62
2,88
3,24
3,34
2,87
2,°1
2,58
2,74
600° К
2,45
2,45
2,39
2,48
2,62
3,07
3,13
3,12
3,28
2,99
2,76
—
800° К
2,45
2,46
2,46
2,48
—
—
3,0
3,04
—
3,11
2,94
—
Экспериментальное значение числа Лоренца можно
представить в виде
и ~~ КТ ~ КТ "Г КТ
Отсюда число Лоренца, отнесенное только к элект-
электронной проводимости, будет
= L —
КТ
КТ
Связь теплопроводности с электропроводностью 45
Теплопроводность решетки Яр, по А. С. Предводителеву,
обусловлена акустическими волнами и может быть вы-
вычислена из соотношения
где d — расстояние между атомами; с — теплоемкость;
Y — плотность; Е — модуль упругости.
На основании статистики Ферми—Дирака в предпо-
предположении, что проводимость тепла и электричества осу-
осуществляется только носителями заряда при слабом
взаимодействии электронов проводимости с тепловыми
колебаниями решетки, которыми можно пренебречь, по-
получено теоретическое выражение
Ьэ = -^- = — (—У = 2,45- Ю-8 вт-ом';град\ П)
э КТ 3 \ е )
где k — постоянная Больцмана; е — заряд электрона.
А. С. Предводителев, рассматривая проводимость
твердых тел, установил для электронной проводимости
тепла соотношение
L. = ± = ±(±\\ B)
э КТ R \ I ) ' V ;
где С — мольная теплоемкость.
Настоящее уравнение указывает на существование
связи между тепло- и электропроводностью и физиче-
физическими свойствами веществ при температуре ниже тем-
температуры Дебая. Выше этой температуры уравнения
A) и B) совпадают.
У электронных проводников, таких, как Си, Аи, Ag,
А1, обладающих высокой электропроводностью, экспери-
экспериментальные и теоретические значения чисел Лоренца
совпадают. Теплопроводность этих металлов
X^Хэ=2,45-10КТ em/(м-град).
Здесь зависимость теплопроводности от температуры
определяется произведением КТ. Для электронных про-
проводников, Ni, Cd, Pt, Bi, Fe, Pb, Ti, Zr, имеющих малую
величину электропроводности по сравнению с медью,
экспериментальные значения чисел Лоренца больше
теоретических на величину теплопроводности решетки,
которая у металлов переходной группы составляет 20—-
46 Теплофизические величины и их единицы измерения
40% электронной составляющей теплопроводности. Для
титана и циркония ее величина больше, чем для никеля
и железа. У кованых титана и никеля теплопроводность
медленно увеличивается с повышением температуры.
Поли- и монокристаллы кадмия и свинца имеют число
Лоренца, большее теоретического и не зависящее от
температуры.
Число Лоренца для расплавленных металлов может
достигать значения 4-10~8 вт-ом/град2 и понижается с
увеличением температуры.
9. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ НАЛИЧИИ ДИФФУЗИИ
Старение чистых металлов, металлов с примесями и
сплавов сопровождается понижением их пластичности,
увеличением хрупкости и снижением теплопроводности.
Очень чистые металлы, полученные в виде недеформиро-
ванных монокристаллов, сохраняют свою теплопровод-
теплопроводность в процессе длительного отжига.
Старению подвергаются ©се известные технически
чистые металлы и сплавы. Старение металлов протекает
очень медленно, исчисляется сотнями часов и характери-
характеризуется ростом зерен, в (процессе которого 'примеси кон-
концентрируются на границах зерен. Диффузия примесей
из зерен или кристаллов, составляющих 'структуру ме-
металла, протекает по экспоненциальному закону [15].
В процессе диффузии примесей к границам зерен на-
наблюдается рост последних с одновременным утолщением
окисных пленок между ними. Пленки в процессе роста
ухудшают механическую связь между зернами. Металл
становится хрупким. С другой стороны, образующиеся
пленки имеют некоторую пористость, и чем она больше,
тем хуже тепловой контакт между зернами.
Тепловое сопротивление 1Д металлов складывается
из сопротивления, обусловленного теплопроводностью
Яр, вызванной колебаниями кристаллической решетки
металла, Як — контактной теплопроводностью между
зернами металла и Яэ, определяемой тепловыми коле-
колебаниями свободных электронов, т. е.
1 - 1 л- * 4- 1
Теплопроводность при наличии диффузии 47
Свежеизготовленные металлы с хорошо гомогенизи-
гомогенизированной структурой, например проволоки, имеют наи-
наиболее высокую теплопроводность, обусловленную нали-
наличием лишь составляющих теплопроводности Яр и Яэ.
Длительный отжиг приводит к рекристаллизации, т.е.
к росту зерен и образованию пленки между ними, в
результате чего увеличивается составляющая термиче-
термического сопротивления 1Дк, которая во многих случаях
становится доминирующей.
Экспериментами установлен закон [16], которому сле-
следует зависимость коэффициента теплопроводности от
температуры Т °К и температуры 0 °К, при которой в
течение т часов производился отжиг:
*т, о, х = [^оо — (^оо — ^о) е~ат].
Здесь Х^ — коэффициент теплопроводности исходного
металла с первоначальной структурой; Я^ — коэффици-
коэффициент теплопроводности того же металла, прошедшего
длительный отжиг; а—коэффициент, имеющий для каж-
каждого металла свое значение.
Если металл подвергается у- и нейтронному облу-
облучению, то в зависимости от дозы облучения изменение
теплопроводности подчиняется тому же закону. Опытом
установлена зависимость Хо и Яоо от температуры в виде
одинаковых линейных функций
Здесь ко и Яоо измерены при температуре Г0°К, а Х'о и Х^
даны при температуре Г1ОК, при этом Т{>Т0. Значение
коэффициента теплопроводности можно записать в -виде
- То)] [Хоо - (Х^ - Хо) е—].
В уравнении Фурье для металлов, работающих при
температуре 6, превышающей некоторую пороговую тем-
температуру 0i° К, выше которой рассматриваемый металл
при длительном отжиге подвержен тепловому старению,
коэффициент теплопроводности становится функцией
48 Теплофизические величины и их единицы измерения
времени т отжига металла, и уравнение записывается
в виде
q = —Ьг.е.т gradjT.
Современная техника располагает конструкциями, в
которых через соприкасающиеся между собой поверх-
поверхности проходят тепловые потоки различной плотности.
Например, в тепловыделяющих элементах тепло от де-
делящегося материала переходит к противоосколочному
покрытию (к оболочке) и затем к теплоносителю
[17-21].
Переход тепла с плотностью теплового потока q че-
через одну -плоскость .пластины толщиной 6i и с коэффи-
коэффициентом теплопроводности %\ определяет перепад темпе-
температур на границах плоскости
1 макс 2 1 — Ч -,
Л1
Если с данной плоскостью находится в соприкоснове-
соприкосновении другая плоскость толщиной 62 и с коэффициентом
теплопроводности Яг и через них переходит тепловой
поток той же плотностью qy то перепады температур на
границах плоскостей будут следующие:
на границе контакта плоскостей
где е—термическое сопротивление плоскости соприкос-
соприкосновения;
на второй плоскости
гр гр &2
T2—TCT = q—-
л 2
Перепад температур на границах соприкасающихся
плоскостей
Т — Т — п (-^- 4- s 4- 6г
1 макс L ст — 'У I . Т~ ? \ .
При температуре 6° К, превышающей некоторую по-
гр | гр
роговую температуру 6i °К, т. е. при 0i<8= -1—-,
может происходить диффузионная спайка соприкасаю-
соприкасающихся плоскостей. Как установлено экспериментами,
Теплопроводность при наличии диффузии 49
спустя некоторое время тн термическое сопротивление
контакта плоскостей исчезает и е = 0.
По истечении времени г\ произойдет процесс диффу-
диффузии, в результате которого могут образоваться диффу-
диффузионные слои: Aj'—в первой пластине и А'2—во второй
пластине, коэффициенты теплопроводности которых со-
соответственно можно обозначить %[ и ^; тогда перепад
температур будет
1 макс 1 ст —
Спустя время т2 глубина диффузии увеличится и до-
достигнет значений Ai и А2, а коэффициенты теплопровод-
теплопроводности этих слоев соответственно будут А,ь и а2, сле-
следовательно, перепад температур изменится и запишется
так:
т" т ( 5lAi - Д1 х Д2 ¦ 52А2 ^
1 макс — * ст = Ч I : 1 7" Л 7~ Н ; •
V ^ h h х* )
Наблюдения позволяют считать не зависящими от
времени эксплуатации температуру Тст (зависит только
от теплоотдачи) и суммарную толщину Fi + 62) пластин
(остается неизменной в процессе длительной эксплуата-
эксплуатации конструкции).
Коэффициенты теплопроводности для чистых метал-
металлов всегда выше, чем для их сплавов. Следовательно,
^i <^i<^i и Х2<Х2 <Х2, а так как Ai <Ai и Л2<Д2 >
всегда будет иметь место неравенство
*• макс \ ¦¦ макс \ * макс • • •
При наличии диффузии между соприкасающимися пло-
плоскостями термическое сопротивление системы с течением
времени возрастает, и если температура неохлаждаемой
поверхности Гст со временем не меняется, то температу-
температура Т источника тепла повышается.
50 Теплофизические величины и их единицы измерения
10. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ
Жидкости занимают промежуточное положение ме-
между газами и твердыми телами. Аналогия в свойствах
жидкостей и газов, находящихся под большим давле-
давлением, проявляется при высоких температурах, близких
к критическим. Наоборот, при низких температурах, да-
далеких от критических, свойства жидкостей ближе к
свойствам твердых тел.
Молекулы жидкости в отличие от газов расположены
достаточно тесно и совершают периодические движения
в определенных ограниченных участках пространства;
одновременно каждая молекула находится в сфере дей-
действия других молекул. В этих условиях молекула жид-
жидкости перемещается между другими молекулами значи-
значительно медленнее, чем в газах.
Молекулы в жидкости в отличие от твердого тела
имеют изменяющийся период колебания. Следовательно,
теплопроводность жидкости обусловливается не только
обменом энергии при соударениях, но и переносом энер-
энергии диффундирующими молекулами.
При исследовании теплопроводности А. С. Предводи-
телев [22] определяет термодинамическую температуру
как среднее значение местной температуры, считая, что
функция вероятности отклонения местной температуры
при малых ее флуктуациях пропорциональна разнице
между местной и термодинамической температурами.
Это обстоятельство позволяет сделать вывод, что сред-
средняя фазовая скорость импульса температурных флуктуа-
флуктуации пропорциональна средней скорости поступательного
движения молекул.
В среднем через промежуток времени х молекула
переместится к новому положению равновесия, отстоя-
отстоящему от прежнего в среднем на расстояние б, равное
расстоянию между молекулами жидкости.
Очевидно,
где п— количество молекул в 1 см3 жидкости (для воды
6 = 3 Ю-8 см = ЗА).
Теплопроводность жидкостей 51
Среднее расстояние, на которое перемещается моле-
молекула при переходе из одного положения равновесия в
другое, подобно длине свободного пробега I молекулы
в газе. Различие между ними заключается в том, что
молекула жидкости после пробега б задерживается у
нового положения равновесия. Следовательно, средняя
скорость поступательного движения перемещения моле-
молекулы в жидкости
6
w= — .
т
С повышением температуры величина пробега б воз-
возрастает. В случае неравномерного распределения темпе-
температуры происходит ее выравнивание. Время, в течение
которого выравнивается температура, называется вре-
временем релаксации. Оно резко убывает с уменьшением
давления, а также с повышением температуры, при ко-
которой понижается вязкость и возрастает коэффициент
диффузии. Связь между временем релаксации т и абсо-
абсолютной температурой записывается следующей фор-
формулой:
и
где U — энергия, необходимая для перехода из одного
положения равновесия в другое, т.е. энергия, необходи-
необходимая для удаления молекулы из исходного положения
равновесия настолько, чтобы она уже не могла вернуть-
вернуться в него. Величина этой энергии должна лежать между
значениями теплоты испарения и теплоты плавления.
Так, например [12], при комнатной температуре ча-
частота колебаний молекул воды ~1013 l/сек, &«1,38Х
Х10~16 эрг/град, а f/^ЗЮ3 кал/моль. В расчете на од-
одну молекулу f/ = 2,110~13 эрг, следовательно,
10-
13 ехр (
2,ью-13
300.1,38- Ю-16
Тогда скорость поступательного движения молекулы
воды
w = 3l^Zl = 3-103 см/сек - 30 м/сек.
52 Теплофизические величины и их единицы измерения
Для водяного пара
у 6ta_ = 650 м.
г М
т.е. в 20 с лишним раз больше, чем для воды.
Согласно высказанным исходным соображениям,
А. С. Предводителев на основании уравнения гидроди-
гидродинамики стационарного потенциального течения примени-
применительно к флуктуациям, возникающим в жидкости, уста-
установил зависимость между коэффициентом теплопровод-
теплопроводности жидкости и основными ее параметрами, которая
выражается следующим равенством:
где
Хо = 3,64• Ю-5 —^- voe.
чм1/з
Здесь 3,64 10~5 — постоянный множитель; у' — плотность
жидкости, кг/м3; сро — удельная теплоемкость 'при 0°С,
кдж/ (кг • град); М — молекулярный вес.
Величины, имеющие индекс 0, соответствуют темпе-
температуре 0°С.
Для неассоциированных жидкостей (бензол, толуол
и другие углеводороды) е = ео=1; для ассоциированных
жидкостей (спирты, вода и пр.)
Мгисп *
°-~ гТг""" >
Z11 кр
где гИСп — теплота испарения; Гкр — критическая темпе-
температура.
С увеличением температуры значение г уменьшается,
в пределе Г=71ф ие=1.
Изменение г с температурой может быть выражено
в виде
Теплолроводность жидкостей
53
Коэффициент теплопроводности при нормальных ус-
условиях пропорционален величине у4/з
в 4/3
= — V
?
где В—постоянный для каждой жидкости коэффициент.
Величина В = АсрМ~1/з может быть вычислена по
одной экспериментальной точке. Если принять единицы
измерения г/см3 для у', кал/' (гград) для ср, кал/(смХ
У^секград) для X и постоянную А ==4,28 10~3, то вели-
величина В запишется так:
fi = 4,28-Ю-з^М-1/,
При 8= 1.
Коэффициент теплопроводности при 30° С
Х30 = 4,28- 10-*срМ-ч*уЧ* кал/(см-сек-град)
или
hso= 1,8срМ-ч*у4!* в/п;(м-град).
Зависимость коэффициента теплопроводности орга-
органических жидкостей от температуры можно рассчитать
по формуле Л. И. Филиппова [12, 23]
Х = Хзо [1—а(*-30)],
где а — температурный коэффициент (табл. 1.17)
Таблица 1.17
Значение коэффициента ъ в уравнении для расчета теплопроводности
органических жидкостей в зависимости от температуры [23, 24]
Вещество
Интервал
темпера-
температур, °С
30»
втЦм-град)
— з
а, 10
1 /град
Амилацетат
Бромбензол ,
Бутилацетат . .
Дихлорэтан
Диэтиловый эфир
Иодбензол
Уксусный альдегид . . . .
Фторбензол
Хлорбензол
Хлороформ
Четыреххлористый углерод
Этилацетаг
15-90
15-90
15-90
15—90
10—40
15—90
10-30
15—70
15—90
15-70
15—90
15—50
0,127
0,112
0,135
0,100
0,133
0,099
0,185
0,190
0,127
0,118
0,101
0,148
1,7
1,5
1,9
1,0
2,3
0,9
2,0
1,6
1,5
1,8
1,6
2,1
54 Теплофизические величины и их единицы измерения
Известны эмпирические формулы для вычисления ко-
коэффициента теплопроводности жидкостей. Так, • напри-
например, для жидких топлив
X = 0,111 — (/ — 20) 5>4710~5 втКм-град)
при Y2o = 750-^-850 кг/м3.
Для жидкого кислорода при y>670 кг/м3
А = 0,204 + 5,0 y2'11 • 10"8 вт/ (м • град).
Г. Н. Данилова [12] предлагает рассчитывать тепло-
теплопроводность жидкого фреона-11 в интервале температур
от —30 до +20°С по формуле
А= 1,163@,091—Ю-Ч) вт/(м-град),
а теплопроводность жидкого фреона-12 в интервале
температур от —30 до 0°С по формуле
Я=0,092—4,65-10-4^ втЦм-град).
Н. Б. Варгафтик [12] рекомендует для определения
теплопроводности воды уравнение
А=1,163(А*+#уп) вт/(м-град), :
где А* — теплопроводность при /?=1 кг/см2; у — плот-
плотность, кг/м3. Значение п зависит от -у и изменяется для
области давлений от 1 до 500 kFJcm2 в пределах 1,20—
1,25. Так, для у<200 кг/мг п= 1,25, jB=1,33- 10~4, для
Y>500 кг/м3 я=1,20, B=l,60-10; для 200<у<500/сг/ж3
п =1,23, В=1,43-10-4.
Теплопроводность при /7=1 кГ/см2 и различных тем-
температурах описывается уравнением
А* = 3,58-10"8 Г1'48.
Н. Б. Варгафтик рекомендует уравнения для воды
использовать в области давлений 1—400 кГ/см2 при
температурах 373—773° К и при давлении 1 кГ/см2 в
области температур 373—1073° К.
Для определения коэффициента теплопроводности
делались также попытки увязать теплофизические свой-
свойства жидкости между собой.
Вебер нашел соотношение
X = 0,86y'срГ/«,
где V—молекулярный объем.
Теплопроводность жидкостей 55
Дауни и Смит предложили следующую, более точную
формулу:
/ХЛ1/з
(ср —0,45K [Mj vVe
~~ ' 155 "* 800 6000 '
где М — молекулярный вес; v — кинематическая вяз-
вязкость. В обеих формулах единицы измерения входящих
величин берутся в системе СГС.
Другое эмпирическое выражение, данное Р. Рао, име-
имеет вид
X = 2,096-105
Здесь Гпл — температура плавления, °К.
Бриллюэн [12] из скорости w и коэффициента погло-
поглощения дебаевских волн теоретически определил коэффи-
коэффициент теплопроводности для одноатомной жидкости
с»
* 4nw
J « ьт
где v — частота дебаевских волн; cp(v)—дебаевская
функция распределения:
е kT -1
v0 — предельная дебаевская частота; Д определяется
из условия
1, 0 < v < v0
0, v>v0 '
Поскольку величину а нельзя получить независимой,
уравнение сохраняет эмпирическое значение, однако ус-
устанавливает связь между теплопроводностью и ско-
скоростью звука в жидкости.
Природа теплопроводности в жидкостях не может
быть описана классическими газокинематическими
уравнениями. Причина этого — то обстоятельство, что в
56 Теплофизические величины и их единицы измерения
основе уравнений лежит гипотеза, согласно которой в
любой совокупности молекул или атомов тепловое дви-
движение обусловлено их движением, сопровождающимся
парными соударениями и диффузией.
Тепловое движение в жидкостях, как и в кристаллах,
в основном сводится к колебаниям молекул. Различие
лишь © том, что в кристаллах колебания совершаются
около равномерно расположенных центров равновесия,
которые сохраняют свое положение длительное время.
В жидкостях же на эти колебания накладывается
диффузионное перемещение молекул по всему объему.
Следует упомянуть об очень высокой теплопроводно-
теплопроводности жидкого гелия-Н, который находится в жидком со-
состоянии при температурах ниже 2° К и обладает многи-
многими необычными свойствами. Одно из этих свойств —
крайне высокая теплопроводность, достигающая при
1,9° К значений, в 800 раз превышающих теплопровод-
теплопроводность меди при комнатной температуре.
Число Прандтля. Современное решение задач конвек-
конвективного теплообмена решается с непременным исполь-
использованием критерия Прандтля, который записывается в
следующем виде:
где v—кинематическая вязкость; а—температуропровод-
а—температуропроводность.
Если величину температуропроводности заменить ее
значением
х
а — ¦,
ТО
Значение критерия Прандтля определяется физическими
параметрами, а поэтому и сам критерий — параметр,
характеризующий жидкость или газ.
В жидкостях с большим значением Рг (например,
для вязких масел Рг^ЮОО) процессы переноса количе-
Число Прандтля 57
ства движения оказываются более существенными, чем
процессы переноса тепла. Вещества с малым числом Рг,
например жидкие металлы, лучше передают тепло, чем
количество движения. В веществах, для которых число
Рг^ 1, как, например, для паров, оба процесса оказы-
оказываются равновеликими.
Число Прандтля играет важную роль при описании
систем, в которых имеются поток тепла и внутреннее,
трение. Для некоторых жидкостей при температуре Г°К
оно связано с теплотой испарения г11СП жидкости при
постоянном давлении выражением
lgPr =
8
RT
Постоянные для воды имеют значения: а = 0,2; 6 = —1,8.
Настоящее соотношение можно использовать для оценки
теплопроводности жидкости, если известны ее вязкость,
теплоемкость и теплота испарения.
Для жидкостей число Прандтля может меняться от
единицы до больших значений, с ростом температуры
оно уменьшается.
Вязкость различных жидкостей при 293° К лежит в
широких пределах — от 10~~3 до 104 пз, в то время как
относительные величины значений теплопроводности
жидкостей находятся в пределах от 1 до 5. Наибольшей
теплопроводностью среди неметаллических жидкостей
обладают вода и жидкий аммиак. Числа Прандтля для
всех исследованных жидких металлов меняются от 0,05
до 0,03.
Числа Прандтля для газов определяются из выра-
выражения, связывающего теплопроводность с вязкостью и
теплоемкостью:
Настоящее выражение дает
К- Х
отсюда
i- = Pr
К
58
Теплофизические величины и их единицы измерения
Для одноатомных газов /(=2,5, для двухатомных
/С^1,9, для трехатомных /С—1,75.
Эйкен [12] дал выражение для К через отношение
теплоемкостей п =
основанное на предположении,
что в многоатомном газе часть тепловой энергии рас-
распространяется посредством диффузии. Выражение для
Д, полученное Эйкеном, имеет вид
К==±{9п-5).
Число Прандтля, определяемое при постоянном давле-
давлении, связано с К соотношением
Рг
Ср\х
П
откуда
Рг =•
9п — 5
Для гелия в широком интервале температур вычис-
вычисленные значения Рг согласуются с измеренными. Для
насыщенного или перегретого водяного пара значение
Рг^1,2, что намного превышает теоретическую вели-
величину и не зависит от температуры в интервале 400—
900° К. Для некоторых жидких и газообразных мате-
материалов значение чисел Прандтля 'приведено в табл. 1.18.
Таблица 1.18
Значение чисел Прандтля для некоторых жидкостей и газов [12]
о*
293
373
573
773
$
0,027
0,019
0,011
—
СЗ
—
0,0058
0,0044
0,0061
0,0044
0,0038
Воздух
0,722
0,722
0,722
0,722
о
Ч
CJ
Я
«
3
к
со
Газообрг
род
0,686
0,673
0,682
0,667
0,656
0,642
О
и
__
0,718
0,709
0,720
cd
я
я
я
ч „
Вода на
сыщени:
7,02
1,75
0,97
—
я
ч
&|
||
о"я
1,08
2,13
о
к
(X
н
Is
298
43,9
—
Масло
22 000
310
—
^ Теплопроводность газов 59
11. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ГАЗОВ
Вещество в газообразном состоянии с точки зрения
кинетической теории представляет собой совокупность
молекул, движущихся непрерывно и беспорядочно. Со-
Соударения молекул со стенками заключающего их сосу-
сосуда обусловливают давление р на стенки сосуда, опре-
определяемое в первом приближении выражением
р = — пти2,
о
где п—число молекул в единице объема; т — масса
молекулы: п2 — средний квадрат скорости молекул.
Молекулы газа движутся с неодинаковыми скоро-
скоростями; число молекул, скорости которых лежат между
и и u + du, есть функция скорости и. Согласно закону
распределения Максвелла, эта функция распределения
имеет вид
'ту2
2kT
где k — постоянная Больцмана.
Средняя квадратичная скорость У п2 не равна сред*
ней скорости иср и связана с ней соотношением
Диаметры молекул газа являются величинами, ма-
малыми по сравнению со средним расстоянием между
соседними молекулами, однако в расчетах их размеры
учитываются. При столкновении двух молекул радиусом
г изменяются скорости и направления движения обеих
молекул. Если молекулы могут деформироваться под
действием внешних сил, то для столкновения молекул
с большими скоростями эффективный диаметр Дфф = 2г
будет меньше, чем при столкновении молекул с мень-
меньшими скоростями. Если две молекулы, находящиеся на
расстоянии а друг от друга, отталкиваются с силой,
60 Теплофизические величины и их единицы измерения
пропорциональной a~s, то показатель степени 5 может
служить мерой величины обратной деформируемости,
или жесткости, молекул. Для значений s>15 величина г
не зависит от скорости соударений. Для пар относитель-
относительно «мягких» молекул, с s~5, значение г может менять-
меняться в зависимости от типа соударений.
Если в системе молекул, находящихся в покое, одна
молекула движется со скоростью и, то, проходя едини-
единицу длины пути, она вырезает в пространстве цилиндр,
объем которого nD 2Эфф, а среднее значение длины про-
пробега
~7
В реальной системе движутся все молекулы, и надо
учитывать их относительную скорость. Поэтому длина
свободного пробега будет равна
Эта величина называется максвелловой длиной сво-
свободного пробега.
Для молекулы, проходящей путь z после столкнове-
столкновения, вероятность столкновения на дальнейшем пути dz
равна отношению dz/L Отсюда вероятность прохожде-
прохождения молекулой пути без столкновения равна
Некоторый объем содержит движущиеся молекулы,
имеющие различные длины пробега / и средние скоро-
скорости ггср. Поскольку газовая система представляет 'собой
совокупность молекул (атомов), движущихся со сред-
средней скоростью и имеющих отличные от нуля длины
свободных пробегов, то эти молекулы могут служить
переносчиками энергии. Перемещение молекул в объе-
объеме определяет перенос в этом объеме массы, тепла и
количества движения. Если газ ионизован, движущиеся
Теплопроводность газов 61
молекулы могут служить носителями электрического
заряда [25].
Молекулы, переносящие тепло, обязательно должны
иметь энергию, большую, чем средняя энергия молекул;
эти молекулы движутся со средней скоростью, превы-
превышающей скоростью, и имеют длину свободного пробега,
большую средней.
Молекулы, обладающие повышенными скоростями,
стремятся и после соударений иметь скорость, (превы-
(превышающую среднюю, и остаются более быстрыми по срав-
сравнению с другими молекулами до тех пор, пока при
многократных соударениях весь указанный избыток
энергии не будет израсходован. Сохранение скоростей
приводит к возникновению различий в средних длинах
свободного пробега для разных компонентов газовой
смеси, имеющих разные молекулярные веса. Чем тя-
тяжелее атомы, тем в большей мере они стремятся сохра-
сохранить значение своей скорости при многократных соуда-
соударениях [12].
Кинетическая теория газов устанавливает очень
простое и в то же время очень важное для теплофизики
соотношение между коэффициентом теплопроводности Я,
коэффициентом вязкости (х и теплоемкостью при по-
постоянном объеме cv. Как известно, теплопроводность и
вязкость аналогичны; в первом случае происходит пе-
перенос энергии, во втором — перенос количества дви-
движения.
Как говорилось ранее, связь между теплопровод-
теплопроводностью, вязкостью и теплоемкостью выражается фор-
формулой
X = Kpcv.
Л. С. Зайцева B7], обработав собственные опытные
данные по теплопроводности одноатомных газов, пред-
предложила уравнение
К А
Значение постоянных А и D и некоторые другие
свойства, по данным Л. С. Зайцевой, при нормальных
условиях приведены s табл. 1.19.
62
Теплофизические величины и их единицы измерения
Таблица
Свойства одноатомных газов при 300° К [27]
1.19
Газ
Не
Ne
Ar
Кг
Хе
4,0026
20
39
83
131
183
948
80
30
1
3
2
2
2
ь*
00
о
о
,875
,011
,158
,954
,080
г
(
2,98
*
з,
0,
о,
о,
0,
I
1
по
616
317
148
095
5
1
0
0
0
(кг-град)
I
,204
,030
,519
,247
,159
2
2
2
2
2
,70
,72
,74
,76
,77
Q
30,
28,
26,
22,
18,
4
4
2
0
0
2
2
2
2
2
,44
,50
,46
,54
,60
I
1
Г
о
о
1426
464
165
88
51,2
0
0
0
0
0
с
,73
,71
,80
,86
,83
Теплоемкость одноатомных газов не зависит от тем-
температуры и рассчитывается из соотношения
2,98
кал
М
г • град
Теоретически и экспериментально показано, что для
идеальных газов имеет место соотношение
Mcp—Mcv =# = 8,31875 кдж/ (моль • град).
Эта разность постоянна (она носит название газо-
газовой постоянной) и не зависит от температуры, давления
и природы идеального газа. Отношение же удельных
теплоемкостей идеальных газов cvlcy, если считать их
постоянными, не зависящими от температуры, состав-
составляет для одноатомных газов 1,67, для двухатомных 1,4,
для трехатомных 1,28.
Для реальных газов cvjcv есть функция температу-
температуры <и давления. При расчетах необходимо (пользоваться
значениями этих величин, полученными эксперименталь-
экспериментально, и оценку теплопроводности по теплоемкости можно
сделать лишь весьма приближенно.
Теплопроводность газов
63
Для смеси газов теплоемкость с достаточной для
технических расчетов степенью точности вычисляется с
помощью правила смешения:
ЛЦ, = хх(М'с'р) + х2(М"ср) +. . .
Здесь ср — теплоемкость смеси газов с молекулярными
весами М\ М"...\ с'р, с"р... — теплоемкости газов, со-
составляющих смесь; Хи Хг— — мольные доли компо-
компонентов.
Для вычисления коэффициента теплопроводности
смеси
MX = Xl (М'У) + х2 (МТ) + . . . ,
где X— коэффициент теплопроводности смеси газов с
молекулярными весами М\ М"\ X', X"...— коэффициенты
теплопроводности газов, составляющих смесь; х\, х2...—
мольные доли компонентов.
Теплопроводность газов зависит от их вязкости, ко-
которую можно определить по формуле
Постоянные k и с для различных газов даны в
табл. 1.20.
Таблица 1.20
Значения постоянных & и с в формуле для определения
вязкости газов [12]
Газ
ку Ю-7
С
Воздух
15,06
122
Водяной пар
22,36
961
Двуокись
углерода
15,52
233
Азот
13,85
102
Кислород
16,49
ПО
С повышением температуры коэффициенты теплопро-
теплопроводности газов увеличиваются.
Большинство промышленных газов имеет близкие
значения коэффициентов теплопроводности, за исклю-
исключением гелия и водорода, коэффициенты теплопровод-
теплопроводности которых в 5—10 раз больше, чем у других газов.
64
Теплофизические величины и их единицы измерения
Гелий и водород, обладая малой молекулярной массой,
имеют большую среднюю скорость перемещения моле-
молекул, чем и объясняется их высокий коэффициент тепло-
теплопроводности.
Для определения зависимости теплопроводности га-
газов от температуры при атмосферном давлении можно
использовать следующую формулу:
v + krcr + ktct),
где cVj cr, Ct — составляющие молекулярной теплоемко-
теплоемкости, обусловленные соответственно колебательными,
вращательными и поступательными движениями моле-
молекулы; kVy kr, kt—соответствующие этим составляющим
коэффициенты пропорциональности.
После подстановки в эту формулу соответствующих
предельных значений сг и ct нетрудно получить прибли-
приближенную формулу
где r\t—коэффициент вязкости газа, кг/(м-сек); ср—
истинная молекулярная теплоемкость при постоянном
давлении, ккал/(моль-град).
Постоянные а и Ъ для различных газов даны в
табл. 1.21.
Таблица 1.21
Значения постоянных а и Ь для газов [12]
Газ
а
b
Воздух
155
—167
Водяной пар
400
1500
Двуокись
углерода
147
357
Азот
215
205
Кислород
1Р5
257
Коэффициенты теплопроводности, а также динамиче-
динамической вязкости газов зависят от температуры. Эти зави-
зависимости записываются в следующем виде:
Теплопроводность газов
65
Значения Хо и |хо при Г0=273°К для некоторых газов
приведены в табл. 1.22. Для водяного пара расчетная
Таблица 1.22
Значения Хо,~р0, пит для некоторых газов [24]
Газ
о.
3
Азот .......
Аргон
Водород
Водяной пар . . ,
Воздух . . . . ,
Гелий
Двуокись углерода
Кислород . . . .
Криптон . . . . ,
Ксенон ,
Неон
2
Аг
Н2
Н2О
Не
СО2
О2
Кг
Хе
Ne
24,19
516,51
172,12
15,12
24,42
142,58
14,89
24,54
8,89
5,23
46,40
0,80
0,80
0,78
1,48
0,82
0,73
1,23
0,87
0,86
0,91
0,71
16,67
21,18
8,36
8,24
17,16
18,44
14,02
19,42
23,44
21,08
29,71
0,68
0,72
0,68
1,20
0,68
0,68
0,82
0,69
0,83
0,89
0,65
формула записывается так:
Х, = ъ D00ср— 1500).
Теплопроводность водяного пара, включая кривую на-
насыщения и сверхкритическую область, можно оценить
по формуле
X =4,443-10~6TW+ 1,55-10-уэЯВ втЦм-град),
где Т — температура пара, °К; у — его плотность, кг/м3.
А. С. Предводителев, исходя из физических пред-
представлений о передаче тепла в жидкостях и сжатых га-
газах, положил, что теплопроводность связана с плот-
плотностью следующей зависимостью:
где X и Ао—соответственно теплопроводность сжатого
газа и теплопроводность этого газа при той же темпе-
температуре, но при атмосферном давлении; В — множитель,
3 В. С. Чиркин
66 Теплофизические величины и их единицы измерения
зависящий от природы вещества; у— плотность газа.
Исследуя связь между показателем при у и молеку-
молекулярным весом М газа, Н. В. Цедерберг [23] записал
формулу А. С. Предводителева в следующем виде:
где п= 1,16 + 0,0024М. Эта формула связывает коэффи-
коэффициент теплопроводности газа с изменением его темпе-
температуры и давления.
Коэффициент теплопроводности [12] на основании
экспериментальных данных представляется такого рода
формулами для следующих газов:
водород
%= 172,12-10-3 + 3,431 yu<M0-4 em/(м-град)
для р= 1+-500 бар и Т = 300—500° К;
гелий
Я=142-10-3+1,84 v117- Ю-4 ет/(ж-град)
для /? = 0,5-М 00 бар и T = 5-f-900° К;
кислород
Я = 24,55 • 10 + 1,449 у1'24 • 10~5 em/ (м • град)
для 50<y<535 кг/м3;
азот
Л = 24,19-10+1,933у1'23- Ю-5 em/'(м-град)
для /? = 0,5ч-500 бар и Г= 300-^600° К;
аргон
%= 16,51 -10-3 + 0,751 Yi,2e. 10-5 em/(м-град)
для /? = 0,5-^500 бар и 7 = 300-^900° К;
углекислый газ
К= 14,89-10-3+1,605У'26-Ю-5 ет/(м-град)
для /7 = 0,5^-300 бар и 7^500° К;
метан
К = 30,70 • 10 + 5,71 у1'20 • 10 em/ (ж • град)
для /7= l-f-500 бар и Г = 300^-500° К.
12. ОСНОВНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИСТЕМЫ СИ.
ЕДИНИЦЫ РАДИОАКТИВНОСТИ
Соотношения между единицами измерения величин
в различных системах приведены в табл. 1.23—1.27,
Основные единицы системы СИ
67
Таблица 1.23
Основные единицы системы СИ
Наименование величины
Длина
Масса
Время
Сила электрического тока
Термодинамическая температура
Сила света
Единица
измерения
метр
килограмм
секунда
ампер
градус
Кельвина
свеча
Сокращенное обозна-
обозначение
русское
М
кг
сек
а
°К
ев
латинское
m
kg
s
А
°К
cd
С 1 июля 1964 г. в СССР действует ГОСТ 8848—63
«Единицы радиоактивности и ионизирующих излучений»
[28].
Таблица 1.24
Внесистемные единицы радиоактивности и ионизирующих излучений,
допускаемые ГОСТ 8848—63
Наименование
величины
Единица
измере-
измерения
Сокращенное
обозначение
русское
латин-
латинское
Размер единицы
Активность изотопа в
радиоактивном
источнике
Поглощенная доза из-
излучения (доза излу-
излучения)
Мощность поглощен-
поглощенной дозы излучения
(мощность дозы из-
излучения)
Экспозиционная доза
рентгеновского и
гамма-излучений
Мощность экспозици-
экспозиционной дозы рентге-
рентгеновского и гамма-
излучений
кюри
рад
рад в
секунду
рентген
рентген в
секунду
кюри
рад
рад/сек
Р
р/сек
а
rad
rad/s
г/s
раса. I сек
1 рад=10-2 дж/кг
рад/сек=\д-2
дж1(сек-кг)
1 р=2,57976- 10-4
к/кг
1 р/сек=2,57976 X
ХЮ-4 а/кг
Таблица 1.25
Единицы радиоактивности и ионизирующих излучений по ГОСТ 8848—63
Наименование величины
Активность изотопа в ра-
радиоактивном источнике
Плотность потока иони-
ионизирующих частиц или
квантов
Интенсивность излучения
Поглощенная доза излу-
излучения (доза излучения)
Мощность поглощенной
дозы излучения (мощ-
(мощность дозы излучения)
Экспозиционная доза
рентгеновского и гам-
гамма-излучений
Мощность экспозицион-
экспозиционной дозы рентгеновско-
рентгеновского и гамма-излучений
Единица измерения
распад в секунду
альфа-частица в секун-
секунду на квадратный метр
бета-частица в секунду
на квадратный метр
нейтрон в секунду на
квадратный метр
квант в секунду на
квадратный метр
ватт на квадратный
метр
джоуль на килограмм
ватт на килограмм
кулон на килограмм
ампер на килограмм
Сокращенное обозначение
русское
расп./шс
альфа-част, /(сек • м2)
бета -част./(с ек-м2)
нейтрон/(сек • м2)
гамма-квант/(шс- м2)
вт/м2
дж/кг
вт/кг
к/кг
а/кг
ла-
тин-
тинское
—
Размер единицы
A распад) :A сек)
A частица) :[A сек)-(\ л*2)]
A частица):[A сек)-(\ м2)}
A частица):[A сек)(\ м2)}
A квант):[A сек)-(\ м2)]
A впг):(\ м2)
A дж):(\ кг)
A вт):(\ кг)
A к):(\ кг)
A а):A кг)
Единицы измерения физических величин и переводные коэффициенты
Таблица 1.26
Наименование
величины
Система
единиц
Единица измерения
Сокращенное обозначение . '«*«•
русское
латинское или
греческое
Коэффициент перевода
к единицам СИ
Механические единицы
Длина
Масса
Время
СИ
С ГС
мкгсс
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
СГС
МКГСС
Внесистем-
Внесистемные единицы
СИ
СГС
МКГСС
Внесистем-
Внесистемные
единицы
метр
сантиметр
метр
микрон
ангстрем
килограмм
грамм
килограмм-сила-секун-
килограмм-сила-секунда в квадрате на
МРТП
Me i у
центнер
карат
секунда
секунда
секунда
час
минута
м
см
м
мкм
о
А
кг
г
кГ-сек2/м
ц
—
сек
сек
сек
ч
мин
m
cm
m
о
А
kg
g
kgf-s2/m
—
—
s
s
s
h
min
—
1 сл=Ы0-а м
—
1 МКМ—Л • 10~6 м
о
1 А=1-10-ю м
_
1 г=Ы0-3 кг
1 кГ-сек2/м^=
=9,80665 кг
1 ^=Ы02 кг
1 карат метрический=
=2-Ю-4 кг
—
—
1 ч=3500 сек
1 мин-—60 сек
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Скорость
Ускорение
Площадь
Объем
Система
единиц
СИ
сгс
мкгсс
СИ
сгс
мкгсс
СИ
сгс
мкгсс
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
сгс
мкгсс
Внесистем-
Внесистемные единицы
Единица измерения
метр в секунду
сантиметр в секунду
метр в секунду
метр на секунду в
квадрате
сантиметр на секунду
в квадрате
метр на секунду в
квадрате
квадратный метр
квадратный сантиметр
квадратный метр
ар
гектар
кубический метр
кубический сантиметр
кубический метр
литр
Сокращенное обозначение
русское
м/сек
см/сек
м/сек
м/сек2
см /сек2
м/сек2
м2
см2
м2
а
га
М3
см3
м3
л
латинское или
греческое
m/s
cm/s
m/s
m/s2
cm/s2
m/s2
m2
cm2
m2
a
ha
m3
cm3
m3
1
Коэффициент перевода
к единицам СИ
\см/сек=г-1-10-2 м/сек
1 см/сек2=\Х
ХЮ-2 м/сек2
1 см2=\АЪ-* м2
1 а=1 • Ю2 м2
1 га=Ы04 м2
1 см3=\- Ю-6 м3
1 л=Ы0-3 м3
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Плотность
(объемная
масса)
Сила
Удельный
вес
Система
единиц
СИ
сгс
мкгсс
СИ
сгс
мкгсс
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
СГС
мкгсс
Единица измерения
килограмм на куби-
кубический метр
грамм на кубический
сантиметр
килограмм-сила-секун-
килограмм-сила-секунда в квадрате на
метр в четвертой
степени
ньютон
дина
килограмм-сила
тонна-сила
ньютон на кубический
метр
дина на кубический
сантиметр
килограмм-сила на ку-
кубический метр
Сокращенное обозначение
русское
кг/м3
г/см3
кГ-сек-'/м*
н
дин
кГ (кгс)
тс
н/м3
дин/см3
кГ/м3
латинское или
греческое
kg/m3
g/cm3
kgf-s2/m4
N
dvn
kgt
N/m3
dyn/cm3
kgf/m3
Коэффициент перевода
к единицам СИ
1 г/см3=1-\0-3 кг/м3
1 кГ-сек2/м*=
=9,80665 кг/м3
1 ди«=Ы0-Б н
1 кГ=9,80665 н
1 /тгс=9806,65 н
1 дин/см3=10 н/м3
1 кГ/м3=д, 80665 н/м3
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Работа,
энергия
Мощность
Давление
(механиче-
(механическое
напряжение)
Система
единиц
СИ
сгс
мкгсс
Внесистем-
Внесистемные единицы
СИ
СГС
мкгсс
Внесистем-
Внесистемные единицы
СИ
СГС
мкгсс
Внесистем-
Внесистемные
единицы
Единица измерения
джоуль
эрг
килограмм-сила-метр
ватт-час
ватт
эрг в секунду
килограмм-сила-метр
в секунду
лошадиная сила
ньютсн на квадратный
метр
дина на квадратный
килограмм-сила на
квадратный метр
бар
миллиметр ртутного
столба
атмосфера техническая
миллиметр водяного
столба
Сокращенное
русское
дж
эрг
кГм (кгс-м)
вт-ч
вт
эрг/сек
кГм/сек
л. с.
н/м2
дин/см2
кГ/м2
бар
мм рт. ст.
am или кГ/см2
мм вод. ст.
обозначение
латинское или
греческое
J
erg
kgf-m
Wh
W
erg/s
kgf-m/s
—
N/m2
dyn/cm2
kgf/m2
bar
mm Hg
at или kgf/cm2
mm H2O
Коэффициент перевода
к единицам СИ
_
1 эрг==10—7 дж
1 кГм=9,80665 дж
1 6/72-4=-3,6.103 дж
1 эрг/сек=10—7 вт
1 кГм/сек=9,80№5 вт
1 л. с. =735,499 вт=
=75 кГм/сек
—
1 дин/см2=0,1 н/м2
1 кГ/м2=9,80655 н/м2
1 бар=105 н/м2
1 мм рт. ст.=
= 133,322 н/м2
1ат=9,80565-104я/ж2
1 мм вод. ст.=
=9,80665 н/м2
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Динамиче-
Динамическая
вязкость
Кинематиче-
Кинематическая
вязкость
Система
единиц
си
сгс
мкгсс
СИ
сгс
мкгсс
Единица измерения
ньютон-секунда на
квадратный метр
пуаз
килограмм-сила-секун-
килограмм-сила-секунда на квадратный
метр
квадратный метр на
секунду
стоке
квадратный ; метр на
секунду
Сокращенное <
русское
н • сек/м2
пз
кГ-сек/м2
м2/сек
cm
м2/сек
эбозначение
латинское или
греческое
N-s/m2
Р
kgf-s/m2
m2/s
st
m2/s
Коэффициент перевода"
к единицам СИ
_
1 /гз—0,1 «• сек/м2
1 кГ-сек/м*= '%
=9,80665 н-сек/м2
1 ст=10-4 м2/сек
—
Термодина-
Термодинамическая
температура
Температура
Тепловые единицы
СИ
градус Кельвина
градус Цельсия
С, град
I, град
<, deg
-, deg
t=(T—273,15)
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Количество
теплоты
Термодина-
Термодинамический
потенциал
Удельный
термодина-
термодинамический
потенциал
Удельная
теплота
Темплоем-
кость
Система
единиц
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
Внесистем-
Внесистемные единицы
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
Единица измерения
джоуль
калория
килокалория
джоуль на килограмм
калория на грамм
килокалория на кило-
килограмм
джоуль на градус
калория на градус
килокалория на гра-
дус
Сокращенное <
русское
дж
кал
ккал
дж/кг
кал/г
ккал/кг
дж/град
кал/град
ккал/град
эбозначение
латинское или
греческое
J
cal
kcal
J/kg
kal/g
kcal/kg
J/deg
cal/deg
kcal/deg
Коэффициент перевода
к единицам СИ
1 кал=4,\868 дж
1 /е/сал=4,1868-103 дж
1 кал/г j =4,1868 X
1 ккал/кг) х 103 дж/кг
_
1 кал/град=
=4,1868 дж/град
1 ккал/град=
=4,1868-103 дж,град
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Удельная
теплоемкость
Энтропия
Удельная
энтропия
Система
единиц
СИ
Внесистем:
ные
единицы
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
Единица измерения
джоуль на килограмм-
градус
калория на грамм-гра-
Дус
килокалория на кило-
килограмм-градус
джоуль на градус
Кельвина
калория на градус
Кельвина
килокалория на градус
Кельвина
джоуль на килограмм-
градус Кельвина
калория на грамм-
градус Кельвина
килокалория на кило-
килограмм-градус Кель-
Кельвина
Сокращенное обозначение
русское
дж/(кг-град)
кал/(г • град)
ккал/\кг-град)
дж/град
кал/град
ккал/град
дж/(кг - град)
кал/(г • град)
ккал/(кг • град)
латинское или
греческое
J/(kg-deg)
cal/(g-deg)
kcal/(kg-deg)
J/deg К
cal/deg К
kcal/deg К
J/(kg-degK)
cal/(g-degK)
kcal/(kg-degK)
Коэффициент перевода
к единицам СИ
1 кал(г-град) 1
1 ккал/(кг-град) J
=4,1868Х
Х103 дж/(кг-град)
1 кал/град=
=4,1868 дж/град
1 ккал/град=4,\ШХ
XI О3 дж/град
1 кал/(г-град) )
1 ккалЦкг-град) J
—4,1868 X
ХЮ3 дж/{кг-град)
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Тепловой
поток
Плотность
теплового
потока
Коэффициент
теплоотдачи
Коэффициент
теплопереда-
теплопередачи
Система
единиц
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
Единица измерения
ватт
калория в секунду
килокалория в час
ватт на квадратный
метр
калория на квадрат-
квадратный сантиметр-се-
сантиметр-секунду
килокалория на квад-
квадратный метр-час
ватт на квадратный
метр-град ус
калория на квадрат-
квадратный сантиметр-се-
сантиметр-секунду-градус
килокалория на квад-
квадратный метр-час-
градус
Сокращенное обозначение
русское
вт
кал/сек
ккал/ч
вт/м2
кал/'(см2 - сек)
ккал/(м2-ч)
вт/(м2-град)
кал /(см2 ¦ сек- град)
ккал/(м2 • ч - град)
латинское или
греческое
W
cal/s
kcal/h
W/m2
cal/(cm2 • s)
kcal/(m2.h)
W/(ma.deg)
cal/(cm2-s-deg)
kcal/(m2.h'deg)
Коэффициент перевода
к единицам СИ
1 кал/сек=-4,1868 вт
1 /с/сал/ч=1,1630 вт
1 кал1(см2-сек)=
=4,1868- 104 вт/м2
1 ккал/(м2-ч)=
=1,1630 вт/м2
1 кал 1'(см2 -сек- град) =
=4,1868 X
ХЮ4 вт/(м2-град)
1 ккал/(м2-ч-град)=
= 1,1630 вт/(м2-град)
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Коэффициент
теплопро-
теплопроводности
Коэффициент
температуро-
температуропроводности
Температур-
Температурный
градиент
Система
единиц
СИ
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
СИ
Единица измерения
ватт на метр-градус
калория на сантиметр -
секунду-градус
килокалория на метр-
час-градус
квадратный метр на
секунду
градус на метр
Сокращенное обозначение
русское
вт/(м-град)
кал/{см • сек • град)
ккал/(м-ч-град)
м2/сек
град/м
латинское или
греческое
W/(m.deg)
cal/(cm-s-deg)
kcal/(m-h-deg)
m2/s
deg/m
Коэффициент перевода
к единицам СИ
1 кал/(см-сек-град)=
=4,1868Х
ХЮ2 вт/(м-град)
1 ккал/(м-ч-град) =
=1,1630 вт/(м-град)
—
—
Единицы рентгеновского и гамм а-и злучения и радиоактивности
Экспозици-
Экспозиционная доза
рентгенов-
рентгеновского и
гамма-
излучения
СИ
сгс
Внесистем-
Внесистемные единицы
кулон на килограмм
ед. кол. электр. СГС
на грамм
рентген
к/кг
C/kg
1 ед. кол. электр.
СГС/г-= — -Ю-6 к/кг
о
1р=2,57976-10-4/с//сг
Продолжение табл. 1.26
Наименование
величины
Мощность
экспозици-
экспозиционной дозы
рентгенов-
рентгеновского и
гамма-
излучения
Поглощен-
Поглощенная доза
излучения
Активность
радиоактив-
радиоактивного
изотопа
Радиевый
гамма-
эквивалент
препарата
Интенсив-
Интенсивность
излучения
Система
единиц
СИ
сгс
Внесистем-
Внесистемные единицы
СИ
СГС
Внесистем-
Внесистемные единицы
СИ
Внесистем-
Внесистемные единицы
Внесистем-
Внесистемные
единицы
СИ
СГС
Единица измерения
ампер на килограмм
ед. силы тока СГС на
грамм
рентген в секунду
джоуль на килограмм
эрг на грамм
рад
секунда в степени
минус единица
кюри
миллиграмм-эквива-
миллиграмм-эквивалент радия
ватт на квадратный
метр
эрг в секунду на квад-
квадратный сантиметр
Сокращенное
русское
а'кг
—
р/сек
дж/кг
эрг/г
рад
сек—1
кюри
мг-экв Ra
вт/м2
эрг/(се к-см2)
обозначение
латинское или
греческое
A/kg
—
r/s
J/kg
erg/g
rad
s-i
Ci
mg-eq Ra
W/m2
erg/(s-cm2)
Коэффициент перевода
к единицам СИ
1 ед. силы тока
1
СГС/г=—-10-е а/кг
3
1 р/Сек=2,57976 X
Х1О-4 а/кг
1 эрг,'г=10—4 дж/кг
1 рад=\0~2 дж/кг
1 кюри=3,7х
X 101° сек-1
1 эрг/(сек-см2)=
= 103 вт/м2
Основные единицы системы СИ
79
Таблица 1.27
Перевод обозначений и величин из британской системы единиц
измерения в метрическую
Наимено-
Наименование
величины
Длина
Площадь
Объем
Масса
Количе-
Количество
тепла
Время
Сила
Британское
название
yard
foot
inch
square
yard
square
foot
square
inch
cubic
foot
cubic
inch
gallon
ton
short
ton
pound
ounze
British
thermal
unit
Centigra-
Centigrade Heat
Unit
second
hour
poundal
обозначе-
обозначение
yd
ft
in
yd*
ft*
in2
ft3
in3
gal
ton
sh ton
lb
oz
Btu
C.H. U.
s
h
pdl
Русское
название
ярд
фут
дюйм
квадрат-
квадратный ярд
квадрат-
квадратный фут
квадрат-
квадратный дюйм
кубиче-
кубический фут
кубиче-
кубический
дюйм
галлон
(США)
тонна
(Брит.)
короткая
тонна
фунт
унция
британ-
британская
тепловая
единица
стогра-
стоградусная
тепловая
единица
секунда
час
паундаль
обозначе-
обозначение
V
ярд
фут
дюйм
кв. ярд
кв. фут
кв. дюйм
куб. фут
куб.
дюйм
галлон
—
—
фунт
унция
Btu
СИ. U.
сек
ч
Коэффициенты пере-
перевода в единицы СИ
yd=3 ft=36 in=
=0,9Н4 м
ft=0,3048 м
in=-0,0254 м
yd2=0,836127 ж2
ft»=0,092903 ж2
ш2=6,4516-10-4л*2
И3=0,0283168ж3=
=-28,3168 л
in3=16,3871x
ХЮ-6 м3
ga 1=3,78543 X
ХЮ-3 м3
ton=1016,05 кг
sh ton=2000 lbs=
=907,185 кг
lb=0,453592338 кг
oz=28,3495x
XlO-3 кг
Btu=0,252 ккал=
=-107,53 кГм=
--=1,05506-103 дж
1 C.H.U.=
= 1,8 Btu=
=0,4535 ккал=
= l,f004.10s дж
Ы=3600 s=3600ce/c
1 pdl=O, 138255 н
Г Л А В А1 II
ДЕЛЯЩИЕСЯ МАТЕРИАЛЫ
(МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ЯДЕРНОЕ ГОРЮЧЕЕ)
1. УРАН !
Уран, U, 92, А =238,03 [17—21, 29—33].
Изотопы: U227 (период полураспада 1,3 мин), U228
(9 мин), U229 E8 мин), U230 B0,8 суток), U231 D,3 су-
суток), U232 G4 г.), U233 A,62-105 лет), U234 B,48-105 лет),
U235 G,13-Ю8 лет), U236 B,4-107 лет), U237 F,75 суток),
U238 D,5-109 лет), U239 B3,5 мин), U240 A4,1 ч).
Кристаллическая структура а-фазы урана ниже
941° К определена как ромбическая, имеющая постоян-
постоянные решетки а= 2,85360А, 6 = 5,86984А, с=4,95552А [32].
Данные, приводимые ниже, можно использовать для
IJ38, U235 и их сплавов:
Гпл=A406±2)°К; гпл =
ГКИП~4135°К; гкип
83,4 кдж/кг;
1880 кдж/кг.
Плотность кованого урана Yk— 19 050 кг/м3, литого
урана ул=18 600 кг/м3. До 930°К устойчива а-фаза. При
930—941° К а-фаза переходит в объемноцентрированную
р-фазу; р-фаза при температуре 1045±3°К переходит
ф
0 (а)
20
100
200
Т а б л и
Теплофизические свойства урана [29—49]
у, 10я кг/м*
18,84
18,80
18,75
V
кджЦкг-град)
0,125
0,126
0,130
\,впг/(м-град)
17,8
а, 10~
1 /град
п,о
п,о
ца 2.1
ОМ'М
25,0
28,0
Уран
81
Т, 9К
250 (а)
300
350
400
450
500
600
700
800
900
940 (р)
1030
1050 М
1100
1200
1300
1400
1410
(жидк.)
1500
у, 1 О3 кг/м8
18,70
18,68
18,65
18,62
18,61
18,60
18,55
18,50
18,44
18,40
18,17
18,08
17,94
17,91
17,75
17,62
16,63±0,22
16,700
V
кдж{кг-град)
0,132
0,134
0,137
0,140
0,142
0,145
0,153
0,162
0,173
0,185
0,190
0,202
0,205
0,213
0,232
0,250
—
Продолж <
X, впг(м-град)
20,0
22,5
25,0
26,5
28,8
30,0
31,8
32,8
32,9
32,4
31,3
28,5
27,5
25,7
22,4
19,6
18,0
13,7
13,8
г н и е та
a, 10~~G
1 /град
13,0
15,0
15,2
15,3
15,6
15,8
16,4
16,9
17,5
18,0
19,3
22,1
22,6
22,6
22,6
22,6
22,6
—
бл. 2.1
р, Ю~8
ом-м
31,0
34,0
37,0
41,0
44,0
47,0
52,0
54,0
55,0
58,0
57,0
55,0
58,0
55,0
50,0
45,0
40,0
—
Допуск: у ±20 кг/м3; X ±0,5 впг(м-град); ср ±0,002 кдж/(кг-град).
Данные настоящей таблицы справедливы для литого
урана чистотой 99,7% без термообработки и не бывшего
в работе.
При температурах более 700° К в процессе длитель-
длительной выдержки при постоянной температуре (>500 ч)
металл подвергается старению, одновременно умень-
уменьшается плотность, снижается коэффициент теплопровод-
теплопроводности [42]. Например, при 800° С и разрежении
10~3 мм pm. cm, за время 500 ч плотность снижается
до 18 380 кг/м3 и теплопроводность до 20,7 в/п/(м-град);
металл становится хрупким [43].
Таблица 2.2
Плотность урана по данным рентгеноструктурного анализа [29]
Т, °К
298 (а)
473
V, Ю8 кг]м*
19,04
18,88
г, °К
673
923
у у 103 кг/м3
18,67
18,33
Делящиеся материалы
935
973
1045
°К
(Р)
у, 103
18
18
18
кг/м3
,17
,13
,07
Пр
0 Д 0 Л
т, °
1045
1173
1373
ж ен и е
К
(V.
та бл. 2.2
у, 103 кг/м*
17,94
17,79
17,56
При 298° К плотность высокочистого металла, полу-
полученного путем направленной кристаллизации, состав-
составляет 19 050±20 кг/ж3. Деформированный металл имеет
плотность от 18 700 до 19 080 кг\мъ [44—46].
Таблица 2.3
Плотность урана в зависимости от температуры (уран чистотой
99,99%, вакуумной плавки с последующей протяжкой через фильеру
и отжигом 1 ч в вакууме при температуре 800 °К) [38]
273 (а)
298
373
473
573
673
773
873
935 (а)
935 (ft
948
973
V, Ю3 кг/м3
19,08
19,07
19,01
18,92
18,82
18,70
18,58
18,45
18,36
18,17
18,15
18,13
т, °к
998
1023
1045 (р)
1045 (у)
1073
1123
1173
1223
1273
1323
1373
V, Ю3 кг/м3
18,11
18,09
18,07
17,94
17,91
17,85
17,79
17,73
17,67
17,61
17,56
Таблица 2.4
Коэффициенты линейного и объемного расширения монокристалла
а-урана, 10—с 1,'град [58]
т, °к
300—400
300—600
300—900
а, параллельно плоскостям
A00)
19 + 2
23 + 2
28±1
@10)
—1,5 + 1
—3,5±2
—1,3±1
@01)
17 + 2
17±2
22±1
Р
45,8
48,6
61,5
Уран
83
Таблица 2.5
Средний коэффициент линейного расширения урана в интервале
температур 300—400 °К в зависимости от температуры прокатки
[29, 48]
Температура
прокатки, К
573
673
773
873
913
«ср, 10~G XIград
После прокатки
8,5
9,3
11,4
12,9
14,1
После отжига при 898 °К
6,8
7,9
9,2
Таблица 2.6
Термическое расширение а-урана в интервале температур
300—900 °К, % [49, 50]
т, °к
273
298
323
373
473
573
673
773
873
Линейное рас
iTirt\AITUA I 111 ПО
V /о /
параллельно плоскостям
I
(ЮО)
0
0,05
0,10
0,22
0,48
0,80
1,17
1,59
2,07
@10) 1 @01)
—0,002
—0,004
—0,007
—0,019
—0,052
—0,124
—0,250
—0.450
0
0,05
0,10
0,21
0,44
0,70
1,02
1,40
1,88
Объемное
расширение
( V0 )¦•»
V Vo )
0
0,09
0,19
0,39
0 87
1,42
2,04
2,73
3,48
Таблица 2.7
Теплопроводность урана, вт/(мград) [29, 40]
Т, К
273
373
473
573
Восстановленный
кальцием, литой
25,5
27,2
28,9
30,6
Восстановленный магнием,
закаленный в 3-фазе и
отожженный в а-фазс
23,9
25,5
27,2
28,9
Литой,
очень чистый
26,4
28,1
29,3
30,6
84
Делящиеся материалы
Продолжение табл. 2.7
Т, °К
673
773
873
953
973
1013
1033
Восстановленный
кальцием, литой
31,8
33,5
35,2
36,0
36,4
36,8
37,3
Восстановленный магнием,
закаленный в |5-фазе и
отожженный в а-фазе
30,6
32,2
33,5
—
Литой,
очень чистый
—
—
Таблица 2.8
Теплопроводность вдоль направления прокатки урана,
обработанного в C-фазе [42]
т, °к
100
200
300
400
500
600
X, вт/(м-град)
20
25
27
28
29
31
Т, °К
700
800
900
1000
1100
1200
X, вш/(м-град)
34
38
41
45
49
53
Таблица 2.9
Число Лоренца для металлического урана в интервале
температур. 20—300 °К [42]
т, °к
L, 10-8
впг • ом/град2
20
2,34
60
2,46
100
2,75
140
2,88
180
2,88
220
2,82
260
2,79
300
2,67
Таблица 2.10
Теплопроводность урана с легирующими добавками
при различной температуре, впг/(мград) [29, 51]
^Легирующая добавка, ат. %
Без добавки
1 А1
4 А1
343
26
°К
5
373
27
23
23
"К
,2
,4
,9
473
28
25
25
°К
,9
,1
,5
573
30
26
27
,6
,4
,2
Уран
85
Продолжение табл. 2.10
Легирующая добавка, ат. %
0,5 Мо
4 Мо
28 Мо
2 V
0,5 Сг
2,8 Zr (прокатан) . . .
5,3 Zr (прокатан) .- . . . .
343 °К
—
25,1
23,9
373 °К
25,1
23,4
26,4
27,2
473 °К
27,2
25,5
15,1
27,6
28,9
573 °К
28,9
27,2
17,6
28,9
31,0
—
Таблица 2.11
Теплоемкость урана при постоянном давлении 760 мм рт. ст.
[36, 49, 51]
Т, °К
15,4
21,0
40,0
50,5
66,0
87,0
99,0
111,0
123,5
141,0
С , кджЦмолЬ-град)
1,81
3,83
12,41
13,64
18,63
21,30
22,21
23,27
23,64
24,42
т, °к
160,0
180,0
198,5
205,0
225,0
245,5
273,0
280,0
297,7
С , кдж/{моль-град)
25,00
25,55
26,02
25,11
25,48
25,87
27,35
27,41
27,47
Таблица 2.12
Теплоемкость урана при постоянном объеме [36]
т, °к
20
40
60
80
100
Су, кдж/(моль-град)
3,385
12,31
17,59
20,53
22,27
т, °К
150
200
250
300
Су, кдж/(моль-град)
24,55
25,84
26,29
27,24
86
Делящиеся материалы
Таблица 2.13
Теплота и энтропия фазовых превращений урана [29, 35, 46]
Фазовое превращение
V-у ЖИДКОСТЬ
Жидкость—пар (оценка)'
Скрытая теплота
превращения,
кдж/моль
2,847
4,773
19,678
448
Энтропия
превращения,
кдж/(моль-град)
3,014
4,522
14,235
Таблица 2.14
Давление пара урана в зависимости от температуры [45, 49]
т, °к
1375
1475
1650
1775
1975
2175
2475
р, мм рпг. ст.
3-10-U
1-10-9
2-10—7
з-ю-6
ыо-4
210-3
5-Ю-2
Т, °К
2150
2580
2900
3800
—
р, бар
10-5
ю-3
Ю-2
1,0
—
Теплосодержание урана [36]
Таблица 2.15
т, ск
300
400
500
600
700
800
900
/ , кдж/г-ашом
6 280
9 070
12 300
15 500
19 200
23 050
27 470
т, °К
941
1000
1047
1100
1200
1300
1375
/ , кдж/г-атом
32 200
34 650
36 850
43 800
47 650
51450
54 500
Уран
87
Превращение а-фазы урана в р-фазу сопровождается
поглощением 2785 кдж/г-атом, р-фазы в 7~ФазУ —
4900 кдж/г-атом тепла.
Удельное электрическое сопротивление урана чисто-
чистотой 99,5%, содержащего по 0,1% Al, Si, Be, Fe, Mn,
плавленного в вакууме, равно 37,2 -10~8 ом-м при
293° К [30, 46]. Уран, прокатанный при 573° К и отож-
отожженный при 848° К в течение 2 ч, имеет удельное элек-
электрическое сопротивление 26,4-10~8 ом-м. Подобный об-
образец, обработанный в C-фазе с последующей закалкой
в воде и отожженный при тех же условиях, имеет
р-30,0-10-8 ом-м.
Таблица 2.16
Удельное электрическое сопротивление урана по основным
кристаллографическим направлениям при температурах
273 и 4,2 °К [46]
Направление
A00)
@10)
@01)
Р27з» 10 ОМ'М
39,4±4,0
25,5 + 1,3
26,2±2,6
3,39-Ю-2
4,2б-10-2
4,45-10-2
Таблица 2.17
Удельное электрическое сопротивление урана в зависимости
от температуры [45]
/, °с
0
90
254,7
357
447,8
602,8
667,5
684,1
Р//РО
1,0000
1,1307
1,3966
1,5212
1,6218
1,7195
1,7413
1,6733
t, °с
714,6
750,2
776,5
800,8
852,2
958,9
1001,1
Р,/Ро
1,6790
1,6821
1,6865
1,6471
1,6644
1,6993
1,7189
Примечание. Здесь р0 — удельное электрическое сопротивление при
0 °С, равное 33,65-10~8
при t °C.
ом-м; р.—удельное электрическое сопротивление
Делящиеся материалы
Термоэлектродвижущая сила [42, 44, 45] урана в паре
с медью в интервале температур 270—380° К составляет
4,7 мкв/град, и во внешней цепи уран является положи-
положительным полюсом. В паре уран — платина термоэлек-
термоэлектродвижущая сила до 1173° К характеризуется величи-
величиной 12 мкв/град.
Таблица 2.18
Термоэлектрический потенциал урана относительно платины [45]
т, °к
323
373
523
773
Потенциал, мв
0,52—0,58
1,15-1,27
3,75—4,10
10,21—11,18
Т, °К
873
973
1073
1173
Потенциал, мв
13,37—14,72
16,81-18,57
20,59—22,51
24,75--26,58
Магнитные свойства [45, 46] определяются магнитной
восприимчивостью %, выражающейся в электромагнит-
электромагнитных единицах на грамм (э.-м. е./г); при 300° К %=
= 1,740-10~6 э.-м.е./г, а при 625°К %= 1,804-10~6 э.-м.е./г.
Магнитная восприимчивость в зависимости от темпера-
температуры рассчитывается по формуле
X - 32- Ю-11 + 1,564-10~6 + 2'4'1°~5 э.-м.е/г.
Уран слабо
293—623° К.
парамагнитен в
Т
интервале
температур
Таблица 2.19
Излучательная способность урана [49]
Состояние урана
Излучательная способность,
вт/м2
Жидкий металл при температуре, не-
несколько превышающей температуру
плавления
Твердый металл при температуре, не-
несколько меньшей температуры плав-
плавления
0,34 при длине волны
2—0,65 мкм
0,51 при длине волны
0,67 мкм
Уран
Коэффициент излучения (черноты) при температурах
1200—1400° К 8 = 0,51. Для расплавленного металла при
1450° К 8 = 0,34.
Совместимость урана с другими металлами [37, 38,
49]. Совместимостью, с феноменологической точки зре-
зрения, называется сохранение первоначальной геометрии
и химических свойств двух твердых материалов, сопри-
соприкасающихся друг с другом при определенной темпера-
температуре в течение заданного времени без растворимости
одного в другом или образования химических соедине-
соединений в плоскости контакта.
Таблица 2.20
Совместимость урана с другими металлами [29]
Металл
At
Be
Cr
Си
Fe
Mo
Температура, °К,
до которой уран
совместим в течение
200 ч
573 (несовместим)
873 (несовместим)
873
873 (несовместим)
773
873
Металл
Ni
Nb
Та
Ti
Zr
Температура, -°К,
' до которой уран
совместим в течение
200 ч
773
873
1173
973
973
Примечание. В области более высоких температур реактивная диф-
диффузия способствует ускоренному образованию новых фаз или химических сое-
соединений в плоскости соприкосновения металлов Например, появившиеся в
месте контакта такие химические соединения, как UA14, UCr^, UCu6, U6NI,
при температурах около 910° К становятся жидкими и система разрушается
в течение нескольких секунд. Образование UBeia замедляет взаимодействие
компонентов: урана и бериллия. Другие твердые растворы и химические сое-
соединения взаимодействуют по законам диффузии, однако коэффициенты диф-
диффузии нам не известны.
Уран легко корродирует на воздухе и в атмосфере
водяного пара; глубина проникновения коррозии быстро
возрастает с увеличением температуры. На воздухе ме-
металл принимает «соломенную» окраску через 3 ч и ко-
коричневую через сутки. Воспламеняется при темпера-
температуре 973° К.
90
Делящиеся материалы
Таблица 2.21
Температуры, при которых происходит разрушение находящихся
в контакте с ураном оболочек из различных материалов
(уран в течение 1 мин проникает сквозь оболочку
толщиной 0,6 мм) [29, 33J
Материал
W
Та
Nb
Zr
Ti
Mo
Ni с покрытием из Та
т, °К
1773
1733
1703
1653
1623
1553
1403
Материал
V
Сг
Ni
Нержавеющая сталь
Нимоник
Инконель
!
|
j
т, ск
1403
1273
1123—1223
Примечание. Настоящая таблица лишь качественно характеризует
коррозионную агрессивность жидкого урана и показывает, что хромо-никеле-
хромо-никелевые сплавы в контакте с жидким ураном образуют легкоплавкие быстрораз-
рушающиеся соединения
Механические свойства урана [29] зависят от техноло-
технологии его приготовления. Для кованого или катаного ме-
металла коэффициенты прочности выше, чем для литого
металла.
Таблица 2.22
Предел прочности на разрыв литого металлического урана
в зависимости от температуры [29, 33, 42]
т, °к
ав, кГ/мм2
293
3^—67
473
34
673
24
873
5
Предел текучести урана для комнатной температуры
при растяжении as~35-b-37 кГ/мм2; при сжатии ас~22~
—23 кГ/мм2; для 473° К при растяжении a.s~18 кГ/мм2;
для 873° К при сжатии ас~4^-5 кГ/мм2.
Относительное удлинение с повышением температуры
возрастает и имеет следующие значения:
т, ск s, %
293 12
573 37—48
773 42—62
Уран
91
Таблица 2.23
Относительное удлинение на 1% в зависимости
от температуры при воздействии силы долговременного
растяжения [33]
т, °к
300
500
800
Сила,
1°/
10s
j за
4,
2,
0,
кГ/см2
1000 ч
3
7
2
, вызывающая
удлинение
1%
относительное
за 10 000 ч
4,0
2,6
0,14
Образцы металла, имеющие предел прочности 21 —
35 кГ/см2у после холодной проковки увеличивают свою
прочность до 140 кГ/мм2. Увеличение прочности от на-
наклепа сопровождается уменьшением пластичности и спо-
способности к дальнейшим деформациям. Отжиг металла
при 773—973° К снимает образовавшийся после проковки
наклеп.
Модуль упругости в зависимости от способа приго-
приготовления образца колеблется в пределах от 9,8•103 до
17,0-103 кГ/мм2.
Твердость по Бринеллю #б имеет следующие значе-
значения, кГ/мм2:
при комнатной температуре 200
при 570 °К 104
при 773 °К 46
Известно большое число сплавов урана с различными
металлами: Al, Be, Сг, Си, Со, Bi, Mo, Ni, Zr и др.; теп-
лофизические свойства этих сплавов частично приво-
приводятся ниже.
Таблица 2.24
Упругие свойства поликристаллического урана при комнатной
температуре [29]
Характеристика образца
и метода испытания
Модуль
Юнга,
103 кГ/мм2
Модуль
сдвига,
10» кГ/мм2
Модуль
объемной
упругости,
103 кГ/мм2
Коэффи-
Коэффициент
Пуассона
Средние значения при стати-
статическом испытании на сжатие
17,82
7,42
9,94
0,20
92
Делящиеся материалы
Продолжение табл. 2.24
Характеристика образца
и метода испытания
Динамические испытания:
кованый уран
уран после выдавливания
в у-фазе
то же
литой уран
» »
Средние значения, рассчи-
рассчитанные по данным для мо-
монокристаллов
Модуль
Юша,
103 кГ/мм*
20,37
20,51
21,20
20,65
21,05
19,80
Модуль
сдвига,
103 кГ/мм2
8,33
8,40
8,47
8,47
8,47
8,19
Модуль
объемной
упругости,
10:< кГ/мм2
11,32
Коэффи-
Коэффициент
Пуассона
0,20
0,21
0,25
0,?2
0,25
0,21
2. ВЛИЯНИЕ РЕАКТОРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ
НА СВОЙСТВА УРАНА [29,42,49,53—56]
При Г<700°К в реакторе наблюдается распухание
урана (свеллинг) вследствие давления ксенона и крип-
криптона, образующихся в массе металла. При 0,1% -ном вы-
выгорании твердость урана увеличивается примерно на
30—50%, теплопроводность падает почти в 1,5 раза и
соответственно возрастает электрическое сопротивление.
В области температур более 1200°К нейтронное облуче-
облучение не оказывает влияния на металл [42].
Таблица 2.25
Зависимость прироста объема урана от выгорания
при температурах 780—820 °К [54]
Выгорание,
%
0
0,05
0,10
0,15
Увеличение
объема, %
со слЪ
Выгорание,
%
0,20
• 0,25
0,30
0,35
Увеличение
объема, %
3,0
3,8
4,4
5,0
Выгорание,
%
0,40
0,45
0,50
Увеличение
объема, %
6,0
6,4
7,0
Примечание Настоящая таблица справедлива для иелегированного
урана, обогащенного до 1,1%, имеющего форму блоков диаметром 40 мм и вы-
согон 1000 мм
Влияние облучения на свойства урана
93
Та-блица 2.26
Влияние облучения на размер урановой трубы,
выдавленной совместно с оболочкой из циркалоя [42]
Изменяемая характеристика
Изменение размеров при температуре
400 °К и энергии облучения
1 0 0 Мет - сутки/т
1500 Мет • сутки/т
Диаметр:
наружный
внутренний
Длина . . . .
Изгиб . . . .
Пузырение . .
+ 0,127
+0,203
+ 1,060
0,21
0,44
0,16
+0,102
+0,025
+0,230
Несущественный
Не наблюдалось
0,17
0,005
0,03
Примечание К сожалению, в источнике не указаны обогащение по
U235 и полные размеры тепловыделяющих элементов. Данные в таблице сле-
следует рассматривать как характеризующие процесс лишь с качественной сто-
стороны
В табл. 2.27 приведены результаты экспериментов по
облучению [42] в двух сериях трех цилиндрических об-
образцов из U235 диаметром 6,35 мм и длиной 25,5 мм.
В каждой серии образцы были в следующем состоянии:
1) отжиг в а-области, мелкозернистый материал,
имеющий явную текстуру прокатки;
2) отжиг в р-области, крупнозернистый материал,
текстура прокатки удалена термообработкой;
3) закалка из р-области, мелкозернистый материал,
текстура прокатки удалена термообработкой.
Эти образцы были облучены как в вертикально, так
и в горизонтально расположенных ампулах.
Таблица 2.27
Изменение характеристик образцов из U235, прошедших испытания
в реакторе при температуре до 450 °К, % [42]
Изменяемая характеристика
Облучение в вертикальной
ампуле при выгорании
0,011 ат. % 0,019 ат. %
Облучение в
горизонталь-
горизонтальной ампуле
при выгорании
0,019 ат. %
Отожженный в а-области
Длина — +2,5
Диаметр — —0,8
+4,1
—0,8
94
Делящиеся материалы
Продолжение табл. 2.27
Изменяемая характеристика
Плотность
Шероховатость, отнесенная к
диаметру
Облучение в вертикальной
ампуле при выгорании
0,01 1 ат. %
—
0,019 ат. %
—0,1
-1,04
Облучение в
горизонталь-
горизонтальной ампуле
при выгорании
0,019 ат. %
-0,09
—0,64
Отожженный в [J-об ласти
Длина
Диаметр
Плотность
Шероховатость, отнесенная к
диаметру
+ 0,34
+0,35
—0,09
+0,56
+ 0,4
+ 2,4
—0,1
+ 1,28
Закаленный из C-области
Длина
Диаметр
Плотность
Шероховатость, отнесенная к
диаметру
+0,5
+0,9
—1,0
0
+ 0,5
+0,7
—0,1
+0,08
Таблица 2.28
Влияние облучения на плотность металлического урана
при температуре 573 °К [29]
Выгорание, %
0
0,25
0,50
0,75
Уменьшение
плотности, %
1,2
2,3
3,0
Выгорание, %
1,00
1,^5
1,50
1,75
Уменьшение
плотности, %
3.5
3,8
4,1
4,2
Сплавы урана
95
Таблица 2.29
Влияние облучения и последующего отжига на свойства урана
при растяжении в условиях комнатной температуры [42, 57]
Выгорание,
ат. %
Необлучен-
ный уран
0,018
0,018
0,018
0,018
0,018
0,031
0,031
0,031
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,10
0,10
Температу-
Температура отжига,
°К
—
*
673
673
673
873
*
673
873
*
673
673
673
873
873
873
973
973
973
1073
*
1073
Длитель-
Длительность от-
отжига, ч
—
10
25
100
10
100
10
—
10
25
100
10
25
100
10
3**
10***
—
ю***
Предел
прочности,
кГ/мм2
68,0
55, О*4
52,6
53,4
52,5
60,0
53,4*4
55,5
57,8
61,8*4
55,7
54,5
57,8
61,4
56,9
61,3
36,9й4
28,1
34,5
25,3
54,3*4
22,6
Предел
текучести,
кГ/мм2
26,5
40,0*4
27,6
27,6
33,8
24,7
51,4*4
39,8
29,6
55,5*4
44,1
40,1
44,6
37,3
49,5
35,5
28,7*4
17,0
13,1
12,1
51,5 4
20,4
Удлине-
Удлинение, %
19 + 1
0,75*4
2,5
2,6
1,6
5,6
0,7*4
1,1
2,7
0,5*4
0,7
0,7
0,8
1,2
0,9
1,2
0,95*4
1,14
2,1
12,5
0,55'4
4,6
* В облученном состоянии.
** Нагрев со скоро :тью 4 0°К/«, выдержка 3 ч, охлаждение с печью
(~150°К/<0.
*** Нагрев до 873 °К и охлаждение со скоростью 40°К/</.
*4 Среднее значение измерений.
3. СПЛАВЫ УРАНА. ЛЕГИРОВАННЫЙ УРАН
Сплавы уран — алюминий [33, 35, 41, 42, 58]. Диа-
Диаграмма состояния системы U — А1 характеризуется тре-
тремя интерметаллическими соединениями: UA12, UA13 и
UA14. В зависимости от содержания алюминия темпера-
температура плавления сплавов изменяется следующим образом:
А1, ат. %
0,2—66,5
66,5—75,0
75,0—80,0
1378 + 5
1623-1-5
1003 -j-2
96
Делящиеся материалы
Таблица 2.3
Температура плавления, плотность и теплота
образования интерметаллидов [35, 41]
Соеди-
Соединение
UA12
UA13
UA14
т , °к
начало
1378
1623
1003
полное
1863
1863
1863
Y, кг/м,Ъ
8140
6800
5300
о
кдж/ моль
93 + 10
105±12
130 -j-13
Содержание А1
ат. %
65,6
75,0
80,0
вес. %
18,5
25,5
31,5
Таблица 2.31
Растворимость алюминия в уране [45]
Фаза
V
Y
Т, °К
1253
1073
Содержание
А1, вес. %
0,5
0,2
Фаза
Р
а
Т, °К
973
923
Содержание
А1, вес. %
0,11
0,1
Таблица
Теплофизические свойства сплавов U—А1 при 300 °К
[30, 33, 35, 41, 42, 58, 59]
2.32
Содержание
А1, вес. %
0
5
10
20
30
50
70
80-
90
V, 10» кг/ж3
18,7
17,8
17,3
15,5
13,8
10,6
7,5
—
V
кдж1{кг • град)
0,134
0,171
0,218
0,305
0,385
0,565
0,735
0,825
0,912
х.
em/ (м- град)
22,5
10,3
10,1
21,1
30,1
66,4
119,0
150,0
185,0
а, 10~ \/град
C00—900 °К)
15,0
15,5
15,9
16,8
17,7
19,6
21,3
22,2
23,1
Сплавы урана
97
Таблица 2.33
Теплопроводность сплавов U—А1 в зависимости от температуры
[30, 33, 34, 59]
т, °к
200
300
400
500
600
700
800
S00
1
14,1
14,0
13,9
13,9
13,9
13,8
13,7
13,6
X, вшЦм-град),
5
10,4
10,3
10,2
10,1
10,0
9,9
9,8
9,7
10
10,1
10,1
10,0
9,9
9,9
9,8
9,8
9,8
при содержании А1
¦
20 1
21,3
21,1
21,0
20,8
20,6
20,4
20,2
20,2
25
29,1
28,9
28,5
28,0
27,7
27,3
26,9
26,4
, вес. %
30
30,6
30,1
29,7
29,3
28,8
28,4
27,9
—
50
68,2
66,4
63,1
54,2
42,1
34,4
—
Таблица 2.34
Средние коэффициенты линейного расширения сплавов U—А1
в зависимости от температуры [30, 33, 34, 59]
т, °к
200
300
400
500
600
700
800
900
293—373
293—473
293—573
293—673
293—773
293—873
13,5
13,8
14,0
14,5
15,1
15,7
16,3
16,9
—
а, 10
2
13,
Н,
И,
15,
16,
16,
17,
is,
—
—
—
-6 j
8
1
7
4
1
8
4
1
/град, при
4 1
13,6
13,9
14,1
14,5
14,9
15,3
15,7
16,4
—
—
—
содержании
69,5
—
19,4
20,8
21,3
21,6
22,1
22,6
А1, вес. %
78,3
—
—
20,0
21,2
21,9
22,5
22,7
22,9
87
20
21
22
23
23
23
,5
,0
,1
,1
,2
,5
,6
Таблица 2.35
Толщина слоя UAlg, образованного на границе раздела
между ураном и алюминием при различных температурах,
времени выдержки и давлении 775 бар [59]
т, °к
793
793
Время
выдержки, ч
8
16
Средняя толщина
слоя UAI8, мм
2,365
3,426
Отклонение
от среднего, мм
±0,022
±0,052
4 В. G. Чиркин
Делящиеся материалы
Продолжение табл. 2.35
т °v
793
833
833
833
843
843
843
Время
выдержки, ч
24
16
24
29
8
16
24
Средняя толщина
слоя UAI3, мм
4,218
4,148
5,027
5,577
3,146
4,418
4,284
Отклонение
от среднего, мм
±0,128
±0,037
±0,064
±0,120
±0,029
+0,045
+ 0,130
Сплавы уран —железо [30, 33, 41, 58]. Диаграмма со-
состояния системы U — Fe характеризуется двумя интер-
интерметаллическими соединениями: UeFe и UFe2.
Таблица 2.36
Теплофизическая характеристика интерметаллидов урана [41, 45]
Соединение
U6Fe
UFe2
1098 (раз-
(разлагается)
1508
кг/м*
17,7
13,2
—Д#298'
кдж!молъ
84
-143
Содержание Fe
ат. %
14,3
66,6
вес. %
2,7
31,1
Эвтектики образуются при 12 вес.% Fe с темпера-
температурой плавления 998±3°К и при 54 вес.% Fe с темпера-
температурой плавления 1355±5°К.
Таблица 2.37
Теплофизнческие свойства сплавов U-—Fe при 300 °К [32, 41]
Содержание
Fe, вес. %
5
10
20
30
50
70
у, 10*
кг/м3
18,2
17,6
16,7
15,5
13,4
11,2
V
кджЦкг-град) •
0,127
0,145
0,179
0,210
0,280
0,348
em/ (м- град)
24
22
18
17
20
33
а, 10~~6
\/град
14,8
14,7
14,4
13,9
13,6
13,1
Сплавы урана
Сплавы уран — висмут [30, 31, 60, 61]. Диаграмма со-
состояния системы U — ЕН характеризуется интерметалли-
интерметаллическими соединениями UBi, U3Bi4 и UBi2. В зависимости
от содержания висмута температура плавления сплава
изменяется следующим образом:
BI, ат. %
0,5—50
50^-55
55—64
64—100
1400 ±30
1420 ±30
1280 ±20
543±0,5
Плотность интерметаллических соединений следую-
следующая, 103 кг/м3:
UBi
U3Bi4
UBi2
13,60
12,59
12,38
Таблица 2.38
Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения
сплавов U—Bi при 300 °К
Сплав
UBi
U3Bi4
UBi2
X, вт/(м-град)
9\
19
17
a, 10~~6 1/гряд
12
11
10
Сплавы уран — цирконий [33, 58, 59]. Согласно диа-
диаграмме состояния, сплавы U — Zr образуют непрерыв-
непрерывный ряд твердых растворов с температурой плавления
в интервале 860—973° К. Наибольшая растворимость
циркония в а-уране меньше 1 ат.%, а растворимость
урана в а-цирконии составляет 0,75 ат.%.
Теплофизические
Содержание
Zr, вес. %
5
10
у, 103 кг/ж8
18,05
17,5
свойства сплавов
V
кджКкг-град)
о,изо
0,1214
Таблица 2.39
U—Zr при 300 °К
вт/(м-град)
19
14
а, 10~~6
\/град
14,5
14,0
100
Делящиеся материалы
Продолжение табл. 2.39
Содержание
Zr, вес. %
20
30
50
70
Y, 1 О8 кг/м3
16,2
15,0
12,6
10,2
V
кдж/(кг-град)
0,1424
0,1591
0,1926
0,2261
х,
вт/(м-град)
9
6
5
6
а, Ю~6
1 /град
13,0
12,2
10,3
8,4
Сплавы уран — молибден [29, 33, 60, 61]. Практиче-
Практический интерес представляют сплавы, содержащие до
20 вес.% Мо, температура плавления которых 1400—
1560°К.
Таблица 2.40
Теплофизические свойства сплавов U—Мо при 300 °К [56, 60, 61]
Содержание Мо,
вес. %
0
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
у, 10* кг/м9
18,7
18,4
18,2
17,4
16,6
15,6
14,8
13,8
12,0
—
с¦ кдж/(кг-град)
0,1340
0,1176
0,1180
0,1185
0,1189
0,1193
0,1197
0,1202
0,1206
0,1210
0,1214
X, вт/(м-град)
22,50
25,08
23,26
24,42
26,75
30,24
39,54
52,34
67,45
73,27
108,16
Таблица 2.41
Изменение плотности сплава U—10 вес. % Мо в зависимости
от температуры облучения и выгорания [62]
Темпера-
Температура облу-
облучения, °к
473
523
573
623
673
723
Выгорание
U*3i, %
1,1
0,84
0,5
1,8
1,4
1,2
Уменьшение
плотности, %
1,0
1,5
1,8
2,0
2,1
2,2
Температура
облучения, °К
773
823
873
923
973
Выгорание
U235, %
1,2
0,8
2,2
2,0
0,6
Уменьшение
плотности, %
2,3
3,0
3,2
12,5
26,0
Сплавы урана
101
Таблица 2.42
Изменение размеров облученных образцов сплава
U—1,2 вес. % Мо [42]
Средняя температура
в центре, °К
674
795
821
840
Выгорание,
ат. %
0,25
0,33
0,22
0,22
Максимальное
увеличение
диаметра, %
9,9
13,0
7,7
9,6
Возрастание
объема, %
22,0
31,0
6,9
7,3
Сплавы уран — хром [33, 41]. Диаграмма состояния
системы U — Сг относится к простой системе эвтектиче-
эвтектического типа с некоторой растворимостью хрома в у- и
р-уране. При содержании 20 ат.%1 Сг образуется эвтек-
эвтектика с точкой плавления 1132° К. Растворимость хрома
в -у-уране при температуре эвтектики составляет 4 ат.%.
В интервале содержаний хрома от 0,5 до 95 вес.% спла-
сплавы имеют температуру плавления 1132±10°К (начало
образования жидкой фазы).
Таблица 2.43
Теплофизические свойства сплавов U—Сг при 300 °К [33]
Содержание
Сг, вес. %
5
10
20
30
50
70
Y, Ю3 кг/м3
18,0
17,8
16,8
15,4
13,2
10,9
V
кд ж/{кг-град)
0,1256
0,1424
0,1758
0,2093
0,2763
0,3433
вт/(м-град)
21,0
17,0
14,0
10,0
8,5
16,0
а, 10~~6
1 /град
14,5
14,0
13,0
12,1
10,4
8,5
Сплавы уран — бериллий {31, 41, 58, 63]. Уран с бе-
бериллием образует одно интерметалли^еское соедине-
соединение UBei3.
102
Делящиеся материалы
Таблица 2.44
Свойства интерметалл и да UBei3 при 300 °К [29]
Тип решетки
Размер элементарной ячейки, А
Плотность при 300 °К, кг/м3
Температура плавления, °К
Теплота образования, —A#S>98' кдж/моль
Содержание урана:
вес. %
кг/м3
Плотность литого, кг/м3
Кубическая
а=10,2568±0,0001
4374
2300-1-100
180-1-16
67,0
2940
4370
Таблица 2.45
Теплофизические свойства соединения урана с небольшим избытком
бериллия в зависимости от температуры [29, 41]
7\ °К
350
500
700
900
1100
1300
X, впг/(м-град)
105
93
75
62
53
45
с , кд ж/(кг-град)
1,94
2,63
2,81
—
а, 10~ \/град
14,0
14,5
16,3
17,2
18,1
—
Легированный уран [29, 35, 45, 46].
Таблица 2.46
Температура фазовых превращений легированного урана [29]
Легирующая
добавка, ат. %
Без добавки
0,5 Сг
Температура, °К
930
913—923
1042
1028—1033
плавления
1402
1383—1388
Сплавы урана
103
Продолжение табл. 2.46
Легирующая
добавка, ат. %
2 V
4 А1
2 Fe
?2 Мо
28 Мо
Температура, °К
925
928
948
933
1018—1038
1028
1043
848-1008
845—871
плавления
1388—1398
1375—1383
1088—1373
1383—1393
1473—1673
Примечание Из двух значений меньшее характеризует минимальную
температуру существования высокотемпературной фазы в равновесном сплаве, а
наибольшее соответствует температуре завершения превращения.
Таблица 2.47
Коэффициенты расширения поликристаллического нетекстурированного
урана и некоторых его сплавов в интервале температур 273—873 °К
[29, 33]
Материал
Поликристаллический уран в виде порош-
порошка (для 526—913 °К)
Восстановленный магнием уран после
р-закалки и отжига в а-фазе
Сплавы, содержание компонента, ат. %:
1 А1
4 А1
0,5 Мо
4 Мо
28 Мо
2 V
0,5 Сг
а, 10"~6
1 /град
14,2
14,7
13,4
13,8
12,5
13,0
9,9
12,6
13,1
Р. К)"9
1 /град
5,5
5,9
5,8
4,0
9,5
7,3
6,7
8,8
8,2
Длина образца при t°C подсчитывается по формуле
104
Делящиеся материалы
Таблица ?.48
Изменение объема при а -> ^-превращении в уране
и некоторых его сплавах [63]
Материал
Температура
превращения,
°К
Расширение
при превра-
превращении,
ю-3 %
Кальциетермический и магниетермический
уран
Сплав, содержание компонента, ат. %:
0,6 Сг
1 Сг
0,5 Мо
4,2 Мо
940
918
1110
1080
1210
3,4
2,7
3,5
3,4
2,7
Таблица 2.49
Увеличение толщины образцов сплавов U—Nb—Zr при малых
(<0,01%) степенях выгорания U235 [29, 53, 64]
Содержание компо-
компонентов, вес. %
(остальное уран)
Рабочая темпе-
температура, °К
Выгорание,
ат. %
Увеличение объема,
10
10
10
10
6 Nb+4Zr
6 Nb+2Zr
6 Nb+4Zr
6 Nb+6Zr
10,6 Nb
622
683
688
638
0,31
0,49
0,49
0,49
0,24
Незначительное
Незначительное
Таблица 2.50
Увеличение объема сплавов урана при больших степенях выгорания
[29, 48, 50, 64-67]
Содержание компо-
компонентов, вес. %
(остальное уран)
10,6 Nb-{-2Zr
10,6 Nb+6Zr
10,6 Nb4-4Zr
10,6 Nb
10,6 Nb
Рабочая
температура,
611
622
630
628
624
Выгора-
Выгорание, ат. %
1,0
1,12
1,30
1,32
1,29
Увеличение объема, %
общее
3,6
3,3
4,0
5,5
6,3
на 1 ат. %
выгорания
3,6
3,0
3,1
4,2
4,9
Сплавы урана
105
Продолжение табл. 2.50
Содержание компо-
компонентов, вес. %
(остальное уран)
10,6 Nb-j-4Zr
10,6 Nb+4Zr
Рабочая
температура,
630
943
Выгора-
Выгорание, ат, %
1,27
1,19
Увеличение объема, %
общее
5,7
4,8
4,3
4,0
на 1 ат. %
выгорания
4,5
3,8
3,6
3,4
Примечание. Не приведены исходные характеристики металла и раз-
размеры испытуемых образцов, поэтому данные в таблице имеют качественное зна-
значение.
Таблица 2.51
Изменение плотности и геометрии образцов урановых сплавов,
приготовленных в виде цилиндров диаметром 30 мм и высотой 100 мм,
за 500 циклов нагрева и охлаждения в интервале температур
300-900 °К [63]
Легирующая
добавка, вес. %
0,5 Nb
1,6 Nb
6 Nb
10 Nb
0,5 Nb+0,5 Al
1 Nb+0,25 Si
2 Mo+0,5Ir
1
теорети-
теоретическая
18,88
18,64
17,71
16,84
18,33
18,45
18,51
p, 10s кг/м*
до цикли-
рования
18,21
17,71
17,45
15,62
17,41
17,39
17,66
после ци-
клирования
11,97
15,79
17,43
15,45
11,30
10,64
17,92
Изменение, %
диаметра
4-19,6
+8,0
+0,8
+0,3
+28,9
+32,4
+0,2
высоты
+25,4
+3,6
+0,3
+0,3
+9,3
+ 41,0
—0,7
Таблица 2.52
Средние коэффициенты
линейного расширения сплава
U—20 вес. % Ри—5 вес. % Мо
[42]
т, °к
а, 10~~6 1/град
298—664
298—805
15,91
17,61
106
Делящиеся материалы
Таблица 2.53
Коэффициенты линейного расширения сплава U—20 вес. % Ри—
-—10 вес. % продуктов деления в зависимости от числа циклов
нагрева и охлаждения в интервале температур 293—983 °К,
1/град [42]
Число тепловых
циклов
1
2
3
4
5
293—783 СК
14,9
16,8
16,9
16,9
16,7
473 — 783 °К
15,6
18,5
19,4
18,3
18,9
883-983 °К
17,2
19,9
20,1
20,8
21,3
Таблица 2.54
Теплопроводность сплава U—20 вес. % Ри—5 вес. % Мо—10 вес. %
т, °к
479
586
706
продуктов деления
А, впг/(М'град)
14,5
16,2
20,4
[42]
808
826
868
X, впг/(м-град)
22,5
23,8
22,2
Таблица 2.55
Некоторые свойства сплавов U—20 вес. % Ри, содержащих
продукты деления (п.д.) и другие легирующие добавки [42, 65]
Состав сплава, вес. %
Твердость
по Бри-
неллю,
кГ/мм2
Плотность
при комнат-
комнатной темпера-
температуре, кг/мя
Температура
затвердева-
затвердевания, °К
75 U—20 Ри—5 п. д.
70 U—20 Ри—10 п. д.
65 U—20 Ри—15 п. д.
75 U—20 Ри—3,5 п. д.—1,5 Zr
70 U—20 Ри—7 п. д.—3 Zr
65 U—20 Ри—10,5 п. д.-4,5 Zr
75
95
76
84
75
73
17 860 + 20
17 030+20
16380±20
17 720 ±20
16 840 ±20
16 140±20
1133 + 10
1093±10
1073 ±10
Сплавы урана
107
Таблица 2.56
Теплопроводность сплава 70 вес. % U—20 вес. % Ри—10 вес. %
продуктов деления [68, 69]
т, °к
323
373
423
473
523
573
X,
em/{м-град)
9,63
10,89
12,56
13,82
15,07
15,91
г, °К
623
673
723
773
823
х,
em/(м-град)
18,00
19,26
20,10
22,19
23,03
т, °к
873
923
973
1023
1073
х,
em/(M'град)
23,86
26,38
27,21
28,05
30,14
Таблица 2.57
Рост урановых сплавов под облучением и при повышенных
температурах [42, 69]
Содержание
компонента, вес. %
(остальное уран)
2 Zr
1,2 Mo
1,2 Mo
Выгорание,
ат. %
0,25
0,30
0,40
т, °к
589
694
572
Увеличение
диаметра, %
0,04
0,10
0,13
Таблица 2.58
Значения коэффициентов диффузии между сплавом U—20 вес. %
Ри—10 вес. % продуктов деления и различными материалами
оболочек, 10-12 см2/сек [29, 42, 69]
Материал оболочки
1067 °К
Нерж. сталь ЭИ437
Нерж. сталь Х18Н9Т
Цирконий ,
Циркалой-2
Ниобий
Тантал ,
Титан
Молибден
Ванадий ,
Образовалась расплавленная эвтектика
То же
10,76 1239
5,43 640,1
16,81 125,8
Диффузия не наблюдалась 190,7
2,71 42,25
3,24 24,11
Не взаимодействует
108
Делящиеся материалы
4. ПЛУТОНИЙ И НЕКОТОРЫЕ ЕГО СПЛАВЫ
Плутоний, Ри, 94, А =242 [33, 35, 39, 41, 48, 50, 65—
67, 69, 73—85].
Изотопы: Ри232 (период полураспада 36 мин), Ри234
(9 ч), Ри235 B6 мин), Ри236 B,7 года), Ри237 (-40 су-
суток), Ри238 (89,6 года), Ри239 B,44-104 лет), Ри240
F600 лет), Ри241 A3 лет), Ри242 C,8-105 лет), Ри243
E ч), Ри244 A07 лет). Наиболее распространены изото-
изотопы с массовыми числами 239, 240, 241.
Таблица 2.59
Температуры аллотропических превращений и кристаллическая
структура модификаций металлического плутония [73—78]
Фаза
а
Р
У
ь
Элементарная ячейка
тип
Моноклинная
Моноклинная
объемноцент-
рированная
Ромбическая
гранецент-
рированная
Кубическая
гранецент-
гранецентрированная
о
размер, А
При 294 °К
а=6,18
6=4,82
с=10,94
Р=101,8
При 366 °К
а=9,23
6=10,45
с=7,82
Р=94,5
При 408 °К
а=3,16
6=5,77
с=10,16
При 593 °К
а=4,64
Плотность,
10s кг/м*
19,86±
±0,006
17,65±
±0,02
17,19±
±0,01
15,92±
±0,01
Темпера-
Температура фазо-
фазового пере-
перехода, °к
а-р
395 ± 2
479 ±3
592 ±5
Ъ-> ч]
724 ±4
Коэффициент
линейного
расширения,
10~в \/град
D6,8+0,056)
от 87 до 373 °К
33,86+0,11
от 406 до 470 °К
Среднее 34,7±
±0,7 от 483 до
583 °К по осям:
а=—19,7
6=4-39,5
с=+84,3
—8,6±0,3
от 593 до 713 °К
Плутоний и его сплавы
109
Фаза
"Л
$
Жид-
Жидкая
Элементарная ячейка
тип
Тетрагональ-
Тетрагональная объем-
ноцентри-
рованная
Кубическая
объемноцент-
рированная
—
о
размер, А
При 738 °К
а=3,33
с=4,46
При 763 °К
а=3,64
—
Продолжени
Плотность,
103 кг/м9
16,00 +
±0,01
16,48
16,5±
±0,08
Темпера-
Температура фазо-
фазового пере-
перехода, °к
749±5
—
912,5±
±2,1
г табл. 2.59
Коэффициент
линейного
расширения,
10~6 \/град
Среднее—16+28
от 735 до 758 °К
по осям:
а= +305
Ь=—659
36,5-1-1,1
от 772 до 823 °К
Объемное рас-
расширение 50 ±10
Принимаются следующие значения температур плав-
плавления и кипения плутония:
ГПЛ = 912,5±2°К;
ГКип=3500±200°К.
Таблица 2.60
Коэффициент линейного расширения а-плутония,
10-е х/град [81]
Коэффициент
линейного расширения
в направлении
axle
«2 НЬ
«»И с
«ср
75-300 °К
49ч-6
53+3
14±3
39±3
300—400 °К
68±6
77±4
35±5 .
60н-5
75—400 °К
55 ±7
60 + 5
20±4
45+5
по
Делящиеся материалы
Таблица 2.61
Скрытая теплота и изменение объема при аллотропических
превращениях плутония [42]
Превращение
у+Ь
г, °к
395
479
592
724
749
Скрытая теплота
превращения,
кдж/кг
4010
586
653
71
1968
Изменение объема
(fi- тг)'100' %
11,03
2,77
6,8
—0,1
-3,0
Давление пара жидкого плутония в зависимости от
температуры в интервале 1300—1800° К можно вычис-
вычислить по уравнению
lgp = G,895 ± 0,047) — 17587±73 мм pm. ст.
Плотность жидкого металла при температурах 918—
1200° К выражается формулой
yt= A7,567—1,451 ¦ Ю-3/) ±0,021 г/см*
и для сплава Ри — 7,93 ат.% Fe [42]
Y«= A6,888—1,369- Ю-3*) ±0,012 г/сж3,
где t — температура, °С.
Поверхностное натяжение о при угле смачивания 40°
на тантале определяется формулой
a cos 9= 1030—0,967 Т дин/см.
Таблица 2.62
Теплофизические свойства плутония в зависимости
от температуры [72, 74, 76]
Г, °К
ооо
V, Ю8 /Се?/At»
22,8
21,7
20,8
V
кдж/(кг-град)
—
em/ (м- град)
4,10
4,65
р, ю-8
ом-м
179
164,5
Плутоний и его сплавы
in
Продолжение табл. 2.62
г, ск
250
300
350
400
450
500
600
700
800
900
1000
у, 10* кг/м^
20,3
19,8
19,3
18,8
18,4
17,9
16,9
16,0
15,1
14,0
13,2
V
кджЦкг-град)
0,134
0,350
0,586
0,815
1,050
1,500
1,970
2,430
2,900
3,340
вт/(м-град)
4,Г5
5,23
5,50
5,80
6,10
6,40
6,98
7,60
8,20
8,75
9,30
р, ю~8
ом-м
157
150
143
136
129
122
108
93
78
64
50
Таблица 2.63
Коэффициент объемного расширения плутония [42]
Фаза
а
Р
P-Y
V
7-*8
0
Т, °К
297
390
—
406
465
—
490
574
—
601
708
у, 108 кг/м*
19,6
19,3
—
17,7
17,5
—
17,0
16,9
—
15,8
15,8
C*. 10"~6 1/град
170
—
150
—
111
—
—34
Объемное
расширение, %
—
48,6
—
+2,4
—
+6,8
11Й
Делящиеся материалы
Продолжение табл. 2.63
Фаза
о'
?
е-»> жидкость
Жидкость
т, °к
—
736
—
765
900
—
921
981
V, Ю3 кг 1м*
—
15,9
—
16,4
16,2
—
16,3
16,2
Р*, 10~~6 1/град
—
—
—
85
—
157
Объемное
расширение, %
—3,46
—0,8
—
* Данные для области от низких до высоких температур.
Таблица 2.64
Коэффициенты объемного расширения сплава Ри—2,25 вес. % Fe [42]
Фаза+PtieFe
а
Р
P-Y
Y
т, °К
297
383
—
410
470
—
495
569
V, Юа кг/м*
16,77
16,61
—
16,49
16,40
16,32
16,23
р*. 10~~6 \/град
112
_-.
89
—
76
Объемное
расширение, %
t
0,4
—
0,2
—
Плутоний и его сплавы
113
Продолжение табл. 2.64
4>a3a4-Pu6Fe
7->о
ь
Ъ-+ жидкость
Жидкость
т, °к
—
602
673
—
733
894
937
7, 1 0s кг/м*
—
15,96
15,80
—
16,04
15,76
15,68
Р*. 10~6 \/град
—
138
—
ИЗ
Объемное
расширение, %
1,4
—
—2,1
—
* Примечание то же. что и к табл. 2.63.
Таблица 2.65
Коэффициенты объемного расширения сплава Ри—2,36 вес. % Fe [42]
Oa3a+Pu6Fe
а
Р
Р-м
ь
т, °к
298
411
423
466
—
498
581
—
601
685
7, 103 кг/ж3
16,857
16,50
16,47
16,38
—
16,26
16,08
—
15,90
15,81
Р*, Ю~~6 \/град
—
133
—
137
—
65
Объемное
расширение, %
0,3
0,9
114
Делящиеся материалы
Продолжение табл. 2.65
Фаза+РибРе
В * ЖИДКОСТЬ
Жидкость
г, ск
—
743
808
V, Ю3 кг/мЗ
—
16,01
15,88
Р*. Ю~ 1/град
—
124
Объемное
расширение, %
— 1,9
—
* Примечание то же, что и к табл. 2.63.
Таблица 2.66
Теплота образования некоторых соединений плутония [29]
Соединение
PuH2
PuH3
РиО
Ри2О3
PuF4
—AW298>
кдж/моль
136,07
154,91
565,22
1620,29
1775,20
Соединение
PuF5
PuClg
PuCl4
PuO2
PuN
—АЯ298.
кдж 1 моль
1896,62
962,93
1381,64
1050,89
397,75
Соединение
PuC
PUF3
PuBr3
Pul3
Pu2S3
~"Л^298»
кдж(моль
138,16
1570,05
833,17
648,95
1197,42
Таблица 2.67
Механические свойства плутония [85]
фаза
а
а
а
а
а
Р
7
т
т, к
243
303
343
373
383
403
433
453
463
473
503
538
573
598
Предел
прочности при
растяжении,
кГ/мм*
40,0
35,6
30,7
24,4
23,1
8,46
3,93
2,50
2,29
2,06
3,09
2,42
1,41
0,63
Предел текучести
(при остаточной
деформации
0,01%) , кГ/мм*
35,2
22,5
10,6
9,51
8,60
7,21
2,76
1,83
1,55
1,53
2,70
2,03
1,15
0,55
Модуль
упругости,
kF/mmz
10 300
10 000
8 800
6 850
7 000
2 100
—
1 120
1250
700
266
Относительное
удлинение, %
0,018
0,068
0,43
1,00
—
294,0
570,4
503,2
325,9
121,0
50,0
57,2
50,1
67,3
Торий и его сплавы
115
Таблица 2.68
Упругие свойства плутония в зависимости от плотности
металла [82, 85]
Плотность,
кг/ м3
19500 + 20
19500 ±20
19480 ±20
19710±20
19740 + 20
Модуль Юнга,
1 О4 кГ/мм2
9,>9б±0,01
9,97±0,01
10,04-1-0,01
10,24±0,01
9,96±0,01
Модуль сдвига,
104 кГ/мм2
4,23±0,005
4,23±0,005
4,25±0,005
4,31±0,005
Коэффициент
Пуассона
0,175±0,005
0,177±0,005
0,181±0,005
0,186±0,005
Таблица 2.69
Изменение размеров сплавов Al—Pu под влиянием облучения [29,42]
Содержание
Pu, вес. %
5
10
15
20
Наибольшее увеличение
0
0
0
0
диаметра,
верх
,0711
,1524
,1524
,0635
мм
низ
0,06858
0,06350
0,04064
0,06604
Увеличение
длины, мм
0,28702
0,29264
0,22860
0,28448
Увеличение
объема, %
2,7—2,8
1,1—2,6
0,9—1,7
2,5—3,4
Примечание. Таблица составлена на основании опытов со стержнем диа-
диаметром 12,7 мм, длиной 50,3 мм при температуре 3 50 °К и выгорании
до 0,1 ат. %.
5. ТОРИЙ И НЕКОТОРЫЕ ЕГО СПЛАВЫ
Торий, Th, 90, А =232,038 [29—42, 50, 65, 86—88].
Изотопы: Th223 (период полураспада ~0,1 сек), Th224
(-1 сек), Th225 D80 сек), Th226 C1 мин), Th227 A8,2су-
A8,2суток), Th228 A,9года), Th229 G340лет), Th230 (8,0> 104 лет),
Th231 A,068 суток), Th232 A,39-1010 лет), Th233 B2,12лш«),
Th234 B4,1 суток), Th235 (<600 сек). Из всех изотопов
тория в природе присутствует лишь один Th232. Этот
природный изотоп радиоактивен и представляет собой
первый член семейства тория, заканчивающегося РЬ208.
116
Делящиеся материалы
Кристаллическая структура а-фазы (до 1670° К) гра-
нецентрированная кубическая, р-фазы — объемноцентри-
о
рованная кубическая. Параметры решетки а=5,089А.
Гпл = 2000±25°К;
Гкип>3800°К;
кдж/кг;
гисп = 2370—2800 кдж/кг.
Торий становится сверхпроводником при температу-
температурах 1,3—1,4° К.
При 300° К плотность тория теоретическая 11 720 кг/мг;
литого тория 11500—11600 кг/м3; иодидного, переплав-
переплавленного в дуговой печи 11 660 кг/мг.
Таблица 2.70
Теплофизические свойства металлического иодидного тория
[29, 42, 65, 87]
Т, °К
~0
100
200
250
300
350
400
450
500
600
700
900
1100
1300
1500
1700
1900
V, Ю3 кг/мя
11,617
11,608
11,604
11,600
11,596
11,592
11,588
11,584
11,576
11,568
11,552
11,536
11,520
11,504
11,488
11,473
V
кдж/(кг-град)
0,053
0,082
0,099
0,И5
0,130
0,150
0,162
0,176
0,207
0,238
0,300
0,361
0,424
0,484
0,545
0,608
впг/(м-град)
Сверхпро-
Сверхпроводник
40,4
38,0
33,8
35,6
34,4
33,3
32,1
31,0
28,6
26,2
21,7
16,8
12,0
7,5
2,8
—
а, 10"-6
\/град
9,0
10,0
10,6
11,1
11,6
12,1
12,6
13,1
14,2
15,2
17,3
19,4
21,6
23,7
25,8
28,0
р. 10~~8
ом-м
9,2
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
15,8
16,8
18,8 <
20,7
22,6
28,4
32,2
36,0
40,0
43,6
Допуск: у ±20 кг/ж3; ср ±0,003 кдж/(кг-град); X ±0,5 em/(м>град).
Торий подвергается тепловому старению при темпе-
температурах более 700° К; в результате старения его тепло-
теплопроводность снижается при 300° К до 20—25 впг/(мХ
Хград).
Торий и его сплавы
117
Таблица 2.71
Средние коэффициенты линейного расширения тория кованого,
прокатанного и отожженного при 1061 К в атмосфере аргона [29, 42]
т, °к
293—373
303—473
303—573
303—673
303—773
а, Ю~6 Мград
11,6
11,6
11,7
11,8
11,9
т, °к
303—873
303—973
303—1073
303—1173
303—1273
а, 10—6 \/град
12,0
12,5
12,3
12,5
12,7
Таблица 2.72
Теплопроводность тория вдоль нагартовки без отжига [29, 42] '
т, °к
373
473
573
673
X, впг/(М'град)
37
39
40
42
т, °К
773
873
923
X, впгЦм-град)
43
44
45
Таблица 2.73
Теплопроводность сплавов Th—U, вт/(мград) [29, 42]
Содержание U,
вес. % (остальное
торий)
0
10
20
323 °К
37
36
35
673 °К
41
41
39
873 °К
43
42
41
1073 °К
45
44
43
Таблица 2.74
Растворимость водорода в тории, ат. % [29, 42]
Т, °К
470
580
680
625
Растворимость
0,54
1,4
4,9
8,5
Т, °К
890
960
1100
Растворимость
12,9
17,0
25,3
118
Делящиеся материалы
Таблица 2.75
Растворимость углерода в тории, вес. % [29, 42]
г, °к
623
973
1173
Растворимость
0,2
0,3
0,4
Т, °К
1373
1473
1573
Растворимость
0,5
0,6
0,8
Таблица
Зависимость электросопротивления и теплоемкости
кристаллического тория от температуры [50]
2.76
т, °к
298
373
473
573
673
773
р, ю-8
ОМ'М
16,95
21,45
27,35
33,20
38,95
44,20
кдж/{моль-град)
0,027
0,028
0,029
0,030
0,031
0,032
Г, °К
873
973
1073
1173
1273
р, 10"8
ом-м
49,20
53,80
58,05
62,00
65,75
V
кдж 1 {моль-град)
0,033
0,035
0,036
0,038
0,040
Таблица 2.77
Давление пара и скорость испарения тория в зависимости
от температуры [50]
Г, °К
мм ptn. ст.
W,
2,
1,
1,
г/{см2-сек)
01
94
86
10-7
ю-6
Ю-5
Т, °К
2469
2704
3188
мм pm. cm.
w, г/{см2-сек)
1959
2104
2272
10~б
ю-*
ю-3
ю-2
ю-1
1
1,79.10-*
1.7Ы0-3
1,63-Ю-2
Торий и его сплавы
119
Таблица 2.78
Коэффициенты линейного расширения для необлученного
образца сплава Th—11 вес. % U [29, 42]
т, °к
293—373
293—573
293—773
а, 10~6 1/град
6,9
8,9
10,8
т, °К
293—973
293—1173
а, Ю" 1/град
12,8
13,0
Примечание. Коэффициенты линейного расширения более 25-10 6 1/град
наблюдались для облученных образцов. Этот эффект, по-видимому, был вызван
распуханием вследствие образования газообразных продуктов деления.
Таблица 2.79
Влияние легирующих добавок на механические свойства
отожженного листового иодидного тория [87]
Легирующая
добавка,
вес. %
Без добавки
0,09 С
0,13С
0,24 С
0,25 С
0,35 С
0,63 С
0,08 О
0,45 О
0,17 N
0,18 N
0,41 N
0,19 В
0,23 В
0,022 Be
0,066 Be
Предел
текучести при
остаточной
деформации
0,2 %, кГ/мм2
7,84
17,8
23,9
24,9
7,15
9,1
11,5
12,5
13,2
11,6
11,2
10,3
10,1
Предел
прочно ти
при растяже-
растяжении, кГ/мм2
13,8
24,6
31,8
28,0
41,0
30,0**
12,3
16,7
20,9
21,1
23,6
19,0
18,4
16,8
16,0
Удлине-
Удлинение, %
44
50
44
12*
20
43
41
32
33
32
28
34
35
30
Уменьше-
Уменьшение пло-
площади по-
поперечного
сечения, %
60
45
51
*
25'
54
46
54
54
48
70
71
73
69
Твердость
по Виккер-
су, кГ/мм2
45
105
128
157
205
224
45
53
69
68
74
64
63
53
48
* Разрушился в захватах.
** Разрушился без пластического течения металла.
120
Делящиеся материалы
Механические
Содержание U,
вес. % (остальное
торий)
0
1
3
5
7
\ свойства сплавов
Т а б л
и ц а 2.80
Th—U при растяжении [42]
Сплавы с иодидным торием
Предел
чести,
10
11
16
18
18
при 293 °К
теку-
кГ/мм2
5
2
1
2
,9
Предел
ности,
15
17
22
24
проч-
кГ/мм2
,4
,5
,4
,6
25Г,3
Сплавы с обычным торием
при 773 °С
Предел теку-
текучести, кГ/мм2
5,6
8,4
9,8
10,5
11,2
Предел проч-
прочности, кГ/мм2
7,7
9,8
11,9
12,6
12,6
Примечание. Все сплавы отожжены при 1073 °К в течение 2 ч.
Таблица 2.81
Распухание и потеря веса образцов сплава Th—2 вес. % U235,
облученных до выгорания 2 ат. % в потоке 1011 нейтрон/(см2сек)
при температуре 400 °К [29, 42]
Характеристика образца
Вес, г
Длина, мм
Диаметр, мм ....
Твердость #R . . .
Испытание на изгиб
(расстояние между
осями 25,4 мм)
Перед облучением
33,9022
38,1
9,85
40
Не разрушился (мак-
(максимальная нагрузка
1587,5 кг)
После облучения
33,5007
40,64
9,85
59
Хрупкое разрушение
(максимальная на-
нагрузка 2295,6 кг)
Таблица 2.82
Изменение размеров образцов сплава Th—10 вес. % U, облученных
при 920 °К до выгорания около 0,3 ат. % (начальная длина 38,1
диаметр 8,27 мм) [29, 42]
Номер образца
1
2
3
4
5
Увеличение, %
длины
0,2
1,5
2,5
1,9
диаметра
1,0
1,0
0,8
1,3
1,9
объема
2,4
3,9
4,3
4,8
—
Примечание. Отсутствуют исходные характеристики металла, следова-
следовательно, таблица представляет качественную сторону процесса.
Г Л А В A III
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ЯДЕРНОЕ ГОРЮЧЕЕ
И ДИСПЕРГИРОВАННЫЕ ДЕЛЯЩИЕСЯ МАТЕРИАЛЫ
1. ДВУОКИСЬ УРАНА
Двуокись урана, UO2 {26, 69, 89—118Э.
Содержание урана 88,2 вес. %, или 9690 кг/м3, при
YUO2 = 11 000 кг/м3
Гпл = 2920±Ю0°К;
гпл~67 кдж/моль;
кдж/моль.
Теплота образования при 300—1500° К равна
1100 кдж/кг. Порошок UnOm [89—94], по стехиометри-
ческому составу близкий к двуокиси урана, получают
восстановлением моноокиси урана водородом. Насыпной
вес такого порошка Yh= 1200 кг/м3.
Порошок 1Ю2, спрессованный три давлениях до
3000 кг/см2, превращается в брикеты с плотностью до
6640 кг/м3 [29, 42, 93—96].
Брикеты, стержни или изделия другой формы после
спекания имеют среднюю плотность в пределах от 7200
до 10 620 кг/м3.
Плотность плавленых изделий упл=Ю970 кг/м3.
По структуре UO2 имеет симметричную кубическую
решетку, в связи с чем она устойчива при облучении и
циклической смене температур. Порошок UO2 с раз-
размером частиц менее 0,1 мкм пирофорен и сгорает на
воздухе до U3O8 [91].
Нестехиометрическая фаза UO2+* существует до от-
отношения O/U = 2,245 при 1573° К и O/U = 2,255 при
1673° К [95—98].
122
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.1
Плотность спрессованных и спеченных изделий из порошкообразной
двуокиси урана при давлении прессования 2,8 т/см2 и спекании
в водороде при 2000 °К в течение 30 мин [69]
Метод получения UO2
Пиролиз азотнокислого ура-
нила до 1Юз, восстановле-
восстановление водородом
Осаждение диураната аммо-
аммония из раствора азотно-
азотнокислого уранила, разложе-
разложение и восстановление во-
диридим
Гидратация иОз путем мок-
мокрого размола, восстанов-
восстановление водородом
Отноше-
Отношение о/и
перед
спеканием
2,0iS
2,112
2,124
Плотность
108
после
прессова-
прессования
6,62
5,72
5,73
брикетов,
кг/м3
после
спекания
8,65
9,96
10,57
% теоре-
теоретической
плотности
78,75
90,0
96,5
Примечание. В таблице приведены усредненные характеристики.
Таблица 3,2
Коэффициент линейного расширения спеченной двуокиси
урана [69]
Т, °К
300—673
293—993
300—1173
а, Ю-6
1 /град
9,0
11,5
9,2
т, °к
673—1073
1073—1533
ос, 10~6
\/град
11,0
12,9
Таблица 3.3
Линейное расширение спеченной двуокиси урана [29,99]
г, °к
373
473
573
673
Линейное расши-
расширение, %
0,01—0,03
0,07—0,12
0,15—0,24
0,24—0,36
т, °К
773
873
973
1073
Линейное расши-
расширение, %
0,32—0,46
0,43—0,58
0,54—0,70
0,62—0,80
Двуокись урана
123
Таблица 3,4
Истинные значения теплоемкости двуокиси урана в зави-
зависимости от температуры [29,99]
т, °к
300
400
500
600
800
с , кдж1(кг-град)
0,245
0,264
0,281
0,292
0,318
г, °к
1000
1200
1400
1600
1800
с кдж/(кг-град)
0,326
0,335
0,338
0,343
0,349
Теплоемкость рассчитывается по формуле
с 0,2973 +
+25-10-6 Г—6000 Т~* кдж/(кг-град).
Таблица 3.5
Средняя теплоемкость двуокиси урана [69]
т, °к
273—473
273—673
с , кджКкг-град)
0,262
0,281
Г, °К
273—1173
273—1473
с , кджЦкг-град)
0,307
0,322
Таблица 3.6
Теплопроводность спеченной двуокиси урана в зависимости от
температуры и способа изготовления образцов (плотность 93,7%
теоретической), вт/(мград) [29,42]
Т, °К
323
373
423
473
523
573
623
673
Прессование
9,5
8,7
7,6
7,0
6,6
6,2
5,6
5,4
Выдавлива-
Выдавливание стержня
и спекание
8,4
7,6
6,7
6,4
5,7
5,5
5,3
5,0
т, °к
723
773
823
873
923
973
1023
1073
Прессование
5,2
4,8
4,6
4,4
4,2
4,1
4,0
3,8
Выдавлива-
Выдавливание стержня
и спекание
4,5
4,3
3,9
3,7
3,5
3,4
3,3
3,2
124
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.7
Теплопроводность спеченной двуокиси урана плотностью
9000 кг/мъ в зависимости от температуры, вт/(мград) [29,31]
Т, °К
473
673
873
1073
1273
1473
1673
Двуокись
урана стехио-
метрического
состава
6,9
6,5
5,3
4,9
4,5
3,9
3,4
Мелкозерни-
Мелкозернистая двуокись
у papa с из-
избытком кис-
кислорода
6,4
4,8 ,
3,7
3,0
2,6
1,9
1,7
т, °к
1873
2073
2273
2473
2673
2873
3073
Двуокись
урана стехио-
метрического
состава
2,2
2,0
2,8
3,8
5,2
7,0
9,0
Мелкозерни-
Мелкозернистая двуокись
урана с из-
избытком кис-
кислорода
1,4
—
—
—
Таблица 3,8
Теплопроводность спеченной двуокиси урана
в зависимости от температуры, пористости е
и плотности y, em/(м град) [100—104]
т, °к
273
373
473
573
673
773
873
973
1173
1373
1573
1773
Т=10 970
кг/ма
11,6±2,9
10,3±2,7
9,5±2,5
8,4 + 2,3
7,4±2,1
6,4±1,9
5,4±1,7
4,5±1,5
3,5 + 0,9
2,9±1,0
2,6±1,1
2,5±1,5
Т=Ю 450-^io 460
кг/ м9
8,8 + 1,0
7,4±0,7
6,5±0,5
5,3±0,4
4,8±0,4
4,2-1-0,4
3,9 + 0,4
3,5±0,5
3,0 + 0,5
2,7±0,5
2,6 + 0,6
2,5±0,7
7=8200-^8300
кг/м*
8,5 + 1,4
7,2±1,3
б,4±1,2
5,2±1,1
4,6±1,1
4,0±1,1
3,6+1,1
3,1±1,0
2,6±0,9
2,5+0,8
2,4 + 1,1
2,3 + 1,2
Двуокись урана
125
Таблица 3.9
Теплопроводность спеченной двуокиси урана плотностью
10 200 кг/м3 в зависимости от температуры при наличии нейтронного
потока 1010 нейтрон/(см2сек) (образцы в виде цилиндра
диаметром 14 мм, измерение сделано в реакторе) [31,105]
о*
473
673
873
5
4
3
и • град)
!
<<
,8
,5
,6
1073
1273
1473
и-град)
"ё"
3,0
2,9
3,0
о
1673
1873
2073
3
3
3
м-град)
1
,1
,2
,3
о
2273
2473
2673
3
3
3
1
I
А
,5
,6
Примечание. Образец предварительно облучался в нейтронном потоке
101* нейтрон /{см2 сек) при температуре 600 °К.
Таблица ЗЛО
Влиян ие облучения при температуре — 800 °К на теплопроводность
двуокиси урана плотностью 92% теоретической, вт/(мград)
[29, 42, 105]
Т, °К
323
373
423
473
523
573
623
673
Необлу-
ченная
иоа
8,7
7,5
6,8
6,4
5,8
5,5
5,0
4,7
UO2, предва-
предварительно об-
облученная
интеграль-
интегральным потоком
1.16.101»
нейтрон/см2
4,7
4,0
3,7
3,8
4,0
4,2
4,1
3,8
7, °К
723
773
823
873
923
973
1023
1073
Необлу-
ченная
ио2
4,4
4,2
4,0
3,7
3,6
3,4
3,3
3,2
UO2, предва-
предварительно об-
облученная
интеграль-
интегральным потоком
1, 16-Ю1»
нейтрон/см2
3,7
3,6
3,5
3,6
—
Примечание. В тепловыделяющем элементе цилиндрический сердеч-
оЬ
ник из двуокиси урана имеет градиент температуры АГ« —; при колебаниях
rik
мощности или теплового потока g изменения ДГ приводят к растрескиванию
двуокиси урана [69], поэтому в твэлах теплопроводность имеет иные значения ,
126
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.11
Теплопроводность двуокиси урана плотностью 92% теоретической
при 330 °К в зависимости от степени выгорания [105—108]
Число делений
в 1 еж» UO,
0
1014
5 1014
1-Ю1»
5-10"
1-Ю16
X, вт/(м-град)
6,5
6,2
6,0
5,8
5,0
4,8
Число делений
в 1 см3 UO2
5-10"
МО17
' 5-Ю17
1-Ю18
5-10"
1-10"
X, вт/{м-град)
4,6
4,6
4,6
4,6
4,5
4,5
Примечание. Данные приведены без учета изменения плотности дву-
двуокиси урана или ее растрескивания в процессе работы в реакторе.
Двуокись урана в тепловыделяющих элементах в
процессе работы реактора претерпевает структурные
изменедая, характер которых соответствует температур-
температурному полю. Наблюдается образование отверстия в
центре таблетки, а параллельно оси — образование
столбчатых крупнозернистых кристаллов; при этом чем
больше градиент температуры и время работы, тем
ярче проявляются такие изменения [93—102].
Оплавление спеченной двуокиси урана по оси ци-
цилиндрического твэла и повышение плотности до
10 950 кг/м3 сопровождаются образованием отверстия
радиусом Г\.
Если обозначить гх радиус, разграничивающий ци-
цилиндр на внешний с первоначальной плотностью yo и
внутренний с плотностью у, то можно записать, что
nrl
отсюда
Распределение температур в начале работы двуокиси
урана в реакторе при среднем коэффициенте теплопро-
теплопроводности % будет
&
Двуокись урана
127
Отсюда
4А
*к — ^ст — ~ V ст Тх)
4Х
Следовательно, оценка величины радиуса образую-
образующегося отверстия определяется из соотношения
'¦ =
Здесь qv — объемное тепловыделение.
Таблица 3,12
Давление паров UO2 и UOs, мм pm. ст. [109]
т, *к
1750
2000
2250
2500
Давление
пара UO2
5,1-Ю—7
6,9-10-5
3,0.10-3
1,4-10-2
Давление пара UO3 при давлении О2
10""в бар
1,60-Ю-з
1,39-10-2
7,70-10-2
0,309
Ю"~8 бар
1,60-10-4
1,39-Ю-з
7,70-Ю-з
3,09-10-2
Таблица 3.13
т, °к
1750
2000
2148
2228
Скорость испарения и давление пара двуокиси урана
стехиометрического состава [109, 119]
w, г/(см2 сек)
2,00-Ю-6
1,00-10-5
3,285-10-5
9,47-10-5
р, мм pm. cm.
5,1
1,59
4,62
ю-7
10-5
Ю-3
Ю-3
т, °к
2273
2500
3300
w, г/(см2-сек)
1,395-10-4
1,85-10-4
2,67-10-4
р, мм
7,94-
1,4-
1,94-
pm. cm.
Ю-3
Ю-2
Ю-2
Давление пара UO2 в атмосфере кислорода и кис-
кислородных смесей представлено ниже в виде уравнений.
Парциальное давление — р, мм рт. ст., температура —
Г, °К.
128
Высокотемпературное ядерное горючее
При давлении кислорода 760 мм рт. ст.
_!Li^ + 9,2019 (при 1419— 1760°К).
При давлении кислорода 150 мм рт. ст. и давлении
азота 610 мм рт. ст.
lgp = — ^-7 + 9,7060 (при 1507 — 1797°К).
При давлении кислорода 29 мм рт. ст. и давлении
аргона 731 мм рт. ст.
lgp= _
5.5 +8,1460 (при 1502-1593° К).
Прочностные характеристики двуокиси урана зависят
от способа спекания порошков и меняются в широких
пределах.
Таблица 3.14
Прочностные характеристики полностью спеченного брикета
двуокиси урана пористостью 10% [65]
Т, °К
300
500
800
1100
Модуль
упругости,
108 кГ/мм2
1,75-2,65
1,65—2,55
1,55—2,45
1,45—2,35
Предел проч-
прочности при
растяжении,
кГ/мм2
И
12
13
14
Предел проч-
прочности при
сжатии,
кГ?мм2
36
32
28
22
Твердость
по Моосу
8—9
Таблица 3.15
Совместимость UO2 с теплоносителями [29]
Теплоноситель
Совместимость
со.>
Вода
Водород
Жидкий сплав Na—К
Хорошая, по крайней мере до 1173°К
» » » до 573 °К
» до очень высоких температур
Данные статических испытаний различа-
различаются при температуре более 500°К
Окислы плутония
129
Таблица 3.16
Совместимость UO2 с металлами [29]
Металл
Алюминий
Бериллий
Нерж. сталь
Ниобий
Цирконий
Никель
Медь
Платина
Золото
Характер взаимодействия
Взаимодействие наблюдается при 773 °К
Совместима до 873°К
Совместима до 873°К
Взаимодействует при 1273°К и выше
» » 1073 °К и выше
Медленное взаимодействие при 1673 °К
Совместимы1 до температуры плавления этих ме-
металлов при кратковременном испытании
Примечание. Данные, приведенные в таблице, справедливы для вре-
времени менее 3000 ч. В случае двуокиси урана нестсхиометрического состава про-
процессы взаимодействия ускоряются за счет участия в реактивной диффузии сво-
свободного кислорода или урана [105].
2. ОКИСЛЫ ПЛУТОНИЯ
Двуокись плутония, РиО2 [33, 35, 109—118].
Содержание плутония 88,0 вес.%, или 10 110 кг/м3
при плотности 11 460 кг/м3.
Гпл = 24404-2630° К;
71„Ип = 3600±100°К.
Плутоний образует несколько устойчивых окислов:
РиО, Ри2О3, РиО2.
Таблица 3.17
Характеристика окислов плутония [41]
Окисел
\
PuO2
Ри2Оз
Ри2О3
Кристаллическая решетка
Кубическая гранецентрированная
Кубическая объемноцентрированная
Гексагональная
Теоретическая
плотность,
103 кг/ ж3
11,46
10,20
11,47
В ядерной технике используется главным образом
которая образует с UO2 ряд твердых растворов.
5 В. С. Чиркин
130
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.18
Теплофизические свойства двуокиси плутония, чистой и спеченной
с двуокисью урана при 300 °К [33,111—113]
Состав керамики,
вес. %
Ю0РиО2
75РиО2 — 25UO2
50PuO2 — 50UO2
25PuO2 — 75UO2
100UO2
11
11
11
11
10
о
,46
,30
,10
,o
,97
0
0
0
0
0
г-град)
"8"
?
**•
,251
,249
,248
,247
,245
6,
4,
4,
5,
11,
3
7
3
5
6
I
7
'o
«
9,7
10,3
10,5
10,0
9,0
Si
03 5
&a a>
С & О
DKO
2450
2480
2530
2650
3000
Таблица 3.19
Теплопроводность PuO2 в зависимости от температуры [105—118]
T, °K
200
300
500
700
X, em/(м-град), при плот-
плотности
11 460 кг/м*
7,2
6,3
5,2
4,2
10 00 0 кг/м9
5,1
4,3
3,5
2,9
т, °к
900
1100
1300
1500
>, em/(м
11 460 кг
3,6
3,1
2,6
2,2
-град), при
ности
10 000
2,
2,
1,
1,
плот-
кг/м*
4
0
7
4
3. ДВУОКИСЬ ТОРИЯ
Двуокись тория, ТЮ2 [29, 33, 35, 36, 65, 72, 116, 117].
Содержание тория в двуокиси тория 87,9%, т. е.
8800 кг/м3 при теоретической плотности 10 000 кг/м3.
Гпл = 3500=4=150° К;
Г„ш>4500°К,
Двуокись тория
131
Таблица 3.20
Теплофизические свойства двуокиси тория, спеченной до
плотности—-9960 кг/м3 [29,35]
о
200
300
400
500
600
700
а
0,2325
0,2351
0,2380
0,2400
0,2441
0,2452
а
5
d.
11,5
9,7
8,2
6,9
5,7
4,7
со
8,8
8,9
9,0
9,1
9,2
9,4
1:
800
900
1000
1200
1400
1600
1
.4
0,2495
0,2522
0,2550
0,2605
0,2663
—
а
1
I
3,9
3,3
3,1
2,8
2,5
2,3
со
9,6
9,8
10,0
10,2
10,4
10,6
Таблица 3.21
Линейное расширение брикетов из двуокиси тория с добавкой
0,5 вес % СаО в зависимости от температуры (плотность
брикета 9700 кг/м3) [29,35]
Г, °Kfj
273
373
473
573
Линейное
расшире-
расширение, %]
0
0,05
0,15
0,23
г, °К
673
773
873
973
Линейное
расшире-
расширение, %
0,32
0,40
0,48
0,58
т, °к
1073
1173
1273
1373
Линейное
расшире-
расширение, %
0,67
0,78
0,92
1,02
т, °К
1473
1573
1673
1773
Линейное
расшире-
расширение, %
1,14
1,25
1,36
1,50
Таблица 3.22
Тепловое расширение спеченных смесей из двуокиси
тория, двуокиси урана и окиси иттрия при нагревании
от 300 до 1100 °К [31,42]
ThO2
93,6
92,6
80
79
Состав смеси, вес. %
ио2
6,4
6,4
20
20
Y2O3
1,0
1,0
а, 10 6 \/град
9
10
8
10
132
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.23
Теплопроводность двуокиси
тория, пересчитанная на
нулевую пористость [116,117]
т, °к
373
873
1473
8
3
впг/(м-град)
,37-
,35-
2
-10,05
-4,19
18
Примечание. Пересчет на
нулевую пористость осуществляется
по методу, разработанному автором.
См. Чкркин В. С. Теплопровод-
Теплопроводность промышленных материалов. М.,
Машгиз, 195 7, стр. 50, а также ра-
работы [120,121].
Двуокись тория не превращается в высшие окислы и
практически не растворяет кислорода, в связи с чем
изделия из нее можно обжигать на воздухе. Предел
прочности ее при комнатной температуре составляет
8,44—10,55 кГ/мм2. Модуль ^ упругости A,41-^-2,46) X
X 10* кГ/мм2 [69].
ThCb образует с UCb непрерывный ряд твердых рас-
растворов, в связи с чем может быть использована в смеси
с керамическими материалами на основе урана.
Упругость пара ThCb рассчитывается по формуле
3i^
Таблица 3.24
Механические свойства двуокиси тория с добавками окиси
кальция [29]
Добавка, вес %
Без добавки
0,5
1,0
3,0
?, 1 О3 кГ/м*
8,02
9,65
9,5
9,0
Модуль
упругости,
1 О3 /сГ/лш2
13,7
14,6
24,7
30,5
Предел прочности, кГ/мм2
на изгиб
9,1
13,3
14,1
18,0
на сжатие
147
248
280
карбиды урана
133
4. КАРБИДЫ УРАНА [33, 35, 65, 122—129]
Монокарбид урана LJC имеет гранецентрированную
кубическую решетку, полуторный карбид U2C3 — объем-
ноцентрированную кубическую и дикарбид урана UC2 —
абъемноцентрированную тетрагональную решетку.
Таблица 3.25
Плотность при 300 °К и температура плавления карбидов урана
[29,35, 45]
Карбид урана
ис
U2C3
ис2
¦у, 103 кг/м3
теоретиче-
теоретическая
13,6
12,9
11,7
плавленого
карбида
13,03
12,88
11,28
Температура
плавления, °К
2700—2740
2000—2040
2770—2830
Содержание
урана, 1 О3
кг/ м3
13
12
10,7
На практике используются UC с пористостью выше
25% и плотностью ~ 10 200 кг/м3 и UC2 с плотностью
10 800—10 900 кг/м3.
Теплоемкость карбидов урана в интервале темпера-
температур 473—673° К вычисляется по формулам [109]
для UC:
Ср = 20,98+11,01-10 Г —8,04-Ю-5 Т2 дж/(моль-град);
для UC2:
Ср= 12,27+18,13-10-2 Г—13,27-Ю-5 Р дж/(моль-град).
Таблица 3.26
Теплоемкость UC и UC2 в зависимости от температуры [109]
т, ск
100
300
500
700
с
0
0
0
0
?д, кджЦкг
ис
,1320
,1415
,1510
,1607
-град)
ис2
0,1489
0,1615
0,1741
0,1867
т, °к
900
1200
1500
0
0
0
ср, кдж/(кг-град)
ис
,1692
,1845
,1989
ис2
0,1994
0,2183
0,2372
134
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.27
Теплопроводность монокарбида урана в зависимости
от температуры [29]
Т, CKL
373
423
473
523
573
х,
em/{м-град)
25,1
24,3
23,5
23,0
22,6
т, °к
623
673
723
773
823
X,
впг/(м-град)
22,2
22,2
22,2
22,6
23,0
т, °к
873
923
973
1100
К
вт/ (м- град)
23,7
24,3
25,1
26,5
Таблица 3.28
Теплопроводность дикарбида урана плотностью
10 800 кг/м3 в зависимости от температуры (по данным
А. Г. Харламова) [129]
т, °к
473
673
873
1073
х,
вш/{м-град)
12,8
13,0
13,7
14,5
г, °к
1273
1473
^ 1673
1873
X,
em/(м-град)
15,7
16,9
18,6
20,1
Среднее значение коэффициента линейного расшире-
расширения монокарбида урана в интервале температур 300—
1300° К составляет 10,5-10~6 1/град,
Таблица 3.29
Коэффициенты
т, °к
300—1300
1300
1600
1800
линейного расширения дикарбида
урана [42]
а, 10~~6
1/град
10,5
16,5
16,1
16,3
г, °к
?ооо
2100
2200
а, Ю~6
\/град
17,1
19,7
19,7
Карбиды урана
135
Монокарбид урана плотностью 10 200 кг/м3 имеет
твердость по Виккерсу 550—600 кГ/мм2; плотностью
10 800 кг/м3 — 700—750 кГ/м2.
Прочность на разрыв при 300° К составляет 12—
30 кГ/мм2, а на изгиб —8,4—35,0 кГ/мм2.
Таблица 3.30
Скорость испарения и давления пара монокарбида урана
т, °к
1878
1993
2118
W,
г/(см*
1
2
7
623-
905-
830-
сек)
10-7
10-7
10-7
3
6
1
р,
мм pm. cm.
,482
,240
,78Ь
10-5
10-5
ю-4
Т, °К
2283
5358
W
г/(см2
1,834-
4,155-
•сек)
10-6
ю-6
Р,
мм рт
4,335-
1,0-
. С!П.
ю-4
Ю-3
Таблица 3.31
Совместимость монокарбида урана с металлами [29]
Металл
Алюминий
Ниобий
Нержавеющая
сталь
Титан
Совместимость
Совместим до температуры плавления
алюминия
Совместим до 800 °К
» до 1300°К
» до 1400°К
Таблица [3.32
Совместимость монокарбида урана с теплоносителями [29]]
Теплоноситель
Характер взаимодействия
со2
Вода
Водород
Жидкий сплав
Na-K
Быстро окисляется при 800 °К и 8 атм
Разлагается при температурах выше 350 °К
Совместим до высоких температур B000 °К)
В статических условиях совместим при 1100 ®К в
течение 1 месяца
Примечание. Совместимость монокарбида урана с другими металлами
зависит от технологии приготовления карбида и от свойств окружающей среды.
При наличии воды или ее паров монокарбид разлагается с выделением водорода
и газообразных углеводородов. Монокарбид нестехиометрического состава дей-
действует на соприкасающиеся материалы или как углерод, или как уран [29,130].
136
Высокотемпературное ядерное горючее
5. КОМПОЗИЦИИ ДВУОКИСИ УРАНА С РАЗБАВИТЕЛЯМИ
Таблица 3.33
Теплофизические свойства при 300 К некоторых спеченных смесей
двуокиси урана с различными компонентами [33, 131, 132]
Состав смеси,
вес. %
юоио2
71UO2 + 29BeO
47UO2 + 53BeO
10UO2 + 90ВеО
lOUOaH- 90ThO2
60UO2 + 40A1
30UO2 + 70A1
ЮОВеО
кг/ ж3
10,97
4,8—4,9
3,2—3,6
2,3—3,0
10,2
4,9
3,5
2,87
Содержание
U в 1 ж3
смеси, кг
9680
3600
1900
300
—
2600
900
—
V
кдж/(кг-град)
0,245
0,432
0,600
0,915
0,239
0,472
0,711
1,00
вт/(м-град)
8,7—14,5
18,6—20,9
23,3—34,9
83,7—104,7
11,2
7,0
9,3
160
Таблица 3.34
Теплофизические свойства при 300 °К некоторых спеченных смесей
двуокиси урана" с графитом [33]
Состав смеси, вес. %
100 графита
3,8Ш2 + 96,2С
11,7UO2 + 88,3C
19,9UO2 + 80,lC
юоио2
«9
"й
О
1,7
1,75
1,88
1,93
10,97
кание U в
меси, кг
Содерг
1 Ж3 С]
—
67
220
3384
9680
0
0
0
0
0
<г-град)
А
,7118
,6952
,6612
,6235
,2450
[м>град)
1
46,0
20,1
18,1
17,6
11,6
1
СО
'с
а
5
6
9
о*
при 30<
0
3
,2
композиции двуокиси урана с разбавителями
137
Таблица 3.35
Тешюфизические свойства при 300 °К некоторых спеченных смесей
монокарбида урана с графитом [33]
Состав смеси, вес. %
I
100 графита
3,9UC+95,1C
11,7UC+88,3C
20,8UC+79,2C
23,7UC+76,3C
30,3UC+69,7C
100UC
1,70
1,78
1,89
1,99
2,09
2,22
13,03
69
221
414
495
673
13000
0,7118
0,6949
0,6482
0,5985
0,5813
0,5384
0,1415
46,0
45,5
54,4
58,6
68,8
57,2
20,0
5,0
6,7
10,5
Таблица 3.36
Коэффициент линейного расширения окислов урана, спеченных
с окисью диспрозия, в зависимости от температуры,
10~6 Мград [31,98]
г, °к
400
500
600
700
800
UO2-f 5 вес. %
Dy2O3
6,9
8,6
9,3
9,6
9,9
UOH-50
вес. % Dy2O3
4,2
5,8
6,7
7,1
7,4
7\ °К
900
1000
1100
1200
1300
UO2+5 вес. %
Dy2O3
10,1
10,2
10,4
10,6
10,8
UO24-50
вес. %Т>у2О,
7,7
7,9
8,0
8,2
8,3
Таблица 3.37
Теплопроводность двуокиси урана, спеченной
с добавками окиси иттрия, вт/(м- град) [42]
373
473
573
ио2
8,9
8,0
6,8
UO2+4 мол. %
Y2O8
6,2
UO2-H мол. %
Y2O8
7,5
6,7
5,9
138
Высокотемпературное ядерное горючее
Продолжение табл. 3.37
7\ °К
673
773
873
973
1073
1173
1273
1373
1473
1573
1673
ио2
5,8
5,1
4,4
4,0
3,6
3,5
3,4
3,3
3,2
3,2
3,2
UO2+4 мол. %
Y2O3
5,7
5,5
5,2
4,9
4,7
4,5
4,4
—4
UCVM мол. %
Y2O3
5,3
5,0
4,7
4,5
4,4
4,3
4,2
4,3
—
Таблица 3.38
Коэффициенты линейного расширения в вакууме
двуокиси урана, спеченной с добавками окислов иттрия
и ниобия при температуре 1300 °К [42]
Добавка, мол. %
Без добавки
» »
0,25 Y2O3
0,25 Nb2O5
1,0 Nb2O5
Теоретическая
плотность, %
97
96
96
96
93
а, 10 1/град
9,2
9,2
7,1
11,0
12,3
Таблица 3.39
Теплопроводность керметов в зависимости от температуры,
вт/(мград) [31,133]
Т, °К
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
1373
304 L
15,8
20,0
21,0
23,0
24,0
25,0
26,0
27,0
—
20 вес. %
UO24 304 L
11,0
12,0
13,0
15,0
17,0
19,0
20,0
21,0
22,0
40 вес. %
UO2+304 L
10,5
11,0
11,5
12,0
12,5
13,0
13,5
14,0
14,5
50 вес. %
UO2+304 L
10,3
10,5
10,5
10,9
И,1
11,3
11,5
11,7
—
60 вес. %
UO2+304 L
11,1
10,9
10,7
10,5
10,3
10,6
10,9
11,2
11,5
Композиции двуокиси урана с разбавителями
139
Таблица 3.40
Теплопроводность вольфрамовых и молибденовых керметов,
втЦмград) [134]
г, °к
373
473
573
673
773
50 об. %
UO2+W
52,0
49,0
46,8
45,0
44,0
60 об. %
UO24-Mo
32,0
30,5
29,0
28,0
27,5
70 об. %
UO2-j-W
27,0
26,0
25,0
24,8
24,5
Т, °К
873
973
1073
1173
1273
50 об. %
UO2+W
43,0
42,5
42,2
42,0
42,2
60 об. %
UO2+Mo
27,2
27,0
26,8
26,6
26,7
70 об. %
UO2+W
24,0
24,2
24,3
24,6
25,0
Таблица 3.41
Теплопроводность керметов, спеченных из порошков с частицами
различных размеров, em1{м град) [31,133]
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
1373
1473
Керметы из стали 304 L,
20
40
50
содержащие UO2, вес. %
60
100—150 мкм
10,89
12,35
13,82
15,28
16,95
18,00
20,10
22,61
—
—
10,47
10,89
11,30
11,93
12,35
12,77
12,98
13,19
—
—
10,26
10,68
11,10
11,51
11,72
11,93
12,14
12,35
—
—
10,89
10,89
10,59
10,63
10,68
10,72
10,76
10,80
10,84
10,89
60
50—100 мкм
10,47
10,47
10,89
10,26
9,88
9,42
9,13
8,29
7,75
7,33
т, °к
573
673
773
873
973
1073
Пр одолжение '
Керметы из стали 18-8, содержащие UO2
50
60 | 50
100—150 мкм
11,10
11,30
11,51
11,30
11,30
11,10
10,05
9,84
9,63
9,63
9,21
8,79
50—100
10,89
10,89
11,30
11,10
10,89
10,89
габл. 3.41
, вес. %
60
мкм
8,37
8,37
8,37
8,37
8,37
8,16
140
Высокотемпературное ядерное горючее
Продолжение табл. 3.41
Керметы из стали 18-8, содержащие UO2, вес. %
Т, °К
50
60
I
50
60
100—150 мкм
50—100 мкм
1173
1273
1373
1473
11,10
10,68
10,47
10,05
8,29
7,95
7,54
7,12
10,89
10,47
10,05
9,63
7,95
7,54
7,12
6,70
Таблица 3.42
Уплотнение спеканием керметов на основе двуокиси
урана [42,65]
Образец
70 об. % UO3-f 304L
80 об. % UO2+304 L
70 об. % UOa+Mo
% теоретической плотности
свежепрес-
свежепрессованный
67
68
69
спрессованный и затем
спеченный при
1535 °К и давлении
аргона 7 бар за 3 «
95
94
93
Таблица 3.43
Изменение твердости керметов U-f-UC в зависимости от
содержания углерода и способа обработки [135]
It
Твердость по Виккерсу,
кГ/мм*
О М
3" О О)
S.2S
it
x i
Твердость по Виккерсу,
кГ/мм2
250
440
550
250
330
400
250
305
360
620
680
700
430
450
460
390
425
380
Композиции двуокиси урана с разбавителями
141
Таблица 3.44
Плотность композиций на основе UO2 и полиэтилена при 300 °К
[136]
Содер-
Содержание
ио2,
вес. %
0,8
18
25
V, Ю3
кг/м3
1,0
1,1
1,2
Содер-
Содержание
ио2,
вес. %
33
38
кг/м3
1,3
1,4
Содер-
Содержание
ио2,
вес. %
43
47
53
V. Ю3
кг/м3
1,5
1,6
1,7
Содер-
Содержание
ио2.
вес %
53
55
58
V. Ю8
кг/м3
1,8
1,9
2,0
Примечание. Плотность чистого полиэтилена 7=920 кг/м3.
Таблица 3.45
Коэффициент теплопроводности композиций на основе
ио2,
т, °к
273
283
293
303
313
323
333
343
353
363
полиэтилена
Полиэтилен
0,303
0,296
0,290
0,280
0,275
0,270
0,250
0,252
0,246
0,244
и сажи, вт/(мград) [136]
Полиэтилен-Ь
+20 вес. % UO2
0,313
0,305
0,296
0,285
0,275
0,270
0,250
0,250
0,242
0,240
Полиэтилен+
+ 20 вес. % UO2+
'+20 вес. % сажи
0,373
0,356
0,364
0,360
0,353
0,350
0,343
0,335
0,330
0,328
Таблица 3.46
Коэффициенты линейного расширения композиций* на
основе ibOg, полиэтилена и сажи в интервале температур
283—333 °К [136]
СостаЕ
полиэтилен
100
70
60
60
композиции, вес.
и3о8
30
20
20
%
сажа
20**
20***
аср, 10 6 {/град
230
230
220
190
* Образцы предварительно состарены путем выдержки при
повышенной температуре.
** Без связующего реагента.
*** С дикумилпероксидом.
142
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.47
Результаты механических испытаний композиций на основе
окислов урана и полиэтилена [136]
Состав композиций,
Пол иэти-
лен
100
90
70
50
90
70
50
ио2
10
30
50
—
вес. %
и3о3
10
30
50
Сопротивле-
Сопротивление на раз-
разрыв, кГ/см3
215
147
137
121
157
145
131
Предельное
удлине-
удлинение, %
725
553
510
50
620
540
53
Твердость
по Бринел-
лю, кГ/см2
70
79
129
164
84
149
207
6. НЕКОТОРЫЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
ДЕЛЯЩИХСЯ МЕТАЛЛОВ
Таблица 3.48
Теплофизические свойства высокотемпературных соединений
урана, плутония и тория [65] <
некие
еди
5
и3о8
UN
UaN3
UNa
U3Si
USi
USi3
USi2
1
о
7,90
14,32
11,24
11,73
15,6
10,4
8,15
9,25
я S *
6,7
13,5
10,3
10,5
15,0
9,3
6,02
7,48
о
ч
2800-3100
2900—3200
Разложение
при 2,5 ama
1200
1870
1773
1870
[кг-град
0,310
0,250
—
0,1592
0,2231
0,3266
0,2723
а
5g
6,8
17
21
19,7
16
18
17
со
|
О
«
14,3
9,9 при
300-2000 °К
—
13 при
300-500 °К
17 при
300-1000 °К
9,2
9,5
9,3
Высокотемпературные соединения делящихся металлов 143
Продолжение табл. 3.48
нение
к
cf
Сое,
U3Si2
UA13
UP
UBe13
US
PuCl-*
1 —x
PuBe13
PuFe2
Pu2C3
PuAl2
PuAl3
PuAl4
PuN
ThC
ThC2
ThSi2
|
0
12,2
6,8
10,3
4,37
10,87
13,99
4,30
12,53
12,70
8,09
6,89
6,11
9,87
—
II?
O«ee
11,3
5,0
9,15
2,94
9,6
12,90
2,92
8,53
5,90
6,60
5,15
3,52
9,32
—
0
1940
1623
2300
2700
1924
(разложение)
1970
1500
2320
(разложение)
1750
1540
1190
2895
2925
1600
кг-град)
0,2429
0,991
1,94
1,94
—
—
—
—
«0.
14
26
10,5
11,0
90
—
—
—
—
—
—
—
I
CD
1
'©
8*
15,5 при
300-500 °K
15,0 при
300-1000 °K
21
—
14,0
—
28
14
—
17
—
—
—
—
—
Примечание. В таблице значения у даны для 293 °К, с — для интер-
интервала температур 300—400 °К, а—для 273— 373 °К и X— при 400 °К. Пара-
Параметры X и а соответствуют приведенным значениям плотности.
Таблица 3.49
Тепловое расширение U3Si [29]
Т, °К
293—473
293-573
293—673
293—773
а, 10 1/град
13,0
13,4
14,2
14,9
Т, °К
293—873
293—973
293—1023
а, 10 1/град
15,8
16,8
17,5
144
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.50
Тепловое расширение U3Si2 [29,132]
т, °к
293—473
293—573
293—673
293-773
293—873
а, 10 1/град
15,5
15,3
15,2
15,3
15,2
т, °К
293—973
293—1073
293—1173
293—1223
а, 10 6 1/град
15,1
15,0
14,7
14,6
Таблица 3.51
Совместимость U3Si с теплоносителями [29,137]
Теплоноситель
Характер взаимодействия
Воздух
Вода
Водяной пар
Устойчив до 470 °К; значительное взаимодействие
при 570 °К; быстрое взаимодействие (привес 20%
и разрушение за 30 мин) при 670 °К
Скорость коррозии 50 мг1 (см2- месяц) при 530 °К и
1400 мг/'(см2-месяц) при 590°К
Скорость коррозии несколько больше, чем в воде,
и чем выше давление и температура, тем быст-
быстрее материал разрушается
Таблица 3.52
Совместимость U3Si2 с теплоносителями [29,137]
Теплоноситель
Характер взаимодействия
Воздух
со2
Водород
Вода
Жидкий сплав
Na-K
После 7,5 ч при 670 °К привес образцов состав-
составляет 1—19% с полным разрушением
Устойчив до 400 °К
Несовместим
Разрушается при Т > 500 °К
В статических условиях не взаимодействует при
1073 °К в течение недели
Соединения урана с кремнием при температурах до
900 °К совместимы в течение 1000 ч с Nb, Та, Mo, W.
Высокотемпературные соединения делящихся металлов 145
Мононитрид урана UN [138]. Теоретическая плот-
плотность мононитрида урана при 300° К у= 14 320 кг/м3;
содержание урана в единице объема 13 520 кг\мъ. Теп-
Теплопроводность UN зависит от химического состава и
технологии изготовления. Теплопроводность образца,
имеющего состав, вес. %: U — 94,3; N — 5,32, С—0,034,
О — 0,047, плотностью 14 020 кг/мг, возрастает линейно
от 16 вт/(м-град) при 473 °К до 21 вт/(м-град) при
1073° К. Образец, имеющий состав, вес. %: U —94,57,
N — 5,38, С —0,046, плотностью 13 900 кг\мъ изменяет
теплопроводность от 14,5 вт/(м-град) при 450° К до
26,5 вт/(м-град) при 1313°К.
Коэффициент линейного расширения в интервале
температур 293—373° К составляет 7,4-Ю l/град и при
температурах 300—1800° К — 9,9-10~6 1/град.
Электросопротивление при 298°К равно 1,52-10~6ожХ
Хм, при 1273° К— 1,82- Ю-2 ом-м.
При температурах более 1800°К мононитрид урана
заметно разлагается с улетучиванием азота.
Гексафторид урана UF6 [35]. Тройная точка равна
337,21° К при 1134 мм рт. ст.;
Гкр = 503°К; Аф = 45,4 бар.
При 760 мм рт. ст. температура возгонки ГВОзг=
= 329,5° К- Плотность твердого UF6 5060 кг/ж3 при
293,8° К, жидкого 3674 /сг/ж3 .при 337,11° К.
При температуре, соответствующей тройной точке,
Гвозг=48,127 кдж/(кг-град); гпл= 19,209 кдж/(кг-град);
Гисп = 28,918 кдж/(кг-град). Теплота растворения в воде
при 300° К составляет 380,58 кдж/(кг-град).
При комнатной температуре гексафторид урана —
бесцветное кристаллическое, твердое вещество, -возго-
-возгоняющееся при атмосферном давлении и Г<329,5°С без
плавления. Пары UF6 ведут себя приблизительно как
идеальный газ.
146
Высокотемпературное ядерное горючее
Таблица 3.53
Плотность жидкого UFe в зависимости от
температуры [35]
т, °к
340
360
380
400
420
V, Ю3 кг/м9
3,65
3,57
3,44
3,32
3,15
т, °К
440
460
480
503 (критич.)
V, Ю8 кг/м*
2,95
2,65
2,19
Таблица 3.54
Приближенные значения плотности пара UF6 в зависимости от
температуры и давления [35]
г, °к
300
350
400
450
500
15
2,8
2,4
2,0
1,7
1,4
V, кг/м5
50
8,6
7,8
6,9
6,1
5,3
f при давлении
100
14,8
13,5
12,1
10,8
9,4
, мм pm. cm.
200
36,5
31,8
27,2
22,5
18,0
300
54,9
49,8
44,3
39,3
33,1
ГЛАВА IV
КОНСТРУКЦИОННЫЕ СПЛАВЫ И СТАЛИ
НА ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ
ЧУГУН И МЕДЬ
1. НИКЕЛЬ
Никель, Ni, 28, Л = 58,71 [139—141].
Изотопы: Ni58, Ni60, Ni61, Ni62, Ni64, Ni65.
При давлении 760 мм рт. ст.:
Гпл= 1725+5° К; гпл = 305+8 кдж/кг;
Гшш=3070+80° К; гьип = 7200+42 кдж/кг.
Таблица 4.1
Теплофизические свойства никеля чистотой 99,99%
[13, 14, 34, 139—141]
г, °к
100
123
223
293
343
373
423
473
523
573
623
673
723
773
823
873
923
973
1023
1073
1123
V, 10е кг/мз
—
8,90
—
8,89
—
—
8,87
—
8,87
—
—
8,86
—
с , кджЦкг-град)
0,423
0,430
0,442
0,457
0,464
0,470
0,480
0,488
0,498
0,502
0,510
0,518
0,524
0,530
0,535
0,540
0,548
0,551
0,560
0,565
0,570
X, вт/(м-град)
127
122
114
92
86
83
78
74
71
68
66
64
63
62
60
60
59
58
58
57
57
а, 10~~6
\/град
5,4
7,6
11,4
13,3
14,5
15,0
15,5
15,9
16,3
16,6
16,8
17,1
17,3
17,5
17,6
17,7
17,8
17,9
18,0
18,0
18,1
148
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
т, ск
1173
1223
1273
1323
1373
1423
1473
1523
1R73
V, 103 кг/м9
8,85
«
—
—
8,83
Продолжение
У
кдж/Скг-град)
0,575
0,578
0,580
0,581
0,582
0,583
0,584
0,585
0,586
впг/(м-град)
56
56
55
55
55
55
55
55
55
габл. 4.1
а, 10~6
1/град
18,2
18,2
18,2
18,3
18,3
18,3
18,3
18,3
18,3
Таблица 4.2
Теплопроводность технических сплавов никеля в зависимости
от температуры, emI(м-град) [34, 142, 143]
Сплав
Состав
сплава,
вес. %
Никель чисто-
чистотой 99,2%
Нихром
Нихром
(Х20Н80Т)
Ферронихром
(Х15Н60)
Ферронихром
Мельхиор МН19
Мельхиор
МНЖМц
30-0, 8-1
10 Сг,
ост. Ni
20 Сг,
ост. Ni
15 Сг,
17 Fe,
1,5 Мп,
1 Si,
ост. Ni
15 Сг,
20 Fe,
4 Мп,
ост. Ni
19(Ni+Co)
ост. Си
30 (Ni+Co)
0,8 Fe,
1 Мп,
ост. Си
67,5
17,1
12,2
11,8
11,6
37,6
37,1
62,7
18,9
13,8
13,3
11,9
58,0
20,9
15,6
14,6
12,2
22,8
17,2
16,1
12,4
52,2
24,7
19,0
17,5
12,7
12,9
56,8
22,6
13,1
Никель
149
Продолжение табл. 4.2
Сплав
Состав
сплава,
вес. %
Константан
МНМц 40-1,5
Копель МНМц
43-0,5
Монель ,
НМЖМц
28-2,5-1,5
Монель К
(США)
Нейзильбер
МНЦ 15-20
Алюмель
НМцАК 2-2-1
Хромель ХН9
Манганин
МНМц 3-12
Инвар
40 (Ni+Co),
1,5 Мп,
ост. Си
43(Ni+Co),
0,5 Мп,
ост. Си
28 Си,
2,5 Fe,
1,5 Мп,
ост.
(Ni+Co)
27 Си,
<2 Fe,
<1 Мп,
<1 Si,
3 А1,
ост.
(Ni+Co)
15 (Ni+Co),
20Zn,
ост. Си
2A1
2 Мп,
1 Si,
OCT.
(Ni+Co)
9 Cr,
OCT.
(Ni+Co)
3 (Ni+Co),
12 Mn,
ост. Си
35 Nf,
ост. Fe
20,9
24,2
22,1
25,1
125,3
32,7
16,0
21,7
11,0
23,3
26,3
30,6
24,4
27,6
30,2
140,7
157,0
174,5
17,8
26,4
11,4
19,8
31,4
12,0
21,6
36,0
12,
37,2
33,7
194,2
23,5
209,3
229,1
Примечание. (Ni+Co)
месь в никеле.
означает, что кобальт присутствует как при-
приТаблица 4.3
Свойства некоторых сплавов никеля при комнатной температуре [34, 142—144]
ел
о
Сплав
Сплав ТП
(МН 0,6)
Сплав ТБ
(MrilD)
Мельхиор
Константан
Копель
Монель
Нейзиль-
оер
Алюмель
Хромель
Нихром
Феррони-
хром
Манганин
Состав сплава, %
(остальное Си)
NI+<1% Co
0,57—0,63
15,3—16,3
29—33
39—41
43—44
65—70
13,5—16,5
93—96
88,7—91
79—81
62—71
2,5—3,5
Легирующие
элементы
—
0,6—l,0Fe,
0,8—1,ЗМп
1—2 Мп
0,1—1,0Мп
2—3Fe,
1,2—1,8Мп
18—20Zn
1,8^-2,5А1,
0,85—1,15Si,
1,8—2,2Мп
9—ЮСг
19—21Сг
14—18Fe,
1—2Мп,
14—16Сг
11—13Мп
V, 10»
кг/м3
8,06
9,02
8,90
8,90
8,90
8,80
8,70
8,48
8,71
8,34
8,37
8,40
ос,
10 6
\/град
12,0
15,3
16,0
14,4
14,0
14,0
18,4
13,7
12,8
13,0
13,0
16,0
л,
вт/(мх
Хград)
157,4
88,5
37,6
20,9
24,1
25,1
125,3
32,6
16,0
16,7
14,7
21,7
Временное
сопротив-
сопротивление,
кГ/мм2
25—30
39
38—43
40—50
40—50
50—60
34—46
56
60—70
65—85
60—70
50—55
Предел
текучести,
кГ/мм2
16
18
—
23^28
—
,—
28
—
Удлине-
Удлинение, %
35
26
35
30—50
28—36
40
35—45
36
35—48
20—35
20—30
30
"б.
кГ/мм2
50—60
—
60—70
75—90
85—90
120—130
70
120—130
150
—
160
120
Р' о
10 8
ом-м
0,316
2,20
2,86
4,80
4,90
4,20
2,86
3,20
6,74
10,8
11,2
4,3
Никель
151
Мельхиор [70,142]
Состав
Ni+Co
29—33
0
сплава
Fe
,6—1,0
МНЖМи
Мп
0,8—1,3
30-0,8-1,
РЬ
<0,005
вес. %
с
<0,05
Таблица 4.4
(ГОСТ 492—52)
SI
<0,15
Си
Ост.
Температура отжига 1053—1083° К. Низкотемпера-
Низкотемпературный отжиг — при 523—573° К.
Плотность 8900 кг/м3 при 293° К.
Коэффициент линейного расширения в интервале
температур 300—600° К 16-10 1/град.
Теплопроводность при 300° К 37,5 вт/(м-град).
Нейзильбер [70,142]
Таблица 4.5
Состав сплава МНЦ 15-20 (ГОСТ 492-52), вес. %
Zn
18—22
Ni+Co
13,5—16,5
Fe
<0,5
Si
<0,15
Mn
<0,3
Pb
<0,02
Bi
<0,002
Си
Ост.
Температура отжига 973—1023° К. Низкотемператур-
Низкотемпературный отжиг — при 523° К.
Плотность 8700 кг/м* при 293° К.
Коэффициент линейного расширения в интервале тем-
температур 300—400° К 16,6-10 1/град.
Теплопроводность при 300°К 125,3—135,6 вт/(мХ
Хград).
Монель-металл [70,142]
Таблица 4.6
Состав сплава НМЖМц 28-2,5-1,5 (ГОСТ 492—52), вес. %
Fe
2—3
Мп
1,2—1,8
Си
27—29
Nl+Co
Ост.
РЬ
<0,002
С
<0,2
В!
<0,002
As
<0,01
Sb
<0,002
152
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Температура горячей обработки 1453—1198° К, тем-
температура отжига 1073—1123° К, температура начала ре-
рекристаллизации 698° К.
Плотность 8840 кг/м3 при 293° К.
Коэффициент линейного расширения в интервале
температур 273—373° К 14 • 10 If град; 300—600° К
15-Ю-6 1/град.
Теплопроводность при 300—400° К 25 вт/(м-град).
Таблица 4.7
Влияние облучения нейтронным потоком 1,2-1012 нейтрон!(см* сек
при интегральном потоке 5-Ю19 нейтрон!см2 на механические
свойства никеля [140]
г, °к
78
195
293
473
Предел текучести,
кГ/мм*
ДО
облуче-
облучения
26,6
26,4
25,4
23,5
после
облуче-
облучения
63,9
52,5
43,2
37,8
Предел прочности,
кГ/мм2
До
облуче-
облучения
61,5
49
41,2
35,8
после
облуче-
облучения
73,5
55,1
44,2
41,2
Удлинение, %
До
облуче-
облучения
31,6
40,6
34,4
27,0
после
облуче-
облучения
15,0
23,8
23,4
18,5
2. ХРОМ
Хром, Сг, 24, Л = 51,996 [145—147].
Изотопы: Сг50, Сг52, Сг53, Сг64.
При давлении 760 мм рт. ст.:
Г„л = 2150±80°К; гпл = 280±20 кдж/кг;
Гкиц=2850±100°К; г„сп=6200±40 кдж/кг.
Таблица 4.8
Теплофизические свойства хрома [145]
г, °к
200
300
400
500
600
700
1 О3 Укг/м*
7,190
7,183
7,180
V
кдж/(кг-град)
0,4*40
0,448
0,462
0,478
0,500
0,524
X,
вт/(м-град)
72
67
58
50
45
40
а, Ю""*6
1 /град
5,4
6,2
7,4
7,8
8,2
8,5
р,
10~~8 ом-м
16,0
12,8—12,9
18,7
23,4
28,1
33,2
Хром
153
Продолжение табл. 4.8
т, °к
800
900
1000
1200
1400
ю3
7,
1'г/м*
172
—
V
кдж/(кг-град)
0,550
0,584
0,608
0,668
0,728
em/{м-град)
35
32
31
30
29
а, Ю"
1 /град
8,7
8,9
9,2
9,5
9,8
р.
10~8 ом-м
39,1
44,7
50,5
63,8
79,7
Таблица 4.9
Давление пара хрома в зависимости от температуры [145]
г, °к
р, бар
1350
(тв.)
1 -10—в
14G5
1-10-5
1600
ыо-4
1755
ыо-3
19G0
ыо-2
2495
(ж)
1
Хром имеет аномалии: например, при температуре
310° К наблюдается скачкообразное изменение модуля
упругости, электросопротивления и коэффициента линей-
линейного расширения. Компонент теплопроводности хрома,
обусловленный колебаниями атомов кристаллической
решетки, очень высок и отвечает почти одной трети пол-
полной теплопроводности. В этом отношении хром отли-
отличается от всех других переходных металлов.
Таблица 4.10
Жаростойкие и жаропрочные сплавы на хромоникелевой основе
(ГОСТ 5632—61 и др.) [70, 145—163]
Сплав
ХН78Т
(ЭИ435,
нимоник-80,
США)
*
300
400
500
700
900
зГ
о
8,20
—
—
—
8,17
!
i
0,454
—
—
—
—
а
12,5
14,2
15,8
10,3
22,?
«о
1
12
13
13
13
14
Применение
Проволока для
электрических
нагревателей и
печей, детали газо-
газовых турбин. Предел
использования
до 873—1373 °К
154
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Продолжение табл. 4.10
Сплав
ХН77ТЮР
(ЭИ437Б)
ХН77ТЮ
(ЭИ437А)
ХН80ТБЮ
(ЭИ607,
ЭИ607А)
ХН70ВМЮТ
(ЭИ765),
ХН70ВМТЮ
(ЭИ617)
кГ
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
<\>
о
8,20
—
—
—
—
—
8,12
8,30
—
—
—
—
—
—
8,25
—
8,60
—
—
—
—
—
—
8,56
—
—
а
а.
0,439
0,454
—
—
—
—
—
——
0,453
—
—
—
—
—
—
—
0,455
—
—
—
—
—
—
—
—
—
(м-град)
Л
11
12
14
15
16
18
20
22
24
11
12
14
16
18
19
21
23
25
26
27
7
8
10
12
14
16
18
20
22
23
24
к
11,3
11,8
12,2
12,6
13,0
13,5
13,8
14,3
14,8
15,6
16,5
11,1
11,6
12,1
12,6
13,3
14,0
14,5
15,1
15,8
17,0
17,5
11,2
11,7
12,1
12,5
12,9
13,3
13,7
14,1
14,2
14,4
14,6
Применение
Оболочки тепловы-
тепловыделяющих эле-
элементов, проволо-
проволока для электри-
электрических печей.
Предел исполь-
использования до 823—
1373°К
Детали активной
зоны реактора
в виде труб, чех-
чехлов, проволоки
со сроком служ-
службы до 10 000 ч
при температурах
до 973°К
Детали высокотем-
высокотемпературного
ядерного реакто-
реактора с газовым ох-
охлаждением. Раз-
Различные нагрева-
нагреватели для работы
более 10 000 ч
при температурах
до 1023 °К, для
меньших вре-
времен—до 1273 °К
Железо и сталь
155
Сплав
ХН60Ю
(ЭИ559,
ЭИ559А)
ХН60В
(ЭИ868),
ВЖ98
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
«9
О
7,90
—
—
—
—
7,81
—
—
—
—
—
—
—
Г
¦град)
*
0,452
—
—
—
—
—
0,452
0,455
0,459
—
—
—
—
—
—
1р о до л ж еь
!
л
8,0
9,6
11,5
13,3
15,1
17,0
18,8
20,5
22,4
26,0
29,3
9,0
9,8
10,6
12,0
13,5
16,3
14,2
22,0
22,6
—
to
еГ —'
11,5
11,9
12,4
12,9
13,3
13,8
14,2
14,5
15,0
15,8
16,6
10,3
11,7
13,0
14,5
15,4
16,6
17,5
18,3
18,9
19,5
20,1
1ие табл. 4.10
Применение
Листовые детали
камер сгорания и
трубы при малых
напряжениях и
температурах до
1273°К
Детали высокотем-
высокотемпературных ядер-
ядерных реакторов,
работающих дли-
длительное время
при температурах
до 1273°К
3. ЖЕЛЕЗО И СТАЛЬ j
Железо, Fe, 26, А = 55,847 [13, 34, 149].
Изотопы: Fe54, Fe56, Fe57, F58.
Гпл=1810±5°К; гпл = 270 кдж/кг;
7кип=3300±50оК; гисп=6300 кдж/кг.
Таблица
4.11
Теплофизические свойства железа [13, 34
т, °к
100
200
250
у, Ю8
кг/ м*
7,868
7,864
V
кдж/(кг-град)
0,358
0,403
0,425
вт/(м-град)
98
87
82
, 164, 165]
а, 10~6
1 /град
11,51
11,90
12,10
а, 10~6
м2/сек
27,0
24,3
22,8
156
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Продолжение табл. 4.11
т, °к
300
350
400
450
500
600
700
800
900
1000
1200
1300
1400
Жидкое
V, юз
кг 1м*
7,860
7,855
7,852
7,835
7,820
7,230
V
кдж1{кг-град)
0,446
0,468
0,491
0,513
0,535
0,580
0,625
0,670
0,715
0,758
0,557
0,592
0,626
0,750
>s
em 1 {м-град)
77
72
68
64
60
55
50
45
42
41
40
39
39
8—10
а, 10~6
1 /град
12,35
12,65
12,90
13,25
13,65
14,55
15,50
15,68
15,82
14,90
13,75
13,20
12,65
а, 10~~в
м2/сек
21,7
20,0
18,9
17,7
16,8
15,3
13,8
12,2
11,0
9,3
6,7
6,3
5,8
Допуск: Y-J-5 кг/м3\ ср + 0,003 кдж/(кг-град)\ \±2 em/(м-град).
Чистые сорта железа имеют следующие примеси, %:
армко-железо —0,023 С; 0,007 Si; 0,025 Мп; 0,007 Р;
0,020 S;
электролитическое —0,008 С; 0,036 Мп; 0,005 Р;
карбонильное —0,01 С; 0,02 Si; 0,02 Мп; 0,01 Р;
0,07 S;
пирофорное — следы примесей.
Железо, содержащее до 1,7% С, называется сталью,
а с более высоким содержанием углерода — чугуном.
Низколегированные стали содержат не более 2,5%
легирующих элементов, высоколегированные стали —
более 10%. В зависимости от состава легированная сталь
может быть хромистой, никелевой, хромоникелевой и т. д.
Всего Ихмеется более 20 классов сталей, а опробованных
и остированных марок — более 400, подробные данные
по которым имеются в специальной литературе [70, 149].
Теплоустойчивая, или крипоустойчивая, жаропрочная
сталь характеризуется достаточно высокой механической
прочностью при повышенных температурах. Характери-
Характеристикой термической стойкости являются напряжения,
вызывающие суммарное удлинение 1% за 1000, 10 000
и 100 000 ч, что соответствует средней скорости ползуче-
Железо и сталь 157
сти 10~3, 10~4, 10~5 %/н или относительной деформации
Ю-5, Ю-6, Ю-7 мм/(мм.ч).
Сопротивление ползучести зависит не только от хими-
химического состава стали, но и в значительной степени от
технологии ее изготовления, например от способа вьГ~
плавки, опрессовки ковкой и от термообработки.
У большинства высоколегированных сталей при по-
повышении температуры от 300 до 600° К модуль упругости
уменьшается на 10%. Повышение температуры до 900° К
снижает модуль упругости на 20—25%.
Плотность железа, как и всякого металла, в значи-
значительной степени зависит от метода его обработки и нали-
наличия примесей; ковка и штамповка способствуют повы-
повышению его плотности.
Плотность железа при 293° К, по опытным данным,
лежит в пределах 7790—7900 кг/м3; вычисленная по па-
параметрам пространственной решетки, или рентгеновская
плотность, y = 7795 кг/м3. При 1830° К жидкое железо
имеет удельный объем 1,383-10~4 м3/кг.
В процессе отжига или отпуска наклепанной стали
происходят изменения в соответствии с 'внутренними
кристаллическими превращениями. Например, переход
а-мартенсита в р-мартенсит сопровождается сжатием
стали; превращение аустенита в р-мартенсит вызывает
некоторое расширение стали, а распад при 600° К р-мар-
тенсита сопровождается значительным сжатием и т. д.
Для чистого железа коэффициент линейного расши-
расширения в интервале температур 300—400° К имеет значе-
значение A1,7-=-12,3) • 10~6 1/град. Ниже приведены средние и
истинные значения коэффициентов линейного расшире-
расширения для некоторых углеродистых и легированных сталей.
Сталь, содержащая 0,1% С, 20% Сг и 7% Ni, в ин-
интервале температур 300—1300° К имеет наиболее высо-
высокий коэффициент расширения. Различные легирующие
примеси к стали по-разному влияют на величину тепло-
теплового расширения.
Для чистого железа средняя удельная теплоемкость
в пределах 273—373° К равна 0,454 кдж/(кг-град).
Истинная теплоемкость для интервала температур
273—1033° К вычисляется \по формуле
ср= @,31335 + 0,4438-10~3 Т) кдж/(кг-град).
Таблица 4.12
Средний коэффициент линейного расширения железа и некоторых хромоникелевых сталей для различных
интервалов температур [34]
и*
оо
Состав, %
С
0
0,05
0,5
1,0
1,5
0,1
0,1
0,3
Si
—
—
—
—
—
4,0
—
—
—
—
—
N1
—
—
—
—
—
—
7
30
36
44
82
60
Сг
—
—
—
—
—
—
20
—
—
18
10
273—373
12,5
12,0
12,0
11,4
10,9
12,6
16,6
8,8
2,1
6,6
13,9
11,5
273-473
12,7
12,8
12,4
11,9
11,2
13,1
17,0
12,5
3,2
6,5
14,7
12,3
а, 10~"е
273-573
13,1
13,4
12,0
12,5
12,0
13,4
17,2
14,1
6,1
6,4
15,0
12,8
' \/град дл5
273-673
13,6
13,8
13,3
13,0
12,7
13,5
17,5
15,0
8,9
6,4
15,2
13,4
i интервала
273—773
14,0
14,0
13,7
13,4
13,3
13,5
17,8
15,6
10,1
8,1
15,3
13,9
температур
273—873
14,3
14,2
14,1
13,9
13,8
13,7
18,2
15,8
11,2
9,3
15,6
14,4
» °К
273—973
14,5
14,2
14,3
14,3
14,2
14,0
18,6
16,1
12,1
10,6
15,9
15,0
273-
1073
14,6
14,0
13,9
13,9
14,3
14,4
18,9
16,6
12,8
11,6
16,4
15,5
273-
1173
13,4
12,1
12,9
13,4
16,8
14,9
19,3
17,0
13,4
12,5
17,0
15,9
273—
1273
10,8
11,4
12,0
13,3
18,8
15,4
19,8
17,4
14,0
13,3
17,5
16,4
Железо и сталь
159
Таблица 4.13
Значения
т, °к
273—1033
1033—1181
1181—1674
1674—1810
1810—1873
i истинной теплоемкости чистого
интервалов температур
Тип
решет-
решетки
а
Р
I
Жид-
Жидкость
С' кдж/(кг-моль-град)
17,50082+24,78586- 10-3Г
37,6812
7,70371 +19,51049-10-3Г
43,96140
41,868
железа для различных
[165]
с , кдж 1 (кг-град)
0,31335+0,4438-10~3Г
0,6747
0,1397+0,3493-10—3Г
0,7870
0,7495
Средняя удельная теплоемкость железа в интервале
температур 80—273° К сР = 0,40 кдж/(кг-град). Примеси
к железу влияют на теплоемкость по-разному в зависи-
зависимости от их состава и количества. До 983° К теплоем-
теплоемкость мало зависит от содержания углерода. Средняя
удельная теплоемкость при 300—400° К в зависимости от
содержания углерода в углеродистой стали рассчиты-
рассчитывается по формуле (С — весовой процент углерода)
ср = 0,4653 + 0,0196 С кдж/(кг-град).
Для легированных сталей с различными компонента-
компонентами расчет теплоемкости по правилу смешения дает не-
неверные результаты.
Теплопроводность чистого железа значительно изме-
изменяется в зависимости даже от небольших примесей.
Таблица 4.14
Теплопроводность железа с небольшими примесями при 273°К [34]
Состав железа, %
em/(м-град)
Электролитическое, очень чистое, величина зерна 1 мм
Армко: 0,023 С; 0,007 Si; 0,025 Мп; 0,007 Р;
0,020 S
Следы С; 0,09 Si; 0,2 Мп; 0,007 Р; 0,014 S
0,02 С; 0,03 Мп; 0,042 Р; 0,005 S
Содержит 0,06 С
94,3
78,3
78,0
75,7
64,0
160
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Таблица 4.15
Теплопроводность
железа в зависимости
от величины зерна
х,
втЦм-град)
Теплопроводность железа зависит не только от чи-
чистоты, но и от величины зерна. Величины коэффициента
теплопроводности для переплавленного в вакууме и ох-
охлажденного с различной скоростью очень чистого элек-
электролитического железа, по данным Б. Г. Лившица [13],
приведены в табл. 4.15.
Зависимость коэффициента теплопроводности от тем-
температуры определяется также степенью чистоты железа.
Чем чище железо, тем выше ко-
коэффициент теплопроводности и
тем сильнее oih снижается (по
абсолютной величине) с повы-
повышением температуры. Можно
считать, что 'при температурах
выше 873° К теплопроводности
большинства видов железа 'при-
'приблизительно равны.
В процессе длительной вы-
выдержки при температурах выше
900° К технически чистое желе-
железо, имеющее более 0,2 вес. %
примесей, заметно охрупвдвается в связи с ростом зер-
зерна и выделением примесей, находящихся в железе
в неравновесном состоянии, по границам зерен.
Так, например, железо с начальной теплопроводностью
при 300° К 60 вт/(м-град) в результате выдержки в
течение 600 ч при температуре 1000° К снижает тепло-
теплопроводность до 46 вт/(м-град). Для железа, находяще-
находящегося длительное время при температурах более 900° К,
коэффициент теплопроводности рассчитывается по фор-
формуле
Среднее
число зерен
на 1 см
11
175
644
93
89
84
Хг,в.х = [1— 3,210-4(Г — 273)] X
Г 12т10"~5F0—0,180 1
v Хоо (Xqo Х)е I*
Здесь Г, °К — температура, при которой необходимо
знать коэффициент теплопроводности; @ + 273) =8о,
°К — температура выдержки; т, ч — время выдержки [16,
70, 152, 155, 157].
Железо и сталь
161
Таблица 4.16
Нелегированные, низко- и среднелегированные стали перлитного
класса [70, 145—156, 166]
Наименование
стали
Ст. 20,
ГОСТ 1050—60
Ст. 35,
ГОСТ 1050-60
Ст. 45,
ГОСТ 1050—60
Ст. У8,
ГОСТ 1435—54
Ст. 65Г,
ГОСТ 1050—60
о
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
о
7,845
—
—
—
—
7,814
7,796
—
—
—
—
7,766
7,788
—
—
—
—
7,754
7,768
7,736
7,850
—
—
—
—
7,825
I
0,461
0,504
0,585
0,691
0,512
0,673
0,452
0,504
0,562
0,670
0,644
0,564
0,459
0,506
0,521
0,660
0,616
0,577
0,462
0,500
0,562
0,605
0,636
0,662
0,454
0,458
0,503
0,556
0,614
0,674
58
53
48
42
34
27
48
45
43
40
34
30
48
47
41
37
32
23
50
47
40
34
30
26
45
38
28
26
24
—
to
ef —'
10,5
11,4
12,9
14,1
15,0
15,6
10,9
11,8
13,3
14,5
15,4
15,5
11,7
12,1
13,0
13,8
14,6
15,5
11,9
12,3
13,2
14,1
14,8
15,8
11,0
11,9
13,3
14,3
15,2
15,8
Применение
Трубы, поковки,
крепежные и дру-
другие малонагру-
малонагруженные цементи-
цементируемые детали
Вспомогательные
детали ядерных
реакторов; ручки,
ограждения, эле-
элементы защиты
Шестерни, валики
приводов, храпо-
храповики и др. для
работы до 425°К.
Подвергается по-
поверхностной за-
закалке
Шайбы, пружины и
детали с высоки-
высокими упругими
свойствами при
425°К Для регу-
регулирующих уст-
устройств и горячих
лабораторий
6 В. С. Чиркин
152
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Продолжение табл. 4.16
Наименование
стали
13Н2ХА,
15ХА, 15Х,
20Х,
ГОСТ 4543—61
ЗОХГС,
ЗОХГСА,
ГОСТ 4543—61
15ХМ,
15ХМА,
ГОСТ 4543—61
ЗОХМ,
ЗОХМА,
ГОСТ 4543—61
ЗОХМ,
ЗОХМА,
35ХМ,
ГОСТ 4543—61
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
со
о
7,850
—
—
—
7,822
7,850
—
—
—
—
7,819
7,820
—
—
—
7,786
7,820
—
—
—
7,788
7,820
—
—
—
—
7,782
!
кдж
0,452
0,466
0,504
0,552
0,612
0,672
0,461
—
—
0,489
—
—
0,460
—
—
—
—
0,461
—
—
0,496
—
0,463
—
—
—
—
м-град)
Л
39
37
35
33
31
30
38,7
38,0
37,9
37,1
36,3
35,1
41,8
41,4
39,4
37,0
34,4
31,4
38,6
38,1
37,8
37,0
36,2
35,0
39,8
39,1
38,2
37,0
35,6
34,0
со
1 <О
о а
В """
10,0
П,0
13,0
14,0
15,0
15,0
10,4
11,0
12,3
13,1
13,5
13,7
11,3
11,9
13,2
14,0
14,5
14,7
11,7
12,3
12,8
14,4
14,7
15,0
12,1
12,4
13,2
14,3
15,3
16,2
Применение
Подвижные устрой-
устройства, валики,
толкатели и дру-
другие цементируе-
цементируемые детали регу-
регулирующих уст-
устройств и горячих
лабораторий
Лопатки компрессо-
компрессоров, фланцы и
другие высоко-
высокопрочные детали
для температур
до 473°К
Трубы пароперегре-
пароперегревателей, трубо-
трубопроводы для тем-
температур до 800°К
Крепежные детали
реакторов и дру-
другой аппаратуры
для температур
до 733°К
Ответственные де-
детали турбин и
трубокомпрессо-
ров, работающие
при температурах
до 750°К
Железо и сталь
163
Продолжение табл. 4.16
Наименование
стали
1Х11МФ,
1Х12ВИМФ,
ГОСТ 5632—61
12Х1МФ,
ГОСТ 4543—57
25Х2МФА,
ГОСТ 4543-57
15Л, 20Л, 25Л,
ЗОЛ, 35Л, 40Л,
45Л, 50Л, 55Л,
ГОСТ 977—58
о
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
300
400
600
800
1000
1200
•5.
т
О
7,800
—
—
—
—
7,770
7,800
—
—
—
—
7,768
7,800
—
—
—
—
7,769
7,830
—
—
—
7,7?5
1
0,483
—
—
0,955
—
—
0,475
—
—
—
—
0,481
—
—
0,506
—
—
0,457
—
—
0,485
—
I
s< «о
41,8
41,3
39,2
36,7
34,0
30,9
41,8
41,2
40,0
38,8
37,2
36,0
42,0
40,0
37,0
35,0
33,0
30,0
45,5
44,0
41,1
38,1
35,2
32,8
«о
1
10,1
10,9
12,2
13,2
14,1
14,6
10,6
11,2
12,6
13,5
14,0
14,7
11,7
12,4
13,6
14,2
14,7
15,0
10,8
11,8
13,0
13,6
14,0
14,3
Применение
Трубы пароперегре-
пароперегревателей, трубо-
трубопроводы, поков-
поковки деталей паро-
паропроводов, рабо-
работающие при тем-
температурах до
823°К
Трубы, поковки
паропроводов,
фланцы, диафраг-
диафрагмы для работы
при температурах
до 858°К
Болты, шпильки,
плоские пружи-
пружины, корпуса,
крышки и другие
детали для дли-
длительной работы
при температурах
823°К
Литые детали реак-
реакторов и вспомо-
вспомогательного обо-
оборудования для
температур до
723°К
164
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Таблица 4.17
Нержавеющие, жаростойкие и жаропрочные стали мартенситного,
мартенсито-ферритного и ферритного классов
[70, 147, 149—157, 167, 168]
Наименование
стали
Х5М,
ГОСТ 5532-61
1X13
(ЭЖ1 Ж1)>
ГОСТ 5532—61
2Х1213МБФР
(ЭИ993),
ГОСТ 5632—61
*
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
о
7,810
—
—
—
—
—
—
—
—
7,770
7,750
—
—
—
7,715
7,840
__
—
—
—
—
7,815
0,476
0,482
—
0,500
—.
0,540
0,580
0,640
0,660
0,475
0,480
0,485
0,502
0,533
0,550
0,570
0,580
0,600
0,640
0,670
0,480
—
—
—
—
—
0,6?0
0,645
а
44,2
43,9
43,0
42,0
41,0
40,0
39,0
38,0
37,0
35,0
34,0
30,8
31,2
31,9
32,3
33,0
33,4
33,8
34,0
34,0
33,8
33,0
33,0
33,2
33,3
33,4
33,5
33,6
33,2
32,1
31,6
30,8
30,0
«о
о а
в —•
9,3
10,2
10,8
11,4
11,8
12,3
12,6
12,9
13,1
13,6
13,7
9,0
9,6
10,2
10,5
11,0
11,4
11,8
12,2
12,6
13,3
13,6
10,6
и,о
11,3
11,5
11,7
11,9
12,1
12,0
12,0
11,9
11,7
Применение
Трубы, детали на-
насосов, лэпатки
турбомашин и др.
Стойкость к ох-
рупчиванию и
окислению до
875—925°К
Детали водяных
насосов, болты и
др. Стойкость
к охрупчиванию
и окислению до
675—725°К
Корпуса реакторов,
оболочки твэлов,
турбинные лопат-
лопатки, крепежные
детали и др. при
температурах до
873°К
Железо и сталь
165
Наименование
стали
4X13
(ЭЖ4, Ж4)
ГОСТ 5632—61
1Х12В2МФ,
(ЭИ756),
ГОСТ 5632—61
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
7
7
7
7
7
7
7
о
,680
—
—
—
—
—
,655
,850
—
—
—
,838
—
,833
,825
,823
0,
0,
0,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о>
о,
о,
0
0
0
0
г
1
480
485
490
495
505
520
546
583
598
620
645
480
485
495
—
520
—
583
620
645
[родолжен
(X.
с
с
г< Ч
32,
33,
33,
33,
33
33
33
33
33
32
31
30
31
31
32
32
32
33
33
33
33
32
:>
3
а.
0
S
6
0
1
3
6
6
5
2
0
0
5
4
,2
,5
,1
,5
,8
,0
,1
,4
,0
,1
(D
9,2
9,6
10,3
10,8
11,2
11,6
11,8
12,2
12,6
13,2
13,6
8,6
9,2
9,8
10,3
10,7
11,0
11,3
11,5
11,8
12,0
12,2
ие табл. 4.17
Применение
Детали pea \ тора
и органов управ-
управления. Твер-
Твердость, повышен-
повышенная коррозионная
стойкость при
температурах до
575°К
Корпуса реакторов,
оболочки твэлов,
лопатки газовых
турбин, крепеж-
крепежные детали и др.
при температурах
до 823°К
Таблица 4.18
Нержавеющие, жаростойкие и жаропрочные стали аустенитного
класса [13, 70, 145—157, 167, 168]
Наименование
стали
Х18Н9Т
AХ18Н9Т,
ЭЯ1Т),
ГОСТ 5632—61
*
200
300
400
500
600
700
7
7
7
еэ
О
,906
,С00
,895
—
—
0
0
0
0
0
0
<3
го
,500
,505
,520
,535
,550
,575
Л
13,5
14,5
16,5
17,5
18,5
20,0
«о
-1
a "-•
15,9
16,2
16,6
17,0
17,3
17,6
Применение
Оболочки твэлов,
сильфоны, конст-
конструкционные дета-
детали активной зоны
реакторов при
температурах ме-
менее 773°К
i66
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Продолжение табл. 4.18
Наименование
стали
Х18Н9Т
AХ18Н9Т,
ЭЯ1Т)
ГОСТ 5632—61
1Х13Н9ТЛ
0Х18Н12Б
(Х18Н11Б,
ЭИ402),
ГОСТ 5632—61
Х23Н18
(ЭИ417),
ГОСТ 5632—61
I:
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
?00
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
с оо
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
7
7
7
7
7
7,
7,
о
—
,860
—
,836
,900
—
—
—
—
—
855
—
900
—
—
—
—
810
—
900
—
—
—
—
—
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
о,
о,
0
0
о,
о,
•град)
1
* <§
,600
,615
,630
,660
,690
,505
—
:—
—
—
—
—
,660
690
500
505
—
535
—
575
610
660
700
480
495
—
500
—
550
—
Л
21,5
23,0
25,0
25,8
28,0
13,3
14,3
16,3
17,3
18,3
20,1
21,6
23,3
25,0
26,0
28,0
13,6
14,6
16,6
17,6
18,6
20,2
21,7
23,3
23,3
26,0
—
13,5
14,0
14,3
14,7
15,0
15,4
15,9
«о
17,9
18,2
18,5
18,8
18,6
13,3
14,2
15,2
16,0
16,6
17,3
17,8
18,2
18,6
19,2
19,8
15,8
16,1
16,5
17,1
17,4
17,8
18,1
18,3
18,6
18,9
19,1
15,6
15,7
15,8
15,9
16,0
16,2
16,5
Применение
Оболочки твэлов,
сильфоны, конст-
конструкционные де-
детали активной
зоны реакторов
при температурах
менее 773°К
Литые детали ак-
активной зоны ре-
реактора и вспомо-
вспомогательных уст-
устройств при тем-
температурах менее
773°К
Трубопроводы, лис-
листовые детали ре-
реакторов, детали
теплообменников
для работы до
825°К
Жаровые трубы в
огневых паропе-
пароперегревателях, де-
детали камер сго-
сгорания газовых
турбин, лопатки
турбин для рабо-
работы до 1173°К
Железо и сталь
167
Продолжение табл. 4.18
Наименование
стали
Х23Н18
(ЭИ417),
ГОСТ 5632—61
*
Х17Н13М2Т
@Х18Н12М2Т,
ЭИ448),
ГОСТ 5632--61
1Х16Н13М2Б
(ЭИ680),
ЗХ19Н9МВБТ
(ЭИ572),
ГОСТ 5632—61
Х16Н25М6
(ЭИ395),
МПТУ
2362—49 •
о
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
i
о
7,795
—
—
7,900
—
—
—
—
—
—
7,800
—
7,900
—
—
—
—
—
—
7,800
—
8,100
—
—
град)
0,580
—
0,650
0,675
0,476
0,510
0,530
0,550
0,570
0,590
0,610
0,630
0,650
—
0,500
0,504
—
0,545
—
0,575
—
0,602
0,674
0,705
0,480
0,490
0,500
—
0,525
а
16,2
16,7
17,4
18,1
13,8
14,7
15,2
15,6
15,9
16,2
16,5
16,7
16,9
17,3
17,7
13,7
14,6
15,1
15,5
15,9
16,1
16,4
16,6
16,8
17,1
17,5
12,7
12,9
13,2
13,6
14,2
14,9
Т 'О
о <з
в"—•
16,8
17,2
18,4
19,8
15,0
15,3
15,7
16,2
16,8
17,3
17,7
18,0
18,3
18,6
19,0
14,9
15,3
15,8
16,2
16,8
17,2
17,6
18,0
18,4
18,7
19,0
14,5
14,7
15,1
15,6
16,0
16,4
Применение
Жаровые трубы в
огневых паропе-
пароперегревателях, де-
детали камер сго-
сгорания газовых
турбин, лопатки
турбин для рабо-
работы до 1173°К
Длительная работа
(более 50 000 ч)
при температуре
до 923°К на воз-
воздухе
Диски, цельноко-
цельнокованые роторы,
лопатки турбин,
корпуса высо-
высокотемпературных
реакторов, кре-
крепежные детали
для температур
до 925°К
Листы и трубы для
высокотем п ер а-
турных деталзй
реактора. Напря-
Напряженные детали
газовых турбин.
168
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Продолжение табл. 4.18
Наименование
стали
Х16Н25М6
(ЭИ395),
МПТУ
2362—49
ХН35ВТ
(ЭИ612,
ЭИ612К),
ХН35ВТР
(ЭИ725,
ЭИ725А),
ХН.35ВМТ
(ЭИ692),
ГОСТ 5532—61
Х22Н26,
вжюо
1'
800
S00
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1400
со
о
—
8,020
_
8,200
—
—
—
—
—
—
8,180
—
—
_
8,100
—
—
—
—
—
7,995
—
¦град)
0,560
—
0,600
0,640
0,660
0,490
0,495
0,505
—
0,530
—
0,555
—
0,570
0,580
0,585
0,475
0,485
0,495
—
0,510
—
0,525
—
0,535
0,545
0,550
g.
?
.<!"
16,0
16.9
17,8
18,7
19,3
13,2
13,6
14,0
14,4
14,8
15,2
16,6
17,0
17,4
18,2
19,0
10,8
12,3
13,9
15,4
17,0
18,5
20,2
21,6
23,4
—
о <з
~-|
16,6
16,9
17,1
17,5
17,7
15,3
15,3
15,4
15,4
15,5
15,6
15,9
16,4
17,2
19,5
—
13,0
13,6
14,1
14,6
15,2
15,8
16,3
16,8
17,4
18,4
19,5
Применение
Длительная служба
при температу-
температурах до 923°К
Листы и трубы для
высокотемпера-
высокотемпературных деталей
реактора и орга-
органов управления,
напряженные де-
детали газовых
турбин. Длитель-
Длительная служба при
температурах до
970°К
Можно использо-
использовать для очехлов-
ки деталей актив-
активной зоны реакто-
реактора, для длитель-
длительной работы при
923°К
Стали, содержащие кроме железа только углерод,
имеют теплопроводность выше, чем стали, содержащие,
наряду с углеродом, другие примеси. Анализ влияния
различных элементов на теплопроводность сталей пока-
показывает, что в области малых количеств примесей наи-
Железо и сталь 169
более сильно влияет углерод, менее — хром, марганец и
др. Особенно низкими коэффициентами теплопроводно-
теплопроводности обладают высокоуглеродистые стали с большим
содержанием хрома, кремния и др.
Введение в сталь легирующих элементов понижает
ее теплопроводность, которая, как правило, тем ниже,
чем сложнее состав стали. Можно отметить, что наи-
наименьшее влияние оказывает кобальт, более сильно пони-
понижают теплопроводность хром и никель, затем следует
алюминий и, наконец, кремний и марганец.
С повышением температуры теплопроводность сталей
перлитного класса понижается. Совсем иначе ведут себя
стали аустенитного класса: их теплопроводность при
нагреве возрастает. Характерными представителями та-
таких сталей являются стали марки Х18Н8. Присадка
0,34% Ti к стали с содержанием 0,07% С по существу
не снижает теплопроводности этих сталей. Отожженные
стали преимущественно являются более теплопроводны-
теплопроводными по сравнению с закаленными в воде при температуре
1373°К.
Легирование стали марганцем, вольфрамом, хромом,
никелем в количествах до 4—6% снижает теплопровод-
теплопроводность значительно интенсивнее, чем добавки этих же
элементов в больших количествах. Добавка углерода к
таким сталям, а также закалка снижают их теплопро-
теплопроводность.
В легированных сталях перлитного класса повышение
содержания углерода понижает их теплопроводность.
С повышением температуры теплопроводность этого типа
сталей понижается независимо от присадок углерода.
Хромоникелевольфрамовые, хромомарганцевольфра-
мовые и хромокобальтомолибденовые стали в области
температур до 373° К имеют наиболее низкую теплопро-
теплопроводность. При нагреве таких сталей (выше комнатной
температуры) теплопроводность их вначале несколько
понижается, а затем возрастает. По сравнению с ними
стали ледебуритная и перлитного класса при комнатной
температуре имеют более высокую теплопроводность,
которая при нагреве понижается.
В процессе длительной выдержки выше определенной
пороговой температуры все стали, независимо от соста-
170
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
ва, подвергаются «тепловому старению» [155—160]. По-
Последнее характеризуется ростом зерна, появлением хруп-
хрупкости и потерей прочностных свойств. Охрупченные ста-
стали сохраняют плотность, теплоемкость и коэффициент
линейного расширения; теплопроводность, как правило,
заметно снижается и для охрупченных сталей обозна-
обозначается Лоо .
Временное изменение теплопроводности сталей по
сравнению с теплопроводностью ко в исходном состоянии
подчиняется следующему закону:
где т — время выдержки при повышенной температу-
температуре, ч\ а — постоянный коэффициент; 0П — пороговая тем-
температура, выше которой наступает тепловое старение,
°К; 6 — температура выдержки, °К.
Таблица 4.19
Изменение теплопроводности стали в результате теплового старения
[155—160]
Наименование стали
Железо
13Н2ХА
25Л
1X13 (ЭЖ1, ЖО
Х18Н9Т(ЭЯ1Т)
ЭИ690 (Ж572)
ХН35ВТ(ЭИ612), ХН35ВМТ
(ЭИ692), ХН35ВТР(ЭИ725)
Х22Н26(ВЖЮ0)
вт/(м-град)
(исходная
литая)
60
32
45
31
14
15
13
12
вт/(м-град)
(охруп-
ченная)
46
30
40
22
11
11
12
10
0, °К
870
580
950
800
820
920
970
920
а, 10~6
1/град
12
13
13
15
22
17
25
16
Коэффициент теплопроводности ко углеродистых ста-
сталей в исходном (отожженном) состоянии в зависимости
от состава можно вычислить по методу Р. Е. Кржижа-
Кржижановского [34, 143, 155].
Железо и сталь
171
4. СТАЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В США.
ВЛИЯНИЕ РЕАКТОРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ
НА СВОЙСТВА СТАЛЕЙ
Таблица 4.20
Обозначения некоторых марок сталей и сплавов, принятые в США,
и близкие к ним по свойствам отечественные марки сталей и сплавов
[139, 156]
Марка или название
США
Серия 300
304
310
316
321
347
18-8
Серия 400
410
446
SA280
SA213T19
SA213T11
4130
S590
Инконель
Инконель X
17-14 Cu—Mo
18-35
Хастеллой X
СССР
1. Нержавеющие
Хромоникелевые
Х18Н10@Х18Н9)
Х23Н18(ЭИ417)
Х17Н13М2Т(ЭИ448)
Х18Н9Т
0Х18Н12Б(Х18Н11Б,
ЭИ398 и ЭИ402)
Хромоникелевые нержаве-
нержавеющие стали, близкие
по свойствам к стали
типа Х18Н10
Высокохромистые
1X13 (ЭЖ1)
Х25(ЭИ181)
2. Прочие стали и
15ХМ
Хромомолибденова я
Хромокремнистомолибде-
новая
Хромомолибденовая ЗОХМ
Сплав 20-20-20 (ЭИ673)
Х20Н80 (ЭХН80)
ХН80ТБЮ (ЭИ607)
ХН35ВТ(ЭИ612)
Примерный химический
состав, %
стали
—
19 Сг; 9 Ni; <0,08 С
25 Сг; 20 Ni; <0,25 С
17 Сг; 13 Ni; 2,5 Mo;
<~0 10 Г
18 Cr; 9 Ni; 1,0 Ti;
<0,08 С
18 Cr; 11 Ni; 1,0 Nb;
1,0 Та; <0,08С
16—19 Cr; 6—10 Ni;
0,07—0,20 C;Mn(<2);
Si(<l); иногда Mo
(-0,5)
12 Cr; <0,15 С
25 Cr; <0,35 С
сплавы
0,6 Cr; 0,5 Mo; 0,15 С
3 Cr; 0,9 Mo; 0,15 C;
П A M n • <^n^Q;
v/ ) rt 1*111 э -^.U,O ol
1,25 Cr; 0,5 Mo; 0,7 Si;
0,15 С
0,65 Cr; 0,2 Mo; 0,6 Mn;
0 3 С
20 Cr; 20 Ni; 20 Co;
4,0 Mo; 4,0 Nb; 0,5 С
15 Cr; 76 Ni; <7,0 Fe;
0,1 С
15 Cr; 2,5 Ti; 1,0 Nb;
0,8Al;<7,0Fe;0,04C
ост. Ni
17 Cr; 14 Ni; 0,5 Nb;
3,0 Cu; 3,0 Mo; 0,5 Ti
18 Cr; 35 Ni
22 Cr; 45 Ni; 9,0 Mo;
<0,15 С
172
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Продолжение табл. 4.20
Марка или название
США
Хастеллой В
Хастеллой С
К138А
(кеинометалл)
Си л ьх ром 5S
Нитраллой
Стеллит 21
(виталлнум)
Стеллит 23
А286
Никель Z
СССР
—
ХбСМ(ЭСХбМ)
38ХМЮА(азотируемая)
—
—
—
Примерный химический
состав, %
65,1 Ni; 28,6 Mo; 0,6 Mn;
0,2 Si; 0,3 V; 4,7 Fe;
0,05 С
14,8 Cr; 16,45Mo;4,08W;
0,78 Mn; 0,64 Si;
0,12C; 1,14 Co; 0,3V;
ост. Ni
80TiC; 15 Co; 5,0 (WC+
+TaC)
5,0 Cr; 0,5 Mo; 1,5 Si;
0,12 С
1,5 Cr; 0,2 Mo; 0,9 Al;
0 4 С
0,2'C; 1,0 Mn; 0,6 Si;
28 Cr; 2,0 Ni; 6,0 Mo;
1,0 Fe; ост. Co
0,6 Mn; 0,6 Si; 23,0 Cr;
2,0 Ni; 6,0 W; 0,4 C;
1,0 Fe; ост. Co
15,5 Cr; 26,0Ni; 1,2 Mo;
1,9 Ti; 0,2 Al; 0,3 V
0,1 Cu; 0,15 Fe; 4,5 Al;
0,2 Mn; 0,05 Si;
<0,02 С; ост. Ni
Таблица
Коэффициенты теплопроводности для сталей и сплавов
используемых в тепловыделяющих элементах в США,
вт/(мград) [30, 161]
4.21
Т, °К
573
673
773
873
973
1073
1173
304L
литая
18,84
20,10
21,35
22,82
23,45
25,96
27,42
спечен-
спеченная
17,17
18,00
18,84
19,68
20,52
21,35
22,19
18-8 *
спеченная
17,70
17,58
18,00
18,42
19,05
19,68
20,10
Хастеллой
литой
14,65
16,75
18,84
20,72
23,03
25,12
27,63
спечен-
спеченный
14,44
15,07
15,91
16,33
16,96
17,58
18,21
Железо и сталь
173
Продолжение табл. 4.21
т, °к
1273
1373
1473
304L
литая
28,89
спечен-
спеченная
23,03
23,83
24,70
18-8
спеченная
20,60
21,27
21,77
Хастеллой
литой
—
спечен-
спеченный
18,84
Таблица 4.22
Изменение электросопротивления сплавов железа, циркония
и нержавеющей стали с В10 под влиянием облучения интегральным
потоком 7,2-1020 нейтрон/(см2) при импульсном отжиге
(данные фирмы «Бэттис») [169]
Fe—2
Нерж.
Нерж.
Zr—1
Zr—2
Материал
вес. % В10
сталь—i вес. *)
сталь—3 вес.
вес. % В10
вес. % В10
{) В10
% В10
СО
СП
со
—1
+1
+0
+8
—1
Увеличение электросопротивления,
при скачке температуры от
,8
о
N.
**"
—17
—2
—4
+ 1
+20
СО
N.
Ю
—29
—15
—10
—3
+ 16
(О
—36
—25
—15
—3
з
о
о
о
—45
—27
— 17
—7
—3,1
293°К
N-
О
47
—28
— 19
—
%,
До'
о
N.
—52
—33
—23
у
у
Таблица 4.23
Изменение электросопротивления при 310°К сплавов железа,
циркония и нержавеющей стали с В10 под влиянием облучения
при интегральном потоке 7,2-1020 нейтрон/см2 в условиях низкой
температуры (данные фирмы «Бэттис») [169]
Материал
Fe
Fe-2 вес. % "Bl°
Zr
Zr—1 вес. % В"
Возрастание
электросопро-
электросопротивления, %
исходного
10
92
8
9
174
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Продолжение табл. 4.23
Материал
Zr—2 вес. % В10
Аустенитиая нержавеющая сталь A8 вес.
'15 вес. % Ni)
Нержавеющая сталь 304L— 1 вес. % В10
Нержавеющая сталь 304L—3 вес. % В10
Сг—
Возрастание
электросопро-
электросопротивления, %
исходного
79
2
11
12
Таблица 4.24
Влияние облучения в нейтронном потоке 2- 1011 нейтрон/(см2сек)
на переходную температуру стали дукол W30* [140]
Образец
Основная плас-
пластина
Из сварного
шва
Температура
облучения,
СК
323—333
403—413
323—333
403—413
Переходная
необлучен-
необлученная
276
27 3
303
303
температура при указанном
облучении, °К
облученная интегральным
потоком, нейтрон /см2
4-Ю1»
311
343
331
348
7, 6- Ю1»
348
348
378
378
• Состав стали. %: 0,15 С; 0,18 Si; 0,07 V; 0,49 Сг; 1,24 Мп;
0,09 Ni; 0,15 Си; 0,28 Мо; 0,015 Р; 0,038 S.
Таблица 4.25
Влияние облучения и отжига на улучшенный* сплав на основе железа
и алюминия (средние данные, облучение интегральным потоком
\,$1020нейтрон/см2 при температуре, близкой к комнатной)
[140, 162, 170—172]
Свойства образца
Твердость по Роквеллу //R
Необлученный
не-
отож-
жен-
ный
59,5
отожженный
3 ч при
700сК
59,8
3 ч при
1144°К
60,4
Облученный
не-
отож-
жен-
ньш
63,1
отожженный
3 ч при
700°К
61,2
3 ч при
1144°К
60,7
Железо и сталь
175
Продолжение табл. 4.25
Свойства образца
Предел текучести, кГ/мм"
Предел прочности, кГ/мм2
Относительное удлинение, %
Плотность, кг/м3
Необлученный
не-
отож-
жен-
ный
54,0
72
15,3
7097
отожженный
3 ч при
700°К
55,5
73,5
14,3
3 ч при
1 1 4 4 ТС
52,7
71,2
17,9
Облученный
не-
отож-
жен-
ный
76,0
83,5
16,0
7088
отожженный
3 ч при
700°К
51,5
77,6
17,2
3 ч при
1 144*К
55,2
72.5
19,2
* Состав сплава, вес.
0,0 32 О2; ост. Fe.
%: 7,73 А1; 4,68 Сг; 1,34 Zr; 1,20 Nb; 2,12 Mo;
Таблица 4.26
Влияние облучения 1516 Мет-сутки на температуру перехода
в пластичное состояние сплава хастеллой 65 при различных условиях
термообработки [53, 64, 140]
Условия термообработки
Нормализация при 1227°К,
отпуск в течение 1 ч
при 993°К
Закалка в соляном раст-
растворе, отпуск в течение
1 ч при 933°К
Закалка на аустенит при
1227°К, отпуск в соля-
соляной ванне при 644—
700°К, отпуск в тече-
течение 1 ч при 933°К
Твердость по Роквеллу
до облу-
облучения
16,3
29,7
25,9
после
облучения
101в
нейтрон/см2
17,5
41
29
Повышение
переходной
температуры, °К
От 933 до 1130°К
От 933 до 1070°К
От 933 до 1100°К
Таблица 4.27
Результаты испытаний на растяжение до и после облучения некоторых сталей и хромоникелевых сплавов
[140, 162, 170-175]
Материал
Кролой 1601
Хастеллой X
Инконель 702
Инконель X
(двукратно
состаренный)
Продол-
житель-
жительность
облучения
в реакторе
MTR,
* ДНИ
0
42
84
0
42
84
168
t *
! 0
42
84
168
0
42
84
Интегральный поток
нейтронов,
нейтрон/см2
тепловых
0
4,2.1О2о
6,1-1О2о
0
4,4-102о
1,4-1021
1,8-1021
0
4,4-1О2о
1,4-1021
2,4-1021
0
0,8-1020
1,2-1021
быстрых
(>1 Мэв)
0
4,9- Ю1»
7,8-10^
0
5,0- Ю1»
1,8-1О2о
2,5-1020
0
5,0.10"
1,8-1020
2,9-1020
0
0,8-10«
1,6-1О2о
Твердость
по Роквеллу, шкала
В
83
96
95
87
96
99
100
82
93
100
101
—
—
С
—
—
—
—
27
30
30
Предел
прочности
при рас-
растяжении,
кГ/мм*
53,5
81,6
75,0
78,7
90,5
91,5
91,7
66,5
79,1
85,0
91,0
119,0
115,6
113,0
Условный
предел
текучести,
кГ/мм2
40,4
81,6
76,0
34,6
70,1
72,8
74,4
29,8
70,8
84,2
90,2
72,2
100,3
111,0
Удлинение
(на длине
2 5,4 мм),
/о
36
—
14
52
50
43
42
67
50
41
36
28
22
14
Относи-
Относительное
сужение,
%
71
63
60
52
62
64
59
68
63
64
63
36
30
43
Продолжение табл. 4.27
Материал
Инконель X
(однократно
состаренный)
К-монель
Нержавеющая
сталь 410
Продол-
житель-
жительность
облучения
в реакторе
MTR,
Дни
0
42
84
0
42
84
0
42
84
126
123
Интегральный поток
нейтронов,
нейтрон) см2
тепловых
0
0,8-1О2о
1,2-Ю21
0
4,2-1020
6,1-102о
0
1,Ы020
9,9-1020
2,4-1021
2,5-102i
быстрых
(> 1 Мэв)
0
0,8-10*9
1,6-1020
0
4,9-Ю1»
7,6-Ю1»
0
1,1-1019
1,0-1020
2,9-1020
3,3-1020
Твердость
по Роквеллу, шкала
В
—
—
С
32
34
34
28
29
26
34
—
34
35
Предел
прочности
при
растяже-
растяжении,
кГ/мм*
129,0
120,8
121,9
114,0
118,1
117,4
124,0
136,0
140,7
143,3
143,0
Условный
предел
текучести,
кГ/мм*
84,2
108,2
119,6
92,7
117,3
116,6
103,4
119,8
128,0
132,2
132,5
Удлинение
(на длине
25,4 мм),
%
23
18
13
22
12
11
20
17
15
15
14
Относи-
Относительное
сужение,
%
29
32
41
45
42
43
66
64
64
58
57
Пр имечание. Приведенные в таблице данные являются средними величинами для трех испытанных вбразцов.
178
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Таблица 4.28
Влияние облучения на механические свойства некоторых материалов
[53, 64, 140]
Материал и условия
термообработки
Нержавеющая сталь,
18% Сг—9% Ni—
Ti, закаленная
Нержавеющая сталь,
18% Сг—12% Ni—
2% Mo—Ti, зака-
закаленная и стабилизи-
стабилизированная при 1123°К
в течение 2 ч
Нержавеющая сталь,
14% Сг—14% Ni—
3% Mo—Ti, зака-
закаленная
Сплав 20% Cr—40%Ni
—4% (W+Nb),
закаленный
Сплав 99,71% (Ni +
+Со)—0,03 %Cu—
0,04% Mg—0,03%
Mn—0,08% Si—
0,04% С, отожжен-
отожженный при 973°К в те-
течение 2 ч
Малоуглеродистая
сталь @,2% С),
нормализованная при
1153°К
Цирконий, отожжен-
отожженный при 923°К в те-
течение 30 мин
Условия
облучения
о
{С
353
573
653
743
873
353
573
743
873
353
573
353
573
743
873
353
573
573
653
353
573
353
573
нтегр;
оток,
ейтро
я с а;
1,4
2,4
5,2
3,5
4,4
100
7
10
11
50
3,7
100
2,5
3,5
4,4
1,4
2,4
7
5,3
1,4
2,4
3
4
Предел
прочности,
кГ/мм2
О)
V
;>>
ё
eg
*с я
66
71
76
67
69
76
67
68
76
82
81
80
39
36
36
—
75
77
30
26
1
осле с
ения
К V
74
73
67
75
76
85
79
70
71
89
74
95
83
86
87
53
46
58
49
82
100
33
38
Предел
текучести,
кГ/мм*
О)
с;
\о
°к
о я
ВС И
24
26
32
30
35
—
33
25
25
43
42
38
44
14
14
14
—
46
48
16
15
I
осле с
ения
С V
44
42
31
29
27
67
36
30
28
67
29
63
50
40
50
41
31
41
32
71
68
22
22
Удлине-
Удлинение, %
уче>
о?
о я
(=СЯ
65
64
62
70
60
—
48
50
56
39
39
38
39
37
—
31
—
22
23
35
34
,
1
осле <
ения
55
50
60
52
70
45
57
55
51
29
52
25
28
36
35
34
—
22
33
15
17
26
25
Чугун
179
Материал
и условия
термообработки
Сплав Zr—0,5% Та,
отожженный в тече-
течение 30 мин при
923°К
Условия
облучения
о
353
573
эЯ »
Л *"" ^
га Л^
?"* §¦
ШОН
Я К 5
100
4,1
П р о д о л ж е н и
Предел
прочности,
кГ 1 мм2
о
>.
°к
о я
«я
32
38
«и к
е; Я
о Я
О си
С У
51
49
е та о л. 4.28
Предел
текучести,
кГ/мм2
<и
>>
ч
°к
о я
«я
21
28
с
Об,
CU D?
Ч Я
о я
О <1)
С V
49
44
Удлине-
Удлинение, %
О)
3"
>,
с;
\о
°к
о я
К Я
34
35
>>
с;
о» К
55
о а
11
18
Примечание. Механические свойства справедливы для записанных в
таблице условий облучения по мощности и температуре; экстраполяция данных,
согласно работам [53, 17G], может привести к неверным выводам.
5. ЧУГУН [13,70]
Различные сорта чугунов характеризуются следующи-
следующими свойствами:
°К
1368—1588
Температура плавления обычных серых чугунов,
Плотность, кг/м3:
наименее плотных высокоуглероднстых серых 6600—6950
обычных серых средней прочности 700Э—7300
малоуглеродистых высококачественных .... 7400—7500
высоколегированных аустенитного клазса . . 7500—7700
Коэффициент линейного расширения, 1/град:
обычных серых при 300—700°К 10,5-10-6
» » » 300—1000°К 14,0- Ю-6
высоколегированных аустенитного класса при
300—400°К Aбч-18). Ю-6
Теплопроводность, в/п/(м-град):
серых средней прочности при 300°К 42—50
модифицированных высокой прочности при
300°К 50—59
легированных при 400°К 29—58
» » 700°К 25—54
высоколегированных аустенитного класса при
300°К * . 33—41
Жаростойкие чугуны характеризуются следующими
данными:
Температура плавления, °К
Плотность, кг/м3
Коэффициент линейного расширения, 1/град:
при 300—525°К ' .
при 525—1000°К
Теплопроводность при 300°К вт}{м-град)
1573
1,3—2,0
7500-7600
16,7.10-6
17,6-10-6
33,5
180
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Таблица 4.29
Марки жаростойкого чугуна, ГОСТ 7769—63
Марка
ЖЧХ-0,8
ЖЧХ-1,5
ЖЧХ-2,5
ЖЧНДХ-15-7-2
(ГОСТ 7769—55)
ЖЧС-5.5
ЖЧСШ-5,5
Химический состав, %
С
3,0-3,9
3,0—3,9
3,0—3,9
2,5-3,0
2,4-3,2
2,5—3,2
S
1,5-2,5
1,7-2,7
2,8—3,8
1,5-3,0
5—6
5-6
Мп
<1,0
<1,0
•^1,0
0,5-1,2
0,5—1,2
<0,7
Р
«0,3
<0,3
<0,3
<0,3
<0,3
<0,2
Si
^0,12
^0,12
<0,12
<0,08
^0,12
<0,03
Сг
0,5—1, С
1,1 — 1,9
2,0-2,7
1,5-2,5
0,5—0,9
0,2
другие
легиру-
легирующие
элементы
14—17 N1
6—8,5 Си
>0,08 Mg
П р и меча н и е. В обозначениях марок чугуна первые две буквы (ЖЧ)
означают жаростойкий чугун, остальными буквами указаны основные легирую-
легирующие элементы: X — хром, С — кремний, Д — медь, Н — никель, Ш — магний.
Цифрами дается среднее содержание легирующих элементов в том же по-
порядке, что и в буквенном обозначении. Чугуны марок ЖЧХ-0,9 ЖЧХ-1,5,
ЖЧХ-2,5 и ЖЧСШ-5,5-0,1 получаются по методу модифицирования графитизи-
рующими присадками Чугун типа нирезиста (ЖЧНДХ-15-7-2) выплавляется
преимущественно в электропечи.
6. МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ
Медь, Си, 29, А = 63,546 [34].
Изотопы: Си63, Си65.
При давлении 760 мм рт. ст.
7пл=1356±3°К; /пл = 213±4 кдж/кг;
Гкип = 2860±30°К; гкип = 48004; 100 кдж/кг.
Таблица
Теплофизические свойства меди [34, 177]
4.33
Т, °К
83
293
373
573
873
1173
1356
1473
у, 103
кг/м3
9,00
8,93
8,90
8,84 ¦
8,70
8,62
8,51
8,32
V
кджЦкг-град)
0,259
0,381
0,399
0,422
0,456
0,482
0,533
—
втЦм-град)
480
395
392
373
344
321
—
р, 10~8
ом • м
_
1,68
2,34
3,89
5,76
9,42
9,89
3,515
а, 10~~6
1 /град
16,70
17,10
17,98
19,52
21,34
22,31
Медь и ее сплазы
181
Таблица 4.31
Некоторые свойства жидкой меди [34]
т, °к
1400
1600
1800
2000
2200
2400
3000
6000
V, 10е кг/м*
7,956
7,797
7,636
7,476
7,316
7,156
6,675
4,160
V, Мг/КМОЛЬ
7,990
8,152
8,324
8,503
8,688
8,883
—
Р, 10~6 \/град
100,6
102,7
104,8
107,1
109,4
111,9
—
—
Таблица 4.32
Температура кипения меди в зависимости
от давления
Давление
мм pm. cm.
1
100
257
1,333-102
1,333-Ю4
3,43-Ю4
Т, °К
1890
2253
2453
Таблица 4.33
Давление пара меди в зависимости от температуры
т, °к
1083
1353
1463
1673
Давление пара
мм
pm. cm.
5,4-Ю-7
1-Ю-3
2,2-Ю-з
1,0
н/м*
7,2-10-5
0,133
0,293
1,333-102
Т, °К
2138
2253
2533
Давление пара
мм
pm. an.
16
100
760
н/м2
2,13-Ю3
1,333-104
1,01-Ю5
182
Конструкционные сплавы и стали. Чугун, медь
Таблица 4.34
Теплопроводность при различных температурах технических сплавов
меди (латуни и бронзы, по ГОСТ) и их температуры плавления
[34, 177]
Сплав
X, вт/(м-град), при температуре,
°К
300 400 500 600 700 «00 900
Медь чистотой 99,8% (ГОСТ
1019—47)
ЛТ-95—томпак волоченый
РТ-90—томпак прокатный .
Л-80—полутомпак . ' . . .
Л-68—латунь
Л-62—латунь
ЛАН59-3-2—латунь алюми-
ниево-никелевая
ЛМЦ58-2—латунь марганцо-
марганцовистая
ЛС59-1Б—латунь свинцови-
свинцовистая
ЛО62-1—латунь оловянистая
ЛО70-1—латунь оловянистая
ЛТО90-1—томпак оловяни-
стый
Нейзильбер
Бронзы (ГОСТ 613—50,
1761—50, ЦМТУ 270—41,
572—41, 669—41):
Бр. О10
Бр. ОЦ10-2
Бр. ОЦ8-4
Бр. ОЦ6-6-3
Бр. ОЦ4-3
Бр. ОФ 10-1
Бр. ОС5-25
Бр. ОС10-10
Бронзы (ГОСТ 493—41):
Бр. А-5
Бр. А-7
Бр. АМЦ9-2
Бр. АЖМЦ 10-3-1-5 . .
Бр. АЖНЮ-4-4 ....
Бр. АЖН11-6-6 . . . .
Бр. КМЦЗ-1
Бр. МЦ-5
Бр. МЦС8-20 .....
1356
1343
1318
1276
1211
1178
1229
1153
1173
1179
1253
1288
1293
1253
1238
1240
1220
1207
1213
1297
1348
1323
1333
1318
1357
1408
1298
1320
1158
379
245
126
115
109
120
93
81
116
ПО
141
31
52
56
77
71
93
38
64
51
114
105
83
64
87
71
50
103
37
373
246
142
117
ПО
137
109
91
128
125
157
39
56
63
83
77
101
43
71
—
124
114
93
71
97
77
55
112
43
378
250
157
122
114
152
122
100
141
135
174
45
68
88
82
108
46
77
61
133
122
101
77
82
54
122
46
364
255
174
128
116
169
135
109
156
—
194
49
72
93
87
114
49
80
—
141
129
80
87
54
127
49
359
250
288
135
120
186
143
117
170
—
209
—
75
96
91
120
51
83
67
148
135
84
94
51
386
244
114
111
106
106
84
70
105
99 — —
92
124
23
55
68
64
84
34
58
45
105
97
71
59
75
64
42
94
32
354
204
144
121
200
152
122
183
222
77
100
93
124
52
85
153
141
53
Медь и ее сплавы
183
Продолжение табл. 4.34
Сплав
X, втЦм-град) при температуре,
°К
300 | 400 j 500 j 600 | 700 | 800 | 900
Разные бронзы:
Cu-25% Sn
Си—10% Sn—27% Zn .
Си—5% Sn—2% Zn—
0,15% Р ......
Си-8% Sn—0,3% Р .
Си 12,4% Sn—0,4% Р
Си—40% Ni
Си-4% Ni—12% Мп .
Си—30% Ni
Си—10% Ni
Си-20% Ni
Си-60% Ni
25
56
80
45
37
23
22
13
59
34
22
32
63
92
48
26
26
16
66
41
26
37
70
—
54
34
31
21
75
48
33
42
115
40
36
81
54
40
121
88
—
—
—
131
102
—
—
Таблица 4.35
Влияние нейтронного облучения при интегральном потоке
5-Ю19 нейтрон/см2 на механические свойства меди [140, 178]
г, °к
78
195
293
473
Предел текучести,
кГ/мм2
до
облучения
7,52
7,87
5,9
5,59
после
облучения
28,8
23,6
21,3
16,23
Предел прочности,
кГ/мм2
ДО
облучения
32,25
23,60
19,50
15,80
после
облучения
37,25
27,75
24,10
16,88
Удлинение, %
До
облучения
40,7
38,4
42,2
30,9
после
облучения
21,6
21,2
27,5
15,9
ГЛАВА V
ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ
1. НИОБИИ I
Ниобий, Nb, 41, А = 92, 906 {32, 50, 65, 140, 179—186,
487].
Изотоп Nb93.
Гпл = 2750±25°К; гпл = 289 кдж/кг;
Гкип=5000° К; гисп= 7520 кдж/кг.
Таблица 5.1
Теплофизические свойства ниобия чистотой 99,95%
г, °к
100
200
300
; 400
1 600
1800
1000
1200
1500
1800
2100
2400
2700
кг/м3
8,57
8,55
8,54
8,52
8,49
V
кдж/(кг-град)
0,254
0,259
0,265
0,270
0,281
0,293
0,304
0,316
0,333
0,350
0,368
0,385
0,425
Хо
Хоо
вт/(м-град)
49
50
53
55
59
64
67
70
76
83
91
98
102
50
49
48
47
47
46
46
45
45
45
ос, 10"~6
\/град
7,00
7,06
7,12
7,19
7,42
7,74
8,03
8,38
8,86
9,35
9,84
10,32
10,80
р, ю~8
ом -м
—
19,5
26,3
33,8
38,8
42,8
46,0
50,0
53,8
56,8
59,8
62,2
Тепловое старение наблюдается при температурах от
473° К; Яоо — теплопроводность охрупченного ниобия за
1000 ч при 900° С в вакууме 10~3 мм рт. ст.; а —в ин-
интервале от 300° К до необходимой температуры.
Допуск: y+20 кг/м3; ср±0,0005 кдж/(кг-град);
Я(—5) вт/(м-град).
Ниобий
185
Таблица 5.2
Скорость испарения ниобия при высоких температурах [487]
т, °к
0>исп.
*г/'(см2-сек)
1800
1,32- Ю-13
2000
2,03-10—1Г
2100
1,78-10—10
Продолжение табл. 5.2
т, °к
М'исн.
г/(см2 - сек)
2200
1,29-10—»
2300
7,8-,0-
2400
4,07,0-«
2500
1,87-Ю-7
Т а б л и ц а 5.3
Удельное электросопротивление и теплоемкость ниобия в интервале
температур 1300—2700 °К [178]
г, °к
р, ю
ом-м
V
кдж/(кг-град)
Т, °К
р, 10"
ом - м
кдж/(кг-град)
1300
1500
1700
1900
50,58
56,19
61,61
66,85
0,297
0,309
0,319
0,331
2100
2300
2500
2700
71/7
76,95
81,82
86,58
0,350
0,370
0,398
9,437
Т а б л и ц а 5.4
Теплопроводность и удельное электросопротивление ниобия чистотой
99,5% перед отжигом и после отжига в течение 500 ч при 1200 °К
в атмосфере аргона [179, 180]
г, °к
300
400
500
600
700
800
900
1000
Цилиндрический
7 = 8650 кг/ж\
жигом
em/(м-град)
52
54
56
59
61
63
65
—
образец,
перед от-
р, 10~~8
ом-м
15,2
19,2
23,1
27,1
31,0
35,0
38,9
—
Прямоугольный
Т = 8380 кг/м*.
жига
em/(м'град)
46
49
51
54
55
58
61
63
образец,
после от-
р» 10 ®
ом • м
16,4
20,8
25,2
29,7
34,2
38,6
43,1
45,3
185
Тугоплавкие металлы
Модуль упругости нио
Образец
293 °К
473 °К
573 °К
673 °К
773 °К
Деформированный
Рекристаллизован-
ный
И 000
11 000
10810
10 800
10 600
10 500
10 600
10 500
10 60Э
10 600
Твердость по Бринеллю различных образцов ниобия
имеет следующие значения, кГ/мм2:
Спеченный 75—100
Литой 100—180
Лист холоднокатаный 1900—2200
Лист и пруток после теплового старения при 1073 °К за
400 ч 100—140
Механические
Состав сплава,
ат. % (остальное
Nb)
45Zr— 5Ti
45Zr—5Ti
45Zr—5Ti
lOTi — 3Mo
lOTi —3Mo
lOTi —3Mo
Табл
свойства ниобия и ниобиевых сплавов
Температура
испытания,
°К
294
589
922
294
589
922
Предел те-
текучести,
кГ/мм2
86,80
60,90
39,90
21,70
15,40
Предел проч-
прочности при
растяжении,
кГ/мм*
89,60
70,70
54,60
46,90
28,70
27,30
инд 5.6
180, 182]
Удлинение,
%
8
6
3
35
32
21 '
Таблица 5.7
Прочностные свойства чистого ниобия, содержащего кислород, и
сплавов ниобия с молибденом и вольфрамом при комнатной
температуре [180, 182]
Содержание леги-
легирующих добавок,
вес. %
Твердость по
Виккерсу, кГ/мм2
Предел прочности
на разрыв, кГ/мм2
Удлинение, %
Без добавок
0,371 О
0,565 О
7,5 Мо
7,5 W
87
314
390
159
ИЗ
25,69
85,4
Растрескался
63,0
52,85
29,3
10,4
13
10
Примечание.* Содержание примесей во всех сплавах: 0,00 6 вес.
и 0,001 вес. % Н,
% N
Ниобий
187
бия, кГ/мм2 [181, 185]
Таблица 5.5
873 °К
973 °К
1073°К
1173СК
1273 °К
1373 °К
1473
10 700
10 00D
10 800
10610
11000
10 630
11 000
10 690
11 150
10 690
И 250
10 690
11 250
10 690
Таблица 5.8
Влияние нейтронного облучения на свойства ниобия при комнатнэй тем-
температуре (облучение при интегральном потоке 1020 нейтрон/см2) [140]
Обработка
Необлученный
Облученный
Облученный и отожженный
при 473 °К в течение
60 мин
Предел
текучести
при удли-
удлинении
0,2%,
кГ/мм2
40,6
40,5
42,45
43,0
42,45
54,3
52,2
52,4
64,8
64,8
64,0
Предел
прочности
при рас-
растяжении,
кГ/мм2
48,25
49,2
52,8
50,7
52
56,5
52,3
54,1
65,3
65,1
64,5
Общее
относи-
относительное
удлинение
до разру-
разрушения, %
21,5
19,8
19,0
21,4
21,5
8,0
6,4
6,5
6,8
7,7
4,2
Уменьше-
Уменьшение пло-
площади по-
перечно.о
сечения,
%
87
79
83
48
—
55
47
68
Таблица 5.9
Механические свойства сплавов ниобия, выплавленных электродуговой
плавкой с нерасходуемым электродом [140]
Содержание
легирующих
добавок,
вес. % (ос-
(остальное Nb)
1 V
5 V
5 V
1 W
Температура
испытания,
298
298
1365
298
Предел про-
порциональ-
2Э,
43,
25,
ности, кГ/мм2
87
05
06
Предел теку-
текучести, кГ/мм2
33,45
52,08
23,45
30,94
Предел проч-
прочности при
36
60
25
33
растяжении,
кГ/мм2
92
30
83
70
Истинное на-
напряжение
при разрыве,
кГ/мм2
60,03
122,29
—
Удлинение
(на длине
25,4 мм), %
26,2
27,2
37,4
35,09
Сужение, %
97,
72,
74,
8
3
8
188
Тугоплавкие металлы
Продолжение табл. 5.9
Содержание
легирующих
добавок,
вес. % (ос-
| тальное Nb)
1 W
5 W
5 V/
10 Hf
0,5 Zr—
0,5 Ti
0,5 Zr—
0,5 Ti
1 Zr-1 Hf
Температура
испытания,
1366
298
1366
298
298
1366
1366
Предел про-
порциональ-
30,
31,
23,
а
|
76
54
86
Предел теку-
текучести, кГ/мм2
7,
8,
37,
26,
14,
30,
56
05
10
88
70
24
Предел проч-
прочности при
растяжении,
кГ/мм2
8,11
—
9,79
37,45
18,29
31,00
Истинное на-
напряжение
37
46
102
1
,31
,83
,62
Удлинение
! (на Длине
25,4 мм), %
25,0
0,28
22,8
2,9
31,9
21,6
9,9
Сужение, %
8,6
77,4
—
—
2. МОЛИБДЕН
Молибден, Мо, 42, А =95,94 [32, 34, 50, 65, 140, 179—
181, 187—191,487].
Изотопы: Мо92, Мо94, Мо95, Мо96, Мо97, Мо98, Мо100.
При давлении 760 мм рт. ст.
Гпл = 2860±30°К; гпл = 210 кдж/кг;
71кип=5500±300°К; Гисп=6700 кдж/кг.
Таблица 5.10
Теплофизические свойства молибдена [32, 34]
Т °V.
¦* » *\
100
200
300
400
600
800
1000
1200
1500
1800
2100
2400
2700
7. Ю3
кг/м9
—
10,20
10,19
10,18
10,15
10,10
V
кдж/ (кг-град)
0,240
0,246
0,252
0,257
0,263
>0,267
0,274
0,280
0,286
0,320
0,396
0,460
0,462
em/(м-град)
205
169
162
159
158
158
158
159
114
111
113
100
82
102
100
95
90
88
85
82
80
79
78
78
а, 10~~6
1 /град
2,80
4,40
5,10
5,10
5,10
5,Ю
5,13
5,35
8,25
8,90
9,65
10,25
10,65
р. ю~~8
ом-м
_
г 1,0
4,0
6,5
12,5
18,5
23,5
30,0
38,5
47,0
56,0
64,5
73,5
Допуск: i-j-20 кг/м3; ср±0,003 кдж/(кг-град); l±8 em/(м-град).
Аоо — теплопроводность молибдена, охрупченного при 1373 °К за вре-
время 1100 ч в вакууме 10~3 мм pm. cm.
Ниобий
189
Таблица 5.11
Скорость испарения и давление пара молибдена в зависимости от
температуры [50]
p.
T, К
г I (см2-
aim pm
сек)
. cm.
2,
14
1473
44.10-19
,7-10-18
3,
25
1773
8Ы0-14
,8-10—13
1
6
2073
,05
,43-
10-ю
10~9
7,
5,
2173
52
73
10-ю
io-8
Продолжение табл. 5.11
7\ °K
до, г/(см2-
p, мм pm.
сек)
cm.
2,
22
2373
82-10-8
,5-10-7
5
4
2573
,0
,2
• io-7
10~5
4
3
2973
, 18-10—5
,75-10—3
5
4
3273
,oio—4
,8.10"»
Таблица 5.12
Теплоемкость молибдена при низких температурах
[34, 188]
7\ °К
16
33,9
101,5
кдж/(кг-град)
0,002
0,014
0,126
г, °к
120,3
238,5
V
кджЦкг-град)
0,167
0,235
Таблица 5.13
Механические свойства молибдена при повышенной температуре
(дуговая плавка, горячая прокатка) [НО]
Темпера-
Температура ис-
испытания,
°K
300
Состояние
А
Б
В
Предел
прочно-
прочности при
растяже-
растяжении,
кГ/мм2
66,9
65,0
47,5
Предел
текучести
59,6
44,6
Предел
пропор-
циональ-
циональности,
кГ/мм2
—
Относи-
Относительное
удлине-
удлинение (на
длине
50 мм), %
3
10
46
Относи-
Относительное
сужение,
2
9
36
190
Тугоплавкие металлы
Темпера-
Температура ис-
испытания ,
°К
1150
1250
1350
Состояние
А
Б
В
А
Б
В
А
Б
В
Предел
прочности
при ра-
растяжении ,
кГ/мм2
43,2
35,6
24,2
35,0
28,4
20,4
26,7
22,0
15,1
П рс
Предел
текучести
(ао,2)>
кГ/мм2
35,2
31,3
8,1
28,4
25,0
7,4
22,2
16,1
6,0
должение табл. 5.13
Предел
пропор-
циональ-
циональности ,
кГ/ мм2
18,3
15,1
2,4
16,2
15,8
4,0
16,9
11,6
2,9
Относи-
Относительное
удлинение
(на длине
50 мм),
%
18
22
46
19
32
49
29
36
35
Относи-
Относительное
сужение,
%
72
81
84
81
81
75
83
84
52
Условные обозначения: А—после прокатки; Б—после отжига для снятия на-
напряжения при 1000 °К; В—после рекристаллизационного отжига при 1230 °К.
Таблица
Модуль упругости молибдена [180]
5.14
г, °к
300
90Э
1100
Е, кГ/мм2
33 700
30 200
2Э200
г, °к
1150
1300
1500
Е, кГ/мм2
28 000
22 500
' 18 000
Таблица 5.15
Влияние облучения нейтронами при интегральном потоке
5-Ю'9 нейтрон/см2 на механические свойства молибдена при
растяжении [140, 176, 192]
Темпера-
Температура ис-
испытания,
°К
Предел текучести,
кГ/мм2
До облу-
облучения
после об-
облучения
Предел прочности,
кГ/мм2
До облу-
после об-
облучения
Относительное уд-
удлинение, %
до облу-
облучения
после об-
облучения
293
363
473
65,5
56,2
49,2
69,5
65,2
59,8
69,8
63,3
52,3
73,0
65,4
60,1
23,6
23,8
2,8
22,0
18,4
5,8
Примечание. В период облучения образцы имели те.мпературу 000
и омывались аргоном.
Тантал
191
Таблица 5.16
Степень черноты гладкой поверхности молибдена [50]
1800 I 2100 I 2300
Т, °К
1500
0,13
0,275
0,15
0,27
0,17
0,27
0,18
0,27
193,
в при длине волны 0,665 мкм
3. ТАНТАЛ
Тантал, Та, 73, А = 180,948 [32, 50, 65, 179—181,
487].
Изотопы: Та180, Та181.
При да*влении 760 мм pm, cm.
Гпл = 3260±40° К; гпл= 174 кдж/кг;
Гкип=5800 ± 500 °К; гисп=4170 кдж/кг.
Влияние нейтронного облучения на механические
свойства тантала [140, 192]:
Интегральный поток, нейтрон/см2 . . . 1 • 1019—5-1019
Предел прочности, кГ/мм2:
до облучения 45,8—50,6
после облучения 5\8—61,9
Относительное удлинение,
до облучения
после облучения
19—23
17
Таблица 5.17
Теплофизические свойства тантала чистотой 99,93% [65, 193]
Т, °К
100
200
300
400
600
800
1000
1200
1500
1800
2100
2400
2700
у, ю8
кг/ж3
—
16,60
—
16,57
16,54
—
16,51
—
—
16,44
V
кдж/(кг-град)
0,136
0,137
0,139
0,141
0,145
0,Н8
0,152
0,155
0,163
0,169
0,178
0,188
0,200
вт/(м
63
63
63
63
65
68
71
74
80
86
92
97
100
-град)
48
49
50
52
53
56
56
—
а, 10~6
1 /град
5,90
6,16
6,36
6,56
6,96
7,38
7,78
8,20
8,82
9,42
10,40
10,62
11,26
р, ю-8
ОМ'М
5,0
9,5
14,0
18,0
27,5
33,5
45,0
52,5
62,0
72,0
82,5
92,0
99,0
Допуск: y±20 кг/м*; ср±0,002 кдж/(кг-град); l±8 em/(м• град),
Хо — теплопроводность кованого тантала; Хоо—теплопроводность танта-
тантала после термостатирования при 1373 °К за время 1100 ч в вакууме
10~3 мм рщ. cm.
192
Тугоплавкие металлы
Таблица 5.18
Скорость испарения тантала в зависимости от температуры [50]
т,
ик
2000
2200
W
г!(см2-сек)
1,63
9,78-
.10-12
ю-11
т,
ик
2400
2600
W
urn»
г/(ел
3
5
04
54-
2-сек)
10-9
10~8
т,
К
2800
3000
w
г/(см2
6
6
,61-
79-
• сек)
ю-7
ю-6
т,
-к
3200
3369
w
г/(см
3
6
82-
80-
2С;?/С)
Ю-5
Ю-5
Таблица 5.19
Давление пара тантала в зависимости от температуры
[50, 180]
т, °к
р,
мм рпг. сп.
Т, °К
мм pin. cm.
2680
2872
МО
ью-4
зоэз
Точка плавле-
плавления Та
ыо-3
5-Ю-3
Таблица 5.20
Электросопротивление тантала чистотой 99,1% в зависимости
от температуры [179]
т, ск
81
195
273
373
р, ю 8
ом-м
4,3
10,7
14,6
19,7
т, ск
473
573
673
773
р, Ю~8
ом-м
24,2
28,6
33,0
37,1
г, °к
1073
1273
1573
1873
р, Ю"8
ом • м
49,3
57,2
66,6
78,5
Таблица 5.21
Влияние давления на электросопротивление тантала [140]
р, кГ/см2
Рр
Рро
1
1,000
1-Ю4
0,984
2-104
0,968
3-Ю4
0,951
4-1G4
0,94Г
Вольфрам
193
Таблица 5.22
Механические свойства тантала при испытании на растяжение [180]
Температура
испытания,
°К
78
93
143
195
243
298
473
673
Предел те-
текучести,
кГ/мм2
87,1
73,5
58,7
42,4
39,7
27,6
18,4
15,4
Предел проч-
прочности,
кГ/мм2
—.
—
41,3
39,2
35,0
32,9
22,6
Равномер-
Равномерное уд-
удлинение,
%
0
0
0
16,0
20,0
28
24
18
Общее
удлине-
удлинение, %
12,4
13,4
15
37
34
45
31
27
Относи-
Относительное
сужение,
%
75
78
81
89
86
86
85
84
Таблица 5.23
Твердость тантала в зависимости от состояния металла [180]
Характеристика металла
Твердость по
Бринеллю,
кГ/мм2
Листовой тантал, отожженный
То ,же, деформированный
То же, после поглощения газов при нагревании
45—125
125—350
До 600
Таблица 5.24
Модуль упругости тантала [140, 180]
т, °к
93
200
223
298
Е, кГ/мм* Г, °К
19 300
19 900
19 000
19 000
473
623
773
Е, кГ/мм2
18 300
18 000
17 500
4. ВОЛЬФРАМ
Вольфрам, W, 74, А = 183,85 [32, 34, 179—181, 190,
191, 487].
Изотопы: W180, W182, W183, W184, W186.
7 В, С Чнркин
194
Тугоплавкие металлы
При давлении 760 мм рт. ст.
Гпл = 3660±60° К; гПл= 184,8 кдж/кг\
71кип=6200±300°К; гисп=4960 кдж/кг.
Таблица 5.25
Теплофизические свойства вольфрама чистотой 99,92%
[34, 179, 192, 194]
Т, "К
100
200
300
400
600
800
1000
1200
1500
1800
2100
2400
2700
кг/ м3
—
19,25
—
—
19,31
19,29
—
19,26
.
—
19,18
пджЦкг-град)
0,1305
0,1325
0,1344
0,1354
0,1404
0,1442
0,1480
0,1520
0,1576
0,1636
0,1694
0,1754
0,1860
em/ (л
132
131
130
128
126
122
118
115
ПО
105
101
97
92
>-«
t-град)
—
—
115
113
110
108
104
101
97
95
92
«, ю-6
1/град
4,36
4,40
4,44
4,49
4,60
4,73
4,87
5,07
5,48
6,05
6,73
7,56
8,40
о, Ю~8
ом-м
6,5
16,5
27,5
31,0
33,0
35,5
41,0
50,5
60,5
70,0
79,0
Допуск: v±l00 кг/м3; с ±0,0005 кдж/(кг град); X (—8) вш/(м-град); >.«„—
теплопроводность вольфрама, охрупченного при 1800 °К за 1000 ч в вакууме
10 3 мм pm. cm.
При температурах 200—2000° К атомная теплоем-
теплоемкость вольфрама ср = 4,1868E,65+0,861 Т)дж/(г-атомХ
Хград).
Таблица 5.26
Коэффициенты лучеиспускания вольфрама при температуре
1600—2800 °К [179]
г, ск
носительный коэффициент лучеиспу-
Отскания
Мощность лучеиспускания, кал/(м2-ч)
1600
0,207
1,03
2000
0,260
1,29
2400
0,296
1,47
2800
0,323
1,6
Ванадии
195
Таблица 5.27
Давление пара и скорость испарения вольфрама в зависимости
от температуры [50]
т, °к
w, г/(см2-сек)
р, мм ptn. cm.
1800
3,61-10"
1,93- Ю-16
2400
1,28-Ю-10
7,9-Ю-9
3000
9,47-10-
6,55-Ю-5
3400
6,35- Ю-
4,68-Ю-3
Таблица 5.28
Предел прочности вольфрамовой проволоки, кГ/мм2 [179]
т, °к
Сразу после изготовления ....
Охрупченной за 1000 ч при 1800 °К
в вакууме 10~3 мм pm. ст.
500
310
110
1000
200
90
1800
70
50
2200
20
12
2600
9
7
3000
4,5;
4,0
Модуль упругости вольфрама лежит в пределах
35000—45 000 кГ/мм*.
Твердость по Бринеллю 200—350 кГ/мм2.
Таблица 5.29
Предел прочности вольфрамовой проволоки
в зависимости от температуры [179]
Т, °К
573
1073
1873
Предел проч-
прочности, кГ/мм2
310
200
70
т, °к
2273
2673
3073
Предел проч-
прочности, кГ/мм2
20
9
4,5
5. ВАНАДИЙ ;
Ванадий, V, 23, Л = 50,942 {32, 34, 50, 65, 195].
Изотопы: V50, V51.
Тугоплавкие металлы
При давлении 760 мм рт. ст.
Гпл = 2170±25° К; гпл~335 кдж/кг;
7кип=3170±100оК; гисп^9000 кдж/кг.
Таблица 5.30
Теплофизические свойства ванадия [34, 50]
т, °к
100
123
223
293
373
473
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
1373
1473
1573
1673
1773
у. ю3
кг/м3
—
6,И
—
,
—
6,10
6,09
—
—
6,07
V
кджЦкг-град)
0,480
0,485
0,500
0,502
0,523
0,540
0,560
0,563
0,590
0,607
0,620
0,630
0,650
0,670
0,700
0,720
0,755
0,780
0,816
х,
впгЦм-град)
32,1
32,2
32,8
33,2
33,7
34,4
34,9
35,7
36,4
37,2
37,9
38,7
39,5
40,4
41,3
42,3
43,3
44,4
45,6
«. ю-6
1 /град
8,08
8,14
8,45
8,70
8,95
9,30
9,60
9,90
10,25
10,60
11,00
11,30
11,60
11,95
12,25
12,60
12,95
13,24
13,55
Таблица 5.31
Давление пара ванадия в зависимости от температуры [50]
т, °к
3800
2900
2550
р, бар Т, °К
0,9806
0,9806- Ю-2
0,9806-Ю-3
2340
2040
р, бар
0,9806- Ю-4
0,9806-10-5
Энтальпия при 298° К / = 5,275 кдж/моль.
Энтропия при 298°К 5 = 29,52 кдж/(моль-град).
Электросопротивление при 293° К р^24,8-10~8 ом-м.
Титан
197
6. ТИТАН
Титан, Ti, 22, А = 47,90 [32, 34, 70].
Изотопы: Ti46, Tj47, Ti48, Ti49, Ti50.
При давлении 760 мм рт. ст.
7пл==2000±20° К; гпл«470 кдж/кг;
7кип=3800±100°К; гпсп=9800 кдж/кг.
Таблица
Теплофизические свойства титана [34, 196]
5.32
Т, °К
100
123
223
293
373
423
473
523
573
623
673
723
773
823
873
923
973
1023
1073
1123
1173
1223
1273
1323
1373
1423
1473
у, 1 О3 кг/м3
4,5 (а)
4,32(8)
V
кджЦкг-град)
0,543
0,547
0,555
0,562
0,569
0,573
0,578
0,582
0,586
0,590
0,594
0,598
0,602
0,606
0,609
0,612
0,615
0,617
0,620
0,622
0,624
0,627
0,628
0,631
0,632
0,634
0,635
em! {м-град)
15,1
15,1
15,3
15,5
15,8
16,0
16,3
16,6
16,9
17,2
17,4
17,8
18,0
18,4
18,7
19,1
19,4
а, К)-6
1/град
8,4
8,0
8,0
8,0
198
Тугоплавкие металлы
Таблица 5.33
Теплофизические свойства некоторых титановых сплавов при 300 еК
[70, 196]
Сплав
ВТ1, ВТ1-1
втз
L, ВТЗ-1
ВТ4
ВТ5-1
ВТб
ВТ8
ВТ14
S, BT15
ВТ16
ОТЗ
ОТ4
Химический состав, %
(остальное TI)
<0,1С; <0,3Fe;
<0,15Si; <0,l5O
(J-rC)Al; B--3)Cr
D,5-5-6,2) AI;
(l-r-2,5)Cr
C,5-н5)А1;
@,8^2) Mn
5 AI; 2,5 Sn
D,5h-6,5) AI;
C,5-5-4,5) V
E,8-^6,8) AI;
B,8-5-3,8) Mo
4 AI; 3 Mo; IV
3 AI; 8 Mo; 11 Cr
2,5 AI; 7,5 Mo
A*3)А1; @,8^-2) Mn
3 AI; 1,5 Mn
v. Ю3
кг/м3
4,rH
4,46
4,50
4,60
4,50
4,43
4,47
4,51
4,60
4,52
4,51
4,55
вт/(м-град)
16,6
7,1
7,9
9,0
7,5
7,5
7,1
8,4
8,0
10,5
9,1
8,3
a, 10 6
1 /град
8,0
8,4
8,9
8,5
8,0
8,4
8,4
8,0
9,1
9,2
8,3
8,1
ГЛАВА VI
МЕТАЛЛЫ С НИЗКИМ СЕЧЕНИЕМ ПОГЛОЩЕНИЯ
ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ
1. БЕРИЛЛИЙ j
Бериллий, Be, 4, А-9,0122 [16, 164, 169, 197—213].
Изотопы: Be6, Be7 E4,5 суток), Be8 A0~15— 1(H7 сек),
Be9 (стабилен), Be10 B,7• 106 лет), Be11.
При давлении 760 мм рт. ст.
ТП31= 15604=10° К; гпл= Ю90±20 кдж/кг;
Гкип=24004-2970° К; гИСп=24 700±100 кдж/кг.
Температуры плавления и кипения имеют условное
значение в связи с высокой скоростью испарения при
Г>1470°К; при температуре плавления 1560° К и ат-
атмосферном давлении испарение достигает скорости
0,4 г/(см2-ч). Ниже 1470° К в вакууме до
10~4 мм pm. cm. бериллий имеет весьма малую скорость
испарения, составляющую в худшем случае
4• 10—5 г/(см'2'Ч). Интенсивное испарение при темпера-
температурах-более 1470° К и давлении 760 мм рт. ст. ограни-
ограничивает 'применение бериллия данной температурой.
Теоретическая плотность бериллия 1848 кг/м3. Изде-
Изделия из прессованного бериллия имеют плотность 1800—
1820 кг/м*.
По мере выдержки при повышенной температуре
первоначальная теплопровЬдность бериллия снижается
по экспоненциальному закону; это снижение [16] при
1500° К происходит быстрее, чем при 1200° К. Если пер-
первоначальное, т. е. для только что изготовленного мето-
методом горячего прессования бериллия, значение коэффи-
коэффициента теплопроводности при 273° К обозначить А,о, а
после выдержки также при 273° К —Я», то их зависи-
200
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица 6.1
Теплофизические свойства металлического бериллия чистотой 99,9%,
полученного спеканием порошков [16,201]
т, к
100
200
300
350
400
450
500
550
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1500
у, кг/м*
1802/1846
1800/1843
1797/1840
1796/1839
1795/1838
1793/1837
1792/1835
1791/1833
1790/1831
1787/1829
1785/1827
1782/1823
1780/1821
1778/1818
1775/1815
1772/1812
1770/1807
V
кдж!(кг-град)
1,50
1,70
1.G0
1,96
2,05
2,18
2,25
2,35
2,45
2,60
2,80
3,00
3,13
3,30
3,40
3,52
3,64
X, em/(м-град)
исходный
112/205
105/194
97/182
94/176
91/170
87/164
84/156
81/151
78/145
74/134
68/120
64/109
61/96
57/86
55/84
51/82
46/76
после выдерж-
выдержки 100 0 ч
при 1300°К
168/180
152/168
138/156
132/150
126/146
121/138
116/132
111/126
104/119
97/110
91/100
85/85
81/80
78
75
73
67
ос, 10 G
1 /град
9,5
10,5
11,5
12,0
12,5
13,0
13,5
14,0
14,5
15,5
16,5
17,5
18,5
19,5
20,5
21,5
23,5
Примечай и е. Значения у и X даны в числителе — для холоднопрессо-
ванного и спеченного, в знаменателе—для горячепрессованного бериллия. Допуск:
у ± 1 кг/м3; с ±0,2 кдж/{кг-град)\ X — 5 вт/(м-град).
мость от температуры приблизительно можно выразить
формулами
>^~ д0 [1 — 5,6-10~4 (Т — 273)],
XL^/^II—5,6-10~4(Г —273)].
Зависимость коэффициента теплопроводности от тем-
температуры и времени выдержки т аппроксимируется фор-
формулой
Заменяя коэффициенты теплопроводности
функции температур, получаем
I х = [1 _ 5,6- Ю-4(Т — 273)] [л» — (Хоо —
значениями
,
Бериллий
201
Для горячепрессованного бериллия экстраполированные
значения теплопроводности при 273°К можно принять
равными Яоо—160 вт/(м-град) и Ло~185 вт/(м-град).
Тогда
Хг>, = [1 — 5,6- 10~4(Г — 273)] [160 4- 25е—].
Экспериментальные значения коэффициентов тепло-
теплопроводности для разных времен т и температур Г, т. е.
значения %Т, т , позволяют вычислить коэффициент а.
Выдержка бериллия при температуре 0' = 97О°К не
изменяет его теплопроводности, и а' = 0; при 0"= 1170° К
приводит к среднему значению а// = 3,16-10~3; при 8А" =
= 1400° К — к среднему значению а///==7,04-10~3. Зави-
Зависимость между коэффициентом а и температурой вы-
выдержки 6° К является прямолинейной и записывается
уравнением
а^1,69-10-5F — 6') = 1,69-Ю-5@ — 970).
Следовательно, для горячепрессованного бериллия
зависимость коэффициента теплопроводности от темпе-
температуры Г°К и времени т часов выдержки при темпера-
температуре 8° К от 970 до 1400° К будет иметь вид
Г
Х[160 +
)
-1 G9-10~5<0-970)]
' ' J втЦм-град)
Таблица 6.2
Истинные значения коэффициентов объемного
и линейного расширения монокристалла бериллия
чистотой 99,95%, отожженного при 1000сК
в течение 30* [164,213]
г, °к
333
373
423
473
523
573
11 град
32,0
39,0
42,3
46,0
48,2
50,0
а, 10~6 1/град
перпендику-
перпендикулярно к крис-
таллографиче-
таллографической оси
12,0
14,5 .
16,1
17,0
17,5
18,0
параллельно
кристаллографи-
кристаллографической оси
9,0
10,8
12,2
13,0
13,6
14,0
202
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Продолжение табл. 6.2
г, °к
623
673
723
773
823
873
923
973
1023
1073
1123
1173
р. ю~в
1 /град
51,5
52,6
54,1
55,0
56,5
57,6
59,2
60,0
61,4
62,6
64,1
65,0
а, 10'
перпендику-
перпендикулярно крис-
таллографи-
таллографической оси
18,6
19,0
19,6
20,0
20,5
20,8
21,3
21,7
22,0
22,4
22,8
23,0
-0 1/град
параллельно
кристал лографи -
ческой оси
14,6
15,0
15,4
15,8
16,2
16,6
17,0
17,4
17,8
18,2
18,6
19,0
Таблица 6.3
Значения коэффициентов линейного расширения выдавленного
бериллия для разных интервалов температуры в зависимости
от направления выдавливания, \/град [213]
300—400
300—500
300—600
300—700
300—800
300—900
300—1000
300—1100
300—1200
300—1300
Перпендикулярно
исходный
9,8
11,9
12,9
13,8
14,6
—
16,1
—
_
17,8
после отжига
14,3
14,5
14,8
15,3
15,8
—
16,5
—
_
17,5
Параллельно
исходный
12,2
14,2
15,3
16,1
16,8
17,1
17,6
18,0
18,6
19,0
после
отжига
10,3
13,2
14,5
15,6
16,6
—
18,3
—
20,4
Среднее
значение
11,6
13,4
14,4
15,2
15,9
17,1
17,1
—
—
—
Бериллий
203
Таблица 6.4
Термодинамические свойства бериллия [29,199—201]
т, °к
298,16
500
1000
1500
2000
с кдж/(моль-град)
твердый
17,84
20,31
26,38
32,45
22,06
пар
20,81
20,81
20,81
20,81
20,81
/, кдж {моль
твер-
твердый
1947
5715
17625
31254
56794
пар
6201
10400
20813
31196
41579
5, кдж/(моль -град)
твердый
9,546+0,08
19,09
35,38
46,26
55,3
пар
136,3+0,04
147,08
161,48
169,94
175,93
Таблица 6.5
Теплопроводность очень чистого бериллия в исходном
состоянии, em/(м-град) [201]
г, ск
473
673
873
Образцы из спеченно-
спеченного порошка
163
159
155
Образцы, выдавлен-
выдавленные из чешуйчатого
бериллия
138
130
121
Таблица 6.6
Скорость окисления бериллия на воздухе при П00°К
[202-204]
Время, мин
5
10
20
40
Привес,
КГ г/см9
6
10
15
22
Время, мин
60
80
120
Привес,
10"*"в г/см*
29
35
44
204
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица 6.7
Упругие свойства монокристалла бериллия [29,203—207]
Направление по отно-
отношению к кристаллогра-
кристаллографической оси
Перпендикулярно
Параллельно
Модуль Юнга,
103 кГ/мм*
28 + 1,4
37,4±1,2
Коэффициент
Пуассона
0,035±0,01
0,Ш±0,02
Т а б л и ц а 6.8
Удельное электрическое сопротивление бериллия [203]
г, °к
р, 10~8 ом-м
273
4
473
9
673
15
873
22
1073
32
Таблица 6.9
Скорость испарения металлического бериллия
в зависимости от температуры и давления [50,214]
7,4 К
1000
1170
1215
1245
1300
1400
1520
1670
1850
Давление пара,
мм pin. cm.
10—9 (экстра-
(экстраполировано)
ю-7
10-5
ю-4
ю-3
ю-2
0,1
w, г/(см'г-сек),
760 мм рпг. ст.
Ю-13
5,5-10-^
5-10-8
1-10-8
4,9-10-7
4,7-10—в
4,5-10-5
4,3-10—4
4,1-10-3
при давлении
10~3 мм
рт. ст.
Ю-13
9-10-1°
8-10-8
—
6. Ю-7
9-Ю-9
6-10-5
7-Ю-3
9-Ю-2
Бериллий
205
Таблица 6.10
Изменение механических свойств бериллия после
облучения при повышенных температурах [214]
Температура
облучения,*
К
763
883
.. „ Предел проч
Интегральный ности ,фИ
поток, растяжении,
нейтрон!с и* I v кГ/Мм*
о
1,4-1О2о
0
48,65
40,53
55,14
59,5
Относительное
удлинение, %
2,6-3,5
0,4—1,2
5,3-6,6
7,1—9,2
* Необлученные образцы перед испытанием подвергались дли-
длительной выдержке при температуре облучения.
Таблица 6.11
Воздействие облучения при температуре ниже 373°К на механические
свойства порошкового бериллия QMY *
Интегральный
поток,
нейтрон! см2
0
0
2,4-1021
7,2-1021
2,6-Ю22
3,76-1022
Плотность,
103 Кс'/м3
1,847
1,847
1,847
1,847
—
—
Твердость
по Роквеллу
(шкала В)
70,6
71,5
88,8
97,4
88,7
159,2
Предел
текучести,
кГ/мм2
16,7
18,4
—
36,1
—
Предел проч-
прочности при
растяжении,
кГ/мм2
25,0
25,9
35,6
36,0
34,0
—
Относи-
Относительное
удлине-
удлинение, %
1,4
1,4
0,2
0,2
—
—
* Вероятно, горячепрессованиого
Таблица 6.12
Изменение плотности бериллия после облучения при
различных температурах [214]
Температура
облучения, °К
373
773
898
953
Интегральный поток,
нейтрон/см2
1,3-1020
О,9.1О2о
1,5-1020
Изменение плотнос-
плотности, %
<-0,05
—0,15
—0,2
—0,4
206
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Распухание бериллия,
Таблица 6.13
в результате после-
радиационного отжига после облучения интегральным
потоком ~2,3-1021 нейтрон/см^ при температуре
873°К* [208]
Продолжи-
Продолжительность
отжига, ч
1
3
5
8
1073
0
—
—
—
Температура
1 173
0,5
—
—
—
отжига,
1273
1,1
—
—
°К
13
4
5
7
12
73
,1
,9
,7
,7
* Распухание бериллия связано с образованием и ростом пу-
пузырьков гелия, образующегося при нейтронном облучении берил-
бериллия.
Таблица 6.14
Некоторые свойства бериллий-алюминиевых сплавов
при 300°К [215]
Содержание
алюминия, вес. %
24
33
36
43
у, 103 кг/м3
1,99
2,05
2,08
2,14
V
кдж1(кг-град)
1,69
1,67
1,65
1,54
х,
ami {м-град)
19,2
21,4
19,3
Таблица 6.15
Свойства бериллиевого листа в зависимости от направления прокатки
[169]
Толщина,
мм
2,2
1,5
1,0
Обжатие
при про-
прокатке, %
6
а
12
Предел прочности при рас-
растяжении, кГ/ммг
параллельно
40,0
44,4
44,4
перпендику-
перпендикулярно
45,0
49,2
49,2
Относительное удлине-
удлинение, %
параллель-
параллельно
5,0
8,2
6,5
перпендику-
перпендикулярно
6,7
12,0
6,0
Бериллий
207
Таблица 6.16
Свойства горячевыдавленного (текетурироваиного) бериллия [169]
Направление
текстуры
Параллельно
Перпендикуляр-
Перпендикулярно
Предел
прочности,
кГ/мм*
31,8
35,0*
27,8
28,6
Предел
текучести
(остаточная
деформация
0,5%),
кГ/мм~
31,8
35,3
—
Сужение
поперечного
сечения, %
0,55
0,3
—
Модуль
Упругости,
103 кГ/мм*
30,4
30,7
32,7
___
* В оригинале, вероятно, по ошибке приведена цифра 55.
Механические свойства листа, полученного осадкой,
кГ/мм2:
Модуль упругости 29,5-103
Предел текучести (остаточная деформация
0,05%) 21,8
Предел прочности 42,2
Таблица 6.17
Коррозионная стойкость бериллия в воде при температуре 600 °К
[169]
Исходный материал
Метод обработки
Время до появления уско-
ускоренной местной коррозии
Бериллиезый
рошок
То же
гю-
Хлопьевидный бе-
бериллий
Сплав Be —0,1 ат.
% Ni
Горячее прессование
Литье в вакууме
Литье в вакууме и
выдавливание*
Литье в вакууме и
выдавливание при
1350% обжатие
144:1
От 140 до 160 дней
Полное разрушение об-
образца за время, мень-
меньшее чем 2 дня
Некоторое улучшение по
сравнению с материа-
*' лом, полученным толь-
^ко литьем в вакууме
Никаких следов местной
коррозии после 280
дней
* Обычно выдавливание ведется при температуре 1273— 147 3° К
208
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица
Сопротивление разрыву изделий, изготовленных методом
выдавливания порошка Ве+Ве2С [169]
Материал
Be чистый
» »
Be —2,5 вес. «
Be —2,5 вес. «
Be чистый
Be —2,5 вес.
i Be,C
4 Ве^С
% Ве2С
Т, °К
-920
-920
-920
-920
-1000
-1000
Напряжение,
кГ/мм*
7,03
3,515
7,03
3,515
1,406
2,109
Время до
разрыва, ч
0,2
1,6
4,0
181,0
0,95
861,0
2. ЦИРКОНИЙ
Цирконий, Zr, 40, А = 91,22 [29, 50, 164, 199, 216—
224]. ^
Изотопы: Zr90, Zr91, Zr92, Zr94, Zr96.
При давлении 760 мм pm. cm.
Гпл = 2123±30°К; гпл = 210 кдж/кг;
ТК1Ш = 4600° К; гисп = 6700 кдж/кг.
Температура полиморфного а^р-превращения цир-
циркония 1135° К.
Таблица 6.19
Теплофизические свойства очень чистого (99,99%) кристаллического
циркония [12, 29, 34, 140, 194, 225]
т, °к
100
123
223
293
373
423
473
523
573
623
673
723
773
кг/м*
6,55
6,54
6,52
6,51
6,49
6,48
6,47
6,46
6,45
6,44
6,43
6,42
6,42
V
кдж/{кг-град)
0,205
0,229
0,267
0,290
0,309
0,320
0,328
0,338
0,346
0,353
0,358
0,362
0,364
впг/(М'град)
22,3
22,2
21,7
21,4
21,2
21,0
20,9
20,7
20,6
20,5
20,4
20,3
20,2
'г— «зоо,
кдж/кг
—
12
24
30
58
70
85
98
115
128
149
166
sT — s300,
кдж/(кг-град)
—
—
0,014
0,088
0,120
0,150
0,186
0,216
0,248
0,270
0,297
0,317
Цирконий
209
т, °к
823
873
923
973
1023
1073
1123
1173
1223
1273
1323
1373
1423
1473
1573
1673
1773
1873
кг/м3
6,41
6,40
6,38
6,37
6,37
6,36
6,35
6,34
6,33
6,32
6,31
6,30
6,29
6,28
6,26
6,24
6,22
6,20
V
кджЦкг-град)
0,366
0,366
0,364
0,361
0,358
0,355
0,351
0,346
0,340
0,335
0,329
0,323
0,316
0,309
0,284
0,275
0,256
0,238
[Продол,
em/ (м -град)
20,1
20,1
19,9
19,9
19,9
19,8
19,8
19,8
19,7
19,7
19,7
19,7
19,7
19,6
19,6
19,6
19,6
19,6
жение табл. 6.19
кдж/кг
185
206
228
249
271
291
314
334
356
376
400
414
440
460
—
—
—
—
sT— s3oo>
кджЦкг-град)
0,340
0,368
0,379
0,395
0,415
0,432
0,451
0,467
0,486
0,502
0,520
0,534
0,554
0,570
—
—
—
Таблица 6.20
Сплав
Циркалой-1
Циркалой-2
Циркалой-3
Циркалой-4
321
421
Циркониевые сплавы [140]
Состав, вес. % (остальное Zr)
2,5Sn; 0,12Fe: 0,10Cr: 0,05Ni
1,2—l,7Sn; 0,07—0,2Fe; 0,05—
0,15Cr; 0,03—0,08Ni; 0,006 (макс.) N
0,2—0,3Sn;0,2-0,3Fe:0,lCr;0,05Ni
1,2— l,7Sn; 0,12—0,18Fe; 0,05—
0,15Cr; 0,007 (макс.) Ni
1,25A1; l,0Mo; l,0Sn
1,25A1; l,5Mo; l,5Sn
2Ю Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Продолжение табл. 6.20
Сплав
Стареющие эксперименталь-
экспериментальные циркониевые сплавы,
предложенные фирмой
«Ньюклеар металс»
Экспериментальные сплавы
института им. Бзттла
Состав, вес. % (остальные Zr)
5,45Мо; 1.81А1; 3,0бТа; l,9Sn;
5,3Nb; 1.7A1; 4,59Та; 2,01Sn
4,0Sn; 0,5Mo
2,0Sn; 0,5Mo
2,0Sn; 2,0Nb; 0,lFe; 0,5Ni
2,0Sn;3,0Nb;0,lFe; 0,5Ni
3,0Sn: 0,lFe; 0,5Ni
3,0Sn; 0,5Mo; 0,lFe; 0,5Ni
; 3,0Sn; 0,5Mo; l,0Nb
0,lFe; 0,5Ni
Таблица 6.21
Теплопроводность циркония и его сплавов с ураном и
водородом [140, 216]
г, °к
323
373
423
473
523
573
623
673
723
X, втЦм-град)
Zr |
20,85
20,40
20,00
19,50
19,05
18,65
18,28
18,00
—
Zr-8% U 1
14,45
14,86
15,28
15,65
16,00
16,35
16,70
17,00
Zr-8% U-1% H
19,50
18,50
17,95
17,60
17,40
17,25
17,15
—
Таблица 6.22
Коэффициент линейного расширения а-циркония, содержащего
гафний, 10-« \/Zpad [217]
Т, °К
273
323
373
423
473
523
573
623
0,005 ат. % Hf
6,2
6,8
7,6
8,3
8,9
9,6
10,4
11,0
1,2 ат. % Hf
5,8
6,4
7,2
7,7
8,4
8,9
9,5
10,2
т, °к
673
723
773
823
873
923
973
0,005 ат. % Hf
11,7
12,4
13,0
13,7
14,5
15,2
—
1,2 ат. % Hf
10,8
И,4
11,9
12,6
13,2
13,8
14,5
Цирконий
211
Таблица 6.23
Удельное электрическое сопротивление циркония при 300°К
[29, 222]
Материал
р, 10~ь ом-м
- Высокочистый, кристаллический, иодидный
Стандартный кристаллический, иодидный, подверг-
подвергнутый механической обработке
, Восстановленный магнием, переплавленный и механи-
механически обработанный
Проволока, полученная холодным волочением из вос-
восстановленного магнием и переплавленного циркония
Отожженная проволока, полученная из восстановлен-
восстановленного магнием и переплавленного циркония . . . .
Проволока, полученная холодным волочением из вос-
восстановленного магнием менее чистого циркония . .
Таблица 6.24
Удельное электрическое
сопротивление циркония
высокой чистоты [29, 223]
295
73
4
°К
,7
,3
,2
р» 1 о~
45
8
2
~8 ом-м
,60
,68
,14
41,1
45,0
54,0
52,5
50,5
60,0
Таблица 6.25
Влияние холодной обработки на удельное электрическое
сопротивление иодидного циркония [29, 224]
Характер обработки
Холодная ковка с обжа-
обжатием с 24 до 4,75 мм,
отжиг в течение 1 ч
при 923 °К
т. ю3
кг/мЗ
6,505
Микро-
твердость.
кГ/мм*
104*3
р, 10~~^ ом-м
298 °К
43,74±0,08
74,66 °К
7,14±0,03
212
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Продолжение табл. 6.25
Характер обработки
Холодная ковка с обжа-
обжатием с 24 до 7,9 мм,
отжиг при 923 СК,
дальнейшая холодная
ковка до толщины 4,75
мм (обжатие при хо-
холодной деформации
64%)
Холодная ковка с обжа-
обжатием от 24 мм на 96%
т. Ю3
кг/м*
6,505
6,500
Микро-
Микротвердость,
кГ/мм*
179±6
191-1-4
р, КГ~"8 ом-м
2 98 СК
44,63^0,16
44,67 + 0,09
74,GG СК
8,05±0,03
Таблица 6.26
Влияние содержания кислорода на удельное электрическое
сопротивление иодидного циркония при 273 QK [140, 222]
Содержание
кислорода, ат. %
0
0,5
1,0
р, ю-8
ом-м
39,0
42,5
46,5
Содержание
кислорода, ат. %
1,5
2,0
2,5
I
р, Ю""8
ом-м
50,5
53,5
57,5
Таблица 6.27
Влияние облучения при 323—333 °К на прочностные свойства
циркония [140]
Обжатие при
предваритель-
предварительной холодной
обработке,
%
Предел теку-
текучести (при
остаточной
деформации
0,2%),
кГ/мм2
Предел проч
ности при
растяжении,
кГ/мм2
Удлинение
(на длине
2,5 см),
Сужение
попереч-
поперечного
сечения,
Модуль
упругости,
103
кГ/мм2
Контрольные образцы до облучения
Отожжен
»
9,1
9,1
20,1
24,2
23,3
46,3
45,5
50,0
45,0
44,5
51,5
50,0
54,8
33
33
20
17
16
51
49
44
43
41
10,3
10,8
10,0
10,3
10,6
Цирконий
213
Продолжение табл. 6.27
Обжатие при
предваритель-
предварительной холодной
обработке,
%
20,1
30,6
30,6
39,1
39,1
50,4
50,4
Предел теку-
текучести (при
остаточной
деформации
0,2%),
кГ/мм2
50,8
52,1
51,6
52,2
53,0
58,8
58,4
Предел проч-
прочности при
растяжении,
кГ/мм2
55,6
58,5
57,4
58,0
58,5
60,9
60,5
Удлинение
(на длине
2,5 см),
%
16
17
16
16
13
И
9
Сужение
попереч-
поперечного
сечения,
0/
/0
41
36
35
36
33
26
23
Модуль
упругости,
103
кГ/мм2
10,5
10,0
9,5
9,8
9,8
9,7
9,6
После облучения интегральным потоком тепловых нейтронов
5,7-1019 нейтрон /см2
Отожжен
»
п
9',
20,
20,
30,(
30, (
39,
39,
50,4
50,'
36,0
35,6
53,0
53,7
58,5
58,5
58,5
58,1
60,5
60,1
64,6
65,5
49,6
49,5
55,8
57,1
61,6
61,6
62,9
62,4
63,4
64,0
65,9
65,9
25
23
13
14
14
13
15
13
14
11
8
9
45
43
36
36
28
34
28
28
28
29
21
25
9,4
10,1
8,9
10,9
10,5
10,2
10,0
9,9
9,8
9,9
9,8
10,9
После облучения интегральным потоком тепловых нейтронов
1,5-1020 нейтрон/см2
Отожжен
9,1
20,1
30,6
39,1
50,4
36,0
54,0
58,9
60,0
60,7
65,9
47,1
55,7
60,3
62,5
62,8
67,0
23
16
21
10
8
41
36
35
23
29
23
9,8
8,6
10,0
9,4
10,7
9,8
После облучения интегральным потоком тепловых нейтронов
2,4-1020 нейтрон/см2
Отожжен
20,1
50,4
39,4
59,5
66,5
50
62,1
67,3
22
7
42
33
19
9,6
8,8
8,9
214 Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Продолжение табл. 6.27
Обжатие при
предваритель-
предварительной холодной
обработке,
%
Предел теку-
текучести (при
остаточной
деформации
0,2%),
кГ/мм*
Предел проч-
прочности при
растяжении,
кГ/мм2
Удлинение
(на длине
2,5 см),
%
Сужение
попереч-
поперечного
сечения,
%
Модуль
упругости,
103
кГ/мм*
После облучения интегральным потоком тепловых нейтронов
1,5-1020 нейтрон/см2 и последующего вакуумного отжига в течение
100 ч при 523 °К
Отожжен
9,1
20,1
30,6
39,1
50,4
33,9
51,8
53,8
54,6
55,9
59,5
45,5
55,0
56,0
59,0
60,8
62,5
—
18
20
12
10
43
40
34
33
27
26
9,6
9,1
10,0
9,9
9,4
9,0
После облучения интегральным потоком тепловых нейтронов
2,4-1020 нейтрон!см* и последующего вакуумного отжига в течение
100 ч при 573 °К
Отожжен
9,1
20,1
30,6
39,1
50,4
33,3
48,4
50,3
49,5
51,6
54,0
45,6
52,4
54,6
55,4
57,5
58,5
—
16
15
14
14
45
42
42
38
35
24
8,9
8,9
8,8
8,9
9,4
После облучения интегральным потоком тепловых нейтронов
2,4-1020 нейтрон/см2 и последующего вакуумного отжига в течение
160 ч при 623 °К
9,1
30,6
39,1
40,9
42,5
44,5
49
52,1
54,2
21
16
20
37
38
34
9,7
9,5
8,9
Примечание. Настоящие данные повторялись в более поздних работах
[221, 224]. Цирконий подвержен тепловому старению при температурах более
600 °К, следовательно, для этой области температур остается открытым вопрос
о причине изменения механических свойств циркония, т. е. сведениями о том,
что оказывает большее влияние — температура или облучение, мы не распо-
располагаем.
Цирконий
215
Таблица 6.28
Влияние облучения при интегральном потоке 1019 нейтрон!см* на
механические свойства циркалоя-2 (по данным фирмы «Беттис») [140]
Механические свойства
Необлученный
Облученный
Среднее изме-
изменение свойств,
Твердость по Роквеллу #r
Предел текучести (при ос-
остаточной деформации
0,2%), кГ/мм*
Предел прочности при рас-
растяжении, кГ/мм2 ....
Постоянное удлинение, % .
Относительное сужение, %
52,9±0,02
29,4
46,9
12
42-45
59 ±0,05
59,5—66,5
63,0—68,6
3
22—32
-f-9,5
+ 114
+40
—75
—20
Примечание. Во время облучения образцы имели температуру 550° К
и омывались аргоном; изменение условий опыта может привести к иным
результатам.
Таблица 6.29
Коэффициенты диффузии водорода в ^цирконии [169]
Г. °К
923
923
973
973
973
973
973
973
1073
1073
1073
1073
1123
1123
Средняя
концентрация
водорода,
ат. %
23,0
32,0
17,5
25,3
31,5
15,2
21,9
29,2
9,5
20,1
20,2
27,8
19,4
30,3
Давление на мембрану,
мм рп
Pi
0,9
1,5
1,4
2,1
4,5
2,3
3,8
7,9
2,0
8,4
6,8
14,5
13,3
31,1
i. cm.
Р2
0,4
0,7
0,8
1,8
1,4
1,5
3,1
4,5
1,3
5,2
6,4
10,4
12,1
29,9
Коэффициент
диффузии,
10"~6 СМ2/сек
0,6
0,5
3,0
3,0
2,2
13,0
8,3
9,6
41,0
31,0
19,0
21,0
75,0
90,0
216
Металлы с низким сечением поглощения нейтроной
Таблица 6.30
Прочностные характеристики циркониевых сплавов [140]
Состав, вес. %
(остальное Zr)
l,5Al-l,5Sn
1,5А1—3Sn
l^Al—1}5Мо
ЗА1—l,5Sn
ЗА1—3Sn
Состояние материала
Без обработки
После сварки
После сварки и отжига
Без обработки
После сварки
После сварки и отжига
Без обработки
После сварки
После сварки и отжига
Без обработки
После сварки
После сварки и отжига
Без обработки
После сварки
После сварки и отжига
Предел
текучести
(при оста-
остаточной де-
деформации
0,2%),
кГ/мм2
61,2
63,7
64,8
72,1
71,2
72,7
80,7
76,5
80,0
82,7
85,5
85,8
85,5
86,8
86,0
Предел
прочности
на разрыв,
кГ/мм2
71,0
77,5
76,2
80,0
82,3
82,0
85,0
83,2
84,8
93,2
94,0
92,7
95,7
?6,0
92,5
Относи-
Относительное
удлинение
на длине
5 0,8 мм,
0'
13,0
8,5
10,2
13,0
9,7
8,4
8,5
7,5
8,0
11,0
13,5
12,5
3,0
13,5
2,0
Примечание. Сварка аргоно-дуговая. Отжиг в течение 5 ч при 973°К.
Таблица 6.31
Прочностные свойства циркалоя-2 и циркалоя-3 с добавками
бериллия при 590°К [140]
Добавка
бериллия,
вес. %
0,1
0,2
0,3
0,3
0,4
Предел
текучести,
кГ/мм2
13,6
17,1
18,0
18,0
22,1
Предел проч-
прочности на разрыв,
кГ/мм2
Циркалой-2
23,2
25,9
27,8
27,5 -
33,4
Общее отно-
относительное
удлинение, %
9
10
13
17
8
Сужение,
60
11
21
32
21
Магний
217
Продолжение табл. 6.31
Добавка
бериллия,
вес. %
Предел
текучести,
кГ/мм2
Предел проч-
прочности на разрыв,
КГ/МЛ;2
Общее отно-
относительное
удлинение, %
Сужение,
0
0
0
3.
,2
,4
,4
МАГНИЙ
13
15
15
,2
,0
,0
Цирка лой-3
21,0
25,3
25,6
29
20
20
56
51
49
Магний, Mg, 12, А =24,312 [29, 34, 140, 226—233].
Изотопы: Mg24, Mg25, Mg26.
При давлении 760 мм рт. ст.
ГПл = 923±0,5°К; гпл==372±4 кдж/кг;
rKnn=1393±50K; гисп = 5443±84 кдж/кг.
Объемное расширение при плавлении достигает
3,97—4,20%,
Теплота сгорания при образовании MgO примерно
600 кдж/моль.
Таблица 6.3?
Теплофизические свойства магния [12, 29, 164]
173
223
273
323
373
423 '
473
523
573
623
673
' 723
773
823
873
922
7, 103 кг/м3
1,750
1,745
1,738
1,730
1,728
1,720
1,710
1,707
1,700
1,695
1,688
1,680
1,670
1,662
1,660
1,642
с , кдж/(кг-град)
0,879
0,930
0,975
,020
,070
,100
,120
1,150
,180
1,200
1,220
,240
,255
,270
1,280
1,290
л, вт/(м-град)
179
170
165
158
152
146
140
135
130
124
120
115
112
108
131
130
р, 10 8 ом
37,8
28,0
23,2
19,2
16,9
14,9
13,3
11,8
10,8
10,3
10,0
10,2
10,6
11,4
12,6
14,5
218
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
т, °к
924
973
1023
1073
1123
1173
V, Ю3 кг/м3
1,572
1,544
1,543
1,5^3
1,543
1,543
Продол
с , кдж/(кг-град)
1,395
1,395
1,395
1,395
1,395
1,395
X,
жение табл.
em/ (м- град)
100
99
98
98
98
98
р. ю~
33
35
37
39
6.32
-8 ОМ-М
,0
,0
,5
,0
Таблица 6.33
Коэффициент линейного и объемного
расширения магния в зависимости от
температуры [227, 229]
г, °к
300—450
450—600
600—750
750—900
а, 10"~6
\/ерад
27,3
27,6
31,0
39,6
,3, 10~5
1/град
8,19
8,28
9,30
11,88
Таблица 6.34
Влияние ориентировки зерен на коэффициент
линейного расширения текстурированного
магния [227, 229]
т, °к
290—310
«„. ю-6
1 /град
21Л
aj_, 10~6
\/град
24,3
Таблица 6.35
Коэффициент линейного
расширения нетекстурированно-
го, хорошо прокованного
магния [227, 229]
Г, °К
300—400
300—600
300—800
а, 10~~8 1/град
25,8
27,0
28,9
Магний
219
Таблица 6.36
Давление пара магния в зависимости от температуры [29, 164]
г, °к
575
650
925
1025
1075
Давление
мм рт. ст.
2,5-Ю-5
1,1-10—3
2,28
12,0
26,0
3
3
пара
///ж2
,3310—3
0,1466
304
1,6-103
,46-103
г, °К
1125
1175
1225
1275
мм рт
49
94
166
280
Давление
. ст.
,0
,0
,0
,0
6,
1,
2,
3,
пара
н/м*
54-
25
21
73
103
104
104
ю4
Таблица 6.37
Некоторые магниевые сплавы, используемые для оболочек
тепловыделяющих элементов [29, 140, 227]
Сплав
Магнокс 1
Магнокс С
Магнокс Е
Магнокс А12
ZW1
AZ31
AZ61
М15
M15Z
М25
M25Z
М15С
Состав, вес, % (остальное Mg)
0,01Ве; 0.5А1; 0,2Са
0,05Ве; 1,0А1
0,05Ве; 1.0А1; 0,01Са
0,8—1.5А1; 0,01-0,8Ве
0,71г; l,5Zn
3,0А1; l,0Zn; 2,0Mn
б,5А1; l.llr; 0,5Mn
0,5Zr; 0,1Шп
0,5Zr; 0,ЮМп; 0,53Zn
0,37Zr; 0,24Mn
0,35Zr; 0,22Mn; 0,39Zn
0,57Zr; 0,10Mn; l,36Ce
Таблица 6.38
Теплофизические свойства сплава магнокс А12* [29, 140, 226]
I:
173
223
273
1
1
1
о
,740
,738
,730
0
0
0
1
J*l
,879
,930
,980
1
Л
118,7
119,7
120,4
1 ^
в —
23,
24,
24,
t
9
4
9
H
—
—
ч ^
l§
1500
1400
1320
220
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
323
373
423
473
523
573
623
673
773
873
"
о
1,725
1,720
1,715
1,710
1,700
1,697
1,690
1,688
1,670
1
,660
:г-град)
.«f
1,030
1,072
1,140
1,190
1,250
1,300
1,360
1,420
1,537
1,670
а
с
с
„
121
122
123
123
124
125
126
128
129
130
Прс
3
а.
0
,4
,1
,1
,9
,8
,6
,6
,4
,0
,8
)Д 0 Л Ж
о
25,3
25,7
26,3
26,5
26,9
27,2
27,5
27,7
28,3
28,5
е н и е табл.
1 те-
665—980
.
520—810
340—600
—
—
—¦
6.38
eAeJ
:ти,
С§
1225
ИЗО
1040
960
870
780
690
610
430
250
* Сплавы магнокс Е и магнокс С в пределах точности измерений имеют
такие же теплофизические характеристики.
Таблица 6.39
Теплопроводность некоторых магниевых сплавов [29]
Сплав
Mg
AZ
ZW1
AZ61
M15Z
М25
М15С
Mg —8% Al
Mg— 10% Al
Mg —2,64% Mn
X, em (м-град), при температуре, °К
300
164
146
133
83
120
114
109
66
101
141
400
159
148
137
91
127
122
116
73
106
143
500
154
150
140
97
132
, 126
121
79
111
145
600
149
151
143
102
136
131
125
84
115
148
700
144
152
147
105
140
135
128
89
118
151
800
140
153
150
108
143
137
131
93
120
154
Магний
221
Таблица 6.40
Свойства некоторых отечественных магниевых сплавов [34]
,Сплав
Состав, вес. %
А1
Zn
Мп
другие
примеси
7, 103 кг/м3
МЛ2
МЛЗ
МЛ4
МЛ5
МЛ6
МА1
МА2
МАЗ
МА5
0,2
<3,5
5—7
8,5
9-11
0,3
4,0
5—7
7—9
0,2
<1,5
2—3
0,5
0,1
0,8
0,5—1,5
0,2-0
<0,5
<0,о
0,3
0,3
2,5
<0,5
<0,5
<0,5
Си, Si,
Fe
Be, Fe,
Си, Si,
Ni
,80
,80
,83
,81
,81
,76
,78
1,80
1,80
Продолжение табл. 6.40
Сплав
МЛ2
МЛЗ
МЛ4
МЛ5
МЛ6
MAI
МА2
МАЗ
МА5
вт/(м-град)
127,6
105,6
78,9
75,4
74,2
150,8
104,4
96,3
83,5
а, 10~6
293—373
26,6
26,0
26,4
26,8
26,1
26,0
26,0
26,0
26,0
I /град, при
°К
293-473
27,3
27,0
27,6
28,1
27,3
—
—
27,0
температуре,
293-573
27,7
—
28,3
28,7
27,7
—
—
—
К)—"8 ом-My
llJJJrl Ovu X\
8,7
6,7
5,3
5,1
5,2
11,2
6,7
6,1
5,4
Таблица 6.41
Влияние присадок на теплопроводность магния при 300°К [НО]
Содержание
присадки,
вес. %
1
2
3
4
5
6
7
8
X, втЦм-град), с присаДкой
Zn
146
129
119
115
113
108
—
—
Мп
161
119
108
102
—
—
А!
142
121
108
98
92
83
77
73
Sn
138
96
75
71
66
58
54
50
222
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица 6.42
Коэффициент линейного расширения магниевых сплазов [229]
Сплав
Магнокс А12
Mg—D,35-M0,35)%Al .
Mg—@,1-*-4,14)% Al —
@,27-0,91)% Mn .
я,
30 0-
25
25
25
10~e
-400
,4
,4
,6
\ jград, при температуре, °К
300 — 500
26,2
26,1
26,4
300-
27
27
27
-600
0
,7
,2
300—700
27,9
Таблица 6.43
Поверхностное натяжение
магния [230]
г, °к
954
1167
Поверхностное,
натяжение, н/м
0,563
0,502
Механические свойства магния:
Модуль Юнга, кГ/мм* 4,56-103
Модуль сдвига, кГ/мм2 1,7-103
Коэффициент Пуассона 0,35
Таблица 6.44
Давление пара жидкого магния [29]
т, °к
570
650
924
1000
1100
1200
р,
мм pin. cm.
2,5- Ю-5
1,1-Ю-8
2,3
11
30
82
Г, °К
1250
1300
1350
1400
1450
р.
мм pm. cm.
145
300
545
660
1300
Магний
223
Таблица
Испытания на растяжение промышленного магния
(скорость деформирования 100 %/ч) [29, 233]
6.45
т, к
2ПЗ
323
373
423
473
523
573
623
673
723
773
Предел
прочности,
кГ/мм2
16,1
15,4
11,6
9,0
3,4
2,7
1,8
1,1
0,7
0,4
0,3
Сужение
поперечного
сечения, %
5
10
20
28
40
74
76
65
84
>Р0
>90
Удлинение
при разрыве,
%
7
10
16
29
48
77
91
85
96
70
93
I Гредел
пропорциональ-
пропорциональности, кГ/лгм*
10,5
9,9
7,4
4,8
1,8
1,5
1,2
0,9
0,5
0,3
0,2
Т а б л и ц а 6.46
Влияние нейтронного облучения при интегральном потоке
3-Ю18 нейтрон/см2 на свойства чистого и легированного
магния [140, 232]
Свойство
Предел прочности,
кГ/мм2
Предел текучести,
кГ/мм*
Удлинение, %
Уменьшение площади по-
поперечного сечения, %
Модуль упругости,
103 кГ/мм2 . . . .
Mg чистый
20,9
3,0
14
4,4
ч *
I*
111
+8
—37
Mg—0,6
вес. % 1г
22,3
16,8
23,5
45,1
4,1
s «з и
со VD У
SOS
3—11
8,5—16,5
от —8
ДО —И
—21
+9
ZVV1
(Mg-0,7%Zr-
0,7% Zn)
28,1
20
18,7
46,9
4,5
25 8
SOS
+4,5
—4,7
-18
0
224
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица 6.47
Совместимость сплава магнокс С с некоторыми металлами [29, 226]
(температура, при которой взаимодействие распространяется
на толщину, равную 1 мм стенки оболочки)
Металл
Hg
Sn
Pb, Bi
Cd, Zn
т, CK
При всех температурах
473
523
573
Металл
Al, Ca
Ag, Cu
Ni, Pt
673
723
773
Таблица 6.48
Температуры воспламенения магниевых сплавов на воздухе
и в углекислом газе [29]
Газ
Воздух
со2
Содержа-
Содержание влаги,
вес. %
0,008
1,800
0,008
1,200
0,016
0,080
Давление,
бар
1
1
1
1
15
15
Температура, °К
Mg
чистый
918
883
1153
923
1193
1053
AZ
(ZA)
918
888
1163
933
1213
1073
ZW1
913
873
1143
953
1193
1053
Магнокс
А12
923
898
1153
943
1218
1073
Таблица 6.49
Температуры воспламенения сплавов магния с бериллием [140]
Сослав
Mg ЧИСТЫЙ
Mg—@,1-5-0,5)
Mg—A,0-^2,5)
Mg—B,5ч-10)
%Be
%Be
%Be
103
1
1
1
1
,737
,738
,739
,740
V
к дж/ (кг -град)
0,997
1,002
1,009
1,021
т,
воздух
910 + 25
920 ±25
940+8
900—1100
СК
(техн.)
при 60 бар
920-970
920—970
1040—1120
Алюминий
225
Таблица 6.50
Температура воспламенения магния и его сплавов в кислороде
при атмосферном давлении [29, 140]
Сплав
Mg чистый
Mg-Al
Mg-Al
Mg—Al
Mg-Al
Mg-Bi
Mg—Cd
Mg-Co
Mg—Co
Mg-Cu
Mg-Cu
Mg—Ca
Mg—In
Mg—Li
Mg—Mn
Mg—Ni
Mg—Ni
Mg-Sb
Mg-Si
Mg—Sn
Mg—Pb
Mg—Pb
Mg-Zn
Концентрация
легирующего
элемента, %
5,9
18,2
63,2
9,0
10,0
61,4
1,0
5,0
10,3
20,5
5,0
20,0
4,0
2,0
5,0
20,0
5,2
3,2
11,3
16,2
58,3
9,3
Температура
воспламенения,
иК
896
800
775
735
810
773
790
890
889
810
792
906
866
786
889
783
781
861
898
829
848
777
782
Физическое состоя-
состояние
Твердое
»
Полужидкое
Жидкое
Полужидкое
Твердое
Полужидкое
Твердое
»
Полужидкое
»
Жидкое
»
Твердое
»
Полужидкое
»
Твердое
»
»
Полужидкое
»
4.АЛЮМИНИИ
Алюминий, А1, 13, А =26,98 [32, 69, 70, 72, 140, 230,
234—245].
Изотоп: А127.
При давлении 760 мм рт. ст.
В. С Чиркн
гпл = 393±4 кдж/кг;
; гисп = 9210±50 кдж/'кг.
225
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица 6.51
Теплофизические свойства плавленого алюминия [«32, 34, 234, 235]
т, °к
100
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
800
900
1000 (жидк.)
1200
у, ю3
кг/м3
2,713
2,702
2,692
2,684
2,681
2,678
2,672
2,665
2,656
2,645
2,632
2,616
2,565
2,515
2,352
2,300
V
кдж/(кг-град)
0,625
0,771
0,834
0,871
0,908
0,938
0,971
0,999
1,028
1,053
1,066
1,079
1,118
1,145
—
—
х,
впг/(м-град)
' 197
201
204
207
210
213
217
222
227
233
242
251
271
282
61
62
а, 10~~6
1 /град
17,5
20,5
21,5
22,5
23,5
24,5
26,0
27,5
29,0
30,5
32,0
32,0
32,5
34,0
—
—
р, ю-8
ом-м
—
—
13,0
15,0
17,0
20,0
23,0
26,0
32,0
38,0
45,0
52,0
—
—
Таблица 6.52
Химический состав алюминия марок Al, A2 (ГОСТ 3549—55) и
алюминиевых сплавов АД1, АД2 (ГОСТ 4784—49) [70]
Марка
Al
А2
АД1
АД2
Fe
<0,3
<0,5
<0,3
< 0,5
SI
<0,3
<0,5
<0,35
<0,55
Cu
<0
<0
<0
<-o
,015
,02
,05
,1
Содержание, вес.
Mn
—
?0,1
Zn
—
<0,l
<
%
M|
—
o,
0
05
,1
Прочие
приме-
примеси
<0,l
<0,l
Al
99,5
99,0
Остальное
Эти марки алюминия характеризуются следующими
данными:
Температура плавления, °К около 950
Усадка при литье, %:
линейная ... г 1,75
объемная 6,6
Плотность, /сг/ж3 2700
Алюминий
227
Коэффициент линейного расширения, \/град:
при 213—293°К 21,7-10—°
» 293—373 °К 23,5-Ю-6
» 293—473 °К 24,6-Ю-6
» 293—573°К . 25,6-10~6
Теплопроводность при 2чЗ°К, вт/(м-град) . 206 (для отожженного
состояния)
Таблица 6.53
Алюминий марок АК4 и АК4-1 [70]
Марка
АК4
АК4-1
1
1
Си
,9—2
,9—2
,5
,5
1
1
Содержание,
Mg
,4—1,8
,4—1,8
1
1
Ni
,0—1
,0—1
вес.
,5
,5
%
1
1
Fc
,1~1
,0—1
•*
0
Si
,5-1,2
<0,35
Продолжение табл. 6.53
Марка
АК4
АК4-1
Содержание, вес. %
Мп
<0,2
<0,2
Zn
<0,3
<0,3
TI
0,02—0,1
Прочие
примеси
,o!i
Л1
Остальное
Эти марки алюминия характеризуются следующими
данными:
Старение при температуре, °К '438—448
Плотность, кг/м3 2800
Коэффициент линейного расширения, 1/град:
при 300—400 °К 22-Ю
» 300—500 °К 23,1-10-°
» 300-600 °К 24-Ю-6
» 300—700 °К 24,8-Ю-6
Теплопроводность, вт/(м-град):
при 300 °К АК4 146,5
АК4-1 * 142,4
» 400 °К АК4 150,7
АК4-1 146,5
» 500 °К АК4 159,1
АК4-1 150,7
» 600 °К АК4 167,5
АК4-1 159,1
» 700 °К АК4 171,7
АК4-1 163,3
228
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица 6.54
Алюминий марки АЛ1 (ГОСТ 2685—53) [70]
Марка
АЛ1
Содержание, вес. %
Mg
1,25—1,75
Си
3,75—4,5
N1
1,75-2,25
Fe
<0,8
Si
•¦w.0,7
Zn
0,3
Al
Осталь-
Остальное
Эта марка алюминия характеризуется следующими
данными:
Старение при температуре, °К 483—503
Усадка при литье, °/0:
линейная 1,3
объемная 5,3
Плотность, кг/м3 .2810
Коэффициент линейного расширения, 1/град:
при 300—400 °К 22,5-Ю-6
» 300-500 °К ....'. . 23,5-10~6
» 300—600 °К '. '. . 24,5-Ю-6
Теплопроводность, вт/(м - град):
при 300 °К 129
» 400 °К 138
» 500 °К 146
» 600 °К 154
Таблица 6.55
Алюминий марок АЛЗ и АЛЗ-В (ГОСТ 2685—53) [70]
Марка
АЛЗ
АЛЗ-В
Содержание, вес. %
Mg
0,2—0,8
0,2-0,8
Si
4—6
4—6
Mn
0,2—0,8
0,2—0,8
Си
1,5—3,5
1,5—3,5
Продолжение табл. 6.55
Марка
АЛЗ
АЛЗ-В
Содержание, вес. %
Fe
1,0—1,5
1,1—1,5
Zn
<0,3
<0,5
Sn
<0,01
Ni<0,5
Al
Остальное
»
Алюминий
229
Эти марки алюминия характеризуются следующими
данными:
Старение при температуре, Ч\ . 448—458
Усадка при литье, % . .
линейная. 0,9—1,1
объоунал ...... 4,5
Плотность, кг/м* . 2700
Коэффициент линейного расширения, ]/град:
при 300—400°К 22-10—в
» 300—500 °К 23-Ю-6
» 300—500 °К 24-10-°
Теплопроводность, ет/(м • град):
при 300 °К 163
» 700 °К 159
Таблица 6.56
Алюминий марки АЛ4 (ГОСТ 2685—53) [70]
Марка
АЛ4
Содержание, вес. %
Mg
0,17—0,30
S!
8,0-10,5
Мп
0,25—0,5
Fe
0,6-1,2
Продолжение табл. 6.56
Марка
АЛ4
Содержание, вес. %
Си
<о,з
Zn
;0,з
Sn
<0,01
TI
С 0,15
А1
Остальное
Алюминий этой марки характеризуется следующими
данными:
Старение при температуре, °К 443—453
Усадка при литье, %:
линейная 0,9—1,0
объемная 3,5
Плотность, кг/м3 2650
Коэффициент линейного расширения, Vapad:
при 300—400°К 20-10-°
» 300—500 °К 21 10—G
» 300—600 °К 22-10-°
Теплопроводность при 300 К, вт/(м-град) . 146
230
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Теплофизические свойства иеко
Сплав
А
АМц
АМг
АМг5
АВ
Д18
Д1
Д16
АК8
АК4
32S
В95
Си
0,05
0,2
0,1
0,2
<0,6
2,6
4,3
4,4
4,4
4,0
0,9
1,7
Состав, вес
Mg
0,03
2,5
5,0
0,7
0,35
0,6
1,5
0,5
0,5
1,0
2,3
Мп
0,1
1,3
0,3
0,35
0,25
0,2
0,6
06
0,8
—
<0,6
'• %
Примеси
Si, Fe
Si, Zn
Fe, Si
Fe, Si
Fe, Zn
Fe, Zn
Fe, Si, Ni,Zn
Fe, Si, Zn
0,8 Si
6 Zn
X, 103
кг/ж3
2,71
2,73
2,67
2,65
2,69
2,75
2,80
2,80
2,80
2,80
2,69
2,80
нагартован
217
159
125
83
—
Ill
—
—
—
Ill
X, em] (m •
закален
—
—
170
122
117
116
154
—
133
117
Свойства сплавов алюминия с
Состав, вес. % (остальное А1)
5 Si
5 Si—2,5 Си
7 Si—0,3 Mg
9 Si—0,28 Mg
10 Mg
8 Си
7 Si—0,2 Mg—10 Zn
Al 99,9 %-ной чистоты
Основные механические
V
кГ/мм2
12
15
20
23
28
17
25
8
свойства
? 0/
°» %
3
1
2
3
9
5
1,5
45
кГ/мм*
40
45
50
70
60
100
90
13
кремнием,
Физи
V, Ю3
кг/м3
2,66
2,72
2,66
2,65
2,55
2,85
2,95
2,70
Алюминий
231
Таблица 6.57
торых сплавов алюминия [34]
град)
отожжен
225
188
125
116
209
173
170
169
188
180
154
143
7.,
293—373
24,0
24,0
23,4
23,9
23,4
22,0
22,0
22,0
22,0
22,0
19,5
23,2
10~6 \/град
293—473
24,8
24,8
24,5
24,8
24,5
23,4
23,4
23,4
23,4
23,1
20,5
24,3
293—573
25,9
25,9
25,4
25,9
25,4
24,8
24,8
24,8
24,8
24,0
21,4
25,9
р
нагартован
9,9
7,1
6,9
4,6
—
6,6
—.
—
—
—
—
—
,10 8 ом-
закален
8,5
6,9
5,5
—
7,8
5,2
5,2
6,9
6,9
6,1
5,2
м
отожжен
10,1
8,6
6,9
—
—
8,6
8,6
—.
6,9
—
Т а б л и ц а 6.58
медью, магнием и цинком [34, 234—245]
ческис свонсит
Л. ,
вт/(м-град)
142
144
150
146
84
125
138
204
а, 10"°
1 /град
20,0
21,0
21,5
20,0
24,5
22,0
24,5
25,0
т, -к
850
850
843
843
773
821
783
933
Коррозионная
устойчивость
и иоде и на во >,-
духе до темпе-
температуры, СК
383
433
373—393
443—473
363—383
473—523
453—493
371
Прочность
маю меняется
до тем пера-
iypu, ГК
353—393
373—423
413—443
423—453
383-403
443-473
423—453
363—373
232
Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
Таблица 6.59
Теплопроводность алюминиевых сплавов в зависимости
от температуры, вт/(мград) [34, 234—245]
Состав сплава, вес. %
(остальное А1)
А1 98,5%-ной чистоты
5 Si (литой)
12 Si (литой)
5,5 Si—4,5 Си (литой)
7 Si—0,3 Mg (литой)
4 Si—3 Си—0,3 Mg (литой)
4 Си (литой)
(8—10) Си
3 Si—4 Си
4 Си—1,5 Mg
10 Mg
1 Si—5 Mg
3 Си—10 Zn
8 Mg
20 Si
C-5) Си—0,5 Mg
0,7 Mg—0,25 Mn—0,9 Si (за-
(закаленный)
2.2 Cu—1,6 Ag—0,85 Si—1,25
Ni—1,35 Fe (отожженный)
1,95 Cu—2,3 Mg—6,0 Zn (за-
(закаленный)
4.3 Си (закаленный)
0,6 Mg—0,6 Mn (отожженный)
о
СО
—*
210
—
170
—
114
—
—
114
—
85
—
—
—
144
158
—
116
167
со
t--.
<м
201
174
121
125
—
121
—
84
—
—
102
158
159
—
—
117
169
*
со
СП
<м
202
142
176
142
150
121
125
125
121
142
84
126
138
106
160
165
171
179
119
118
171
*
со
СО
205
196
131
139
136
131
—
87
—
123
169
181
—
—
132
176
СО
229
210
—
148
159
153
148
—
92
148
179
194
—
—
150
186
?
со
ю
230
245
165
173
164
—
102
—
—
—
189
204
—
—
170
,
196
о
СО
со
318
290
—
.
113
200
211
—
190
.
205
374
123
210
Теплопроводность сплавов алюминия с литием при i
Содержа-
Содержание лития,
вес. %
0
1
2
3
х,
вт/(м-град)
202
125
96
91
температуре [140]
Содержа-
Содержание лития,
вес. %
4
5
6
7
втЦм-град)
85
75
71
69
Содержа-
Содержание лития,
вес. %
8
9
10
11
комнатной
">,
вт/(м-град)
66
58
54
50
Алюминий
233
Таблица 6.61
Алюминиевые сплавы, используемые в США [140]
Сплав
1100 B S)
Х8001
А108
2024
5052
6057
6061
6063
А198Х
AISi
М257
М355
SAP
SAP895
Состав, вес. % (остальное Л1)
0,2 (макс.) Си, 0,05 (макс.) Мп,
0,1 (макс.) Zn, 0,15 (макс.) др.
2 S—1,0 Ni
2 S—0,5 Ni
0,1 Cr, 4,5 Си, 0,5 (макс.) Fe,
1,5 Mg, 0,6 Mn, 0,5 (макс.)
Si, 0,1 (макс.) Zn, 0,15
(макс.) др.
2,5 Mg, 0,25 Cr
2 Si—3,5 Mg
1,0 Mg, 0,65 Si, 0,25 Cr, 0,25 Си
0,1 (макс.) Cr, 0,1 (макс.)Си,
0,35 (макс) Fe, 0,7 (макс.) Mg,
0,1 (макс.) Мп, 0,4 (макс.) Si,
0,1 (макс.) Ti, 0,1 (макс.) Zn,
0,15 (макс.) Ni
2 Si, 0,5 Fe, 1,0 Ni, 0,1 Ti
11,5—12,0 Si
(б-г-8) A12O3, 1,0 др.
18 A12O3, 1,0 др.
A0-*-14) A12O3, 1,0 др.
И А12О3
Плотность,
Ю8 кг/м*
2,71
2,77
2,70
2,73
2,66
7\ °К
(солидуса
и ликвидуса)
906—930
775-911
Э—924
Таблица 6.62
Влияние нейтронного облучения интегральным потоком
•1020 нейтрон/см2 при температуре 338 °К на механические
свойства сплавов алюминия [246, 247]
Материал
2 S;
отожженный
полунагартованный . . .
52 S:
отожженный
полунагартованный и ста-
стабилизированный . . .
а ,
кГ/мм2
ДО
облу-
облучения
4,4
12,0
10,5
21,1
после
облу-
облучения
12,0
16,8
16,2
25,3
V
кГ/мм2
До
облу-
облучения
9,8
11,9
20,4
25,3
после
облу-
облучения
18 3
18,3
26,0
31,6
6, %
ДО
^облу-
^облучения
38,2
6,0
34,0
11,2
после
облу-
облучения
21,2
5,5
30,6
14,0
234 Металлы с низким сечением поглощения нейтронов
f Материал
61 S:
отожженный . . .
отожженный и соста-
состаренный
A54S, иагартованный . . .
Продолжение табл.
а
кГ/мм2
До
облу-
облучения
6,3
27,4
33,7
после
облу-
облучения
18,3
31,0
35,8
V
кГ/мм2
До
облу-
облучения
12,7
31,6
38,7
после
облу-
облучения
26,0
35,8
40,8
0,
До
облу-
облучения
28,8
17,5
8,8
6.62
после
облу-
облучения
22,4
16,2
12,5
Таблица 6.63
Влияние облучения интегральным потоком
Aч-1,5)-1020 нейтрон/см2 при температуре 523—573 °К
на механические свойства алюминия [246]
Микротвердость,
кГ/мм2
до об-
облучения
33
после об-
облучения
29
Предел прочности
при растяжении,
кГ/мм2
до об-
облучения
7,1
после
облучения
7,3
Относительное
удлинение, %
до об-
облучения
33,7
после об-
облучения
32
Ударная вязкость,
кГм/см2
до об-
облучения
3,65
после об-
облучения
5,9
При облучении алюминия интегральным потоком
~8,4-1016 нейтрон/см2 его электросопротивление не из-
изменяется независимо от температуры облучения [248—
250]. При облучении интегральным потоком 1,1 X
ХЮ19 нейтрон/см2 при 80° К наблюдается рост электро-
электросопротивления на 33%. После облучения интегральным
потоком МО19 нейтрон/см2 при 353° К сплава САВ-1
[250] его свойства близки к свойствам закаленного и со-
состаренного необлученного сплава. Криповые характери-
характеристики ухудшаются, но могут быть восстановлены отжи-
отжигом при 773° К с последующей закалкой.
ГЛАВА VI!
ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛИ
1. ЛИТИЙ
Литий, Li, 3, Л = 6,939 [164, 251—268].
Изотопы: Li6, Li7.
При давлении 760 мм рт. ст.
ГПЛ = 455±2,5°К; глл = 431±10 кдж/кг;
Тшт = 1623 °К; Гисп = 23 000 кдж/кг.
Таблица 7.1
Теплофизические свойства лития чистотой 99,9% [147, 251—253]
85
295
373
459
473
573
673
773
1073
V.
кг/ м3
534
521
508
507
505
495
484
462
V
кдж/(кг-град)
2,269
3,282
3,789
4,124
4,145
4,237
4,329
4,421
4,572
К
em/ (м- град)
71
70
69
43
47
47
47
48
а, 10~~5
м2/сек
—
2,14
2,16
2,18
2,20
2,22
2,27
v, ID
м2/сек
—
—
11,7
ИЛ
9,3
8,2
7,3
5,8
Рг,
5,47
5,14
4,25
3,72
3,30
2,55
р, Ю~8
ом-м
1,3
9,4
12,7
45,2
—
Таблица 7.2
Плотность изотопов лития
при 293 °К [269]
Изотоп
Li7
L! природный
V, кг/м3
460 ±2
537 ±3
531 ±1
236
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.3
Уменьшение объема 1 м3 лития при 300 °К с увеличением давления
[50, 260]
р, 1 О4 бар
. ДУ, 10-8 м*
¦
7,5
3
16,5
5
23,7
7
30,6
10
40,0
Таблица 7.4
Коэффициент линейного расширения лития
[50]
Состояние
Твердое
Жидкое
Г, °К
293
450—500
а, 10~6
1 /град
56
175
Электропроводность твердого лития при 293°К со-
составляет 10,7-10~6 (ом-м)~1. Модуль упругости ?~
^500 кГ/мм2; предел прочности при растяжении зависит
от продолжительности испытания следующим обра-
образом [50]:
Длительность испытания, сек <?в, кГ/мм2
30 22,5
400 13,0
1500 9,0
14 400 6,0
Таблица 7.5
Теплоемкость жидкого лития в зависимости от температуры [264, 267]
г, °к
293
298
400
500
600
с , кджЦкг-град)
3,39
3,41
3,93
4,27
4,28
т, °к
700
800
900
1000
1100
с , кдж/(кг-град)
4,30
4,30
4,32
4,33
4,34
Натрий
237
т, гк
1200
1300
1400
1500
1600
1700
]800
14H
2000
2100
с , кдне/(кг-град)
4,35
4,33
4,38
4,3е)
4,40
4,41
4,42
4,44
4,45
4,45
Продолжение
г, °К
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
V
т а о л. 7.5
кдчсЦкг-град)
4,47
4,48
4,49
4,51
4,52
4,53
4,54
4,55
4,55
Таблица 7.5
Давление пара и скорость испарения лития в зависимости
от температуры [50, 251, 270]
Г, °К
450
600
650
700
785
880
1000
1100
1150
1200
1275
1315
1370
1450
1550
Давление
бар
1,2-10-1-
1,333-Ю-8
1,333-Ю-7
1,333-Ю-6
1,333-10-5
1,333-Ю-4
1,333-Ю-з
6,66-10-3
1,333-Ю-2
2,67-10-2
5,34-10-2
7,9-10-2
0,1333
0,267
0,534
пара
мм
9
1
1
1
1
1
рпг. с in.
10-ю
10-5
-ю-4
•Ю-3
10-2
-ю-1
1
5
10
20
40
60
100
200
400
w, г/(см2-сек)
G-Ю-12
6,3-10-»
6-Ю-7
5,8-Ю-6
5,5-10-5
5,2-10—4
4,9-10-3
—
—
2. НАТРИЙ
Натрий, Na, И, Л = 22,9898 [252—268].
Изотопы: Na22, Na23, Na24.
При давлении 760 мм рпг. ст.
Гпл = 371,0±0,2°К; гпл = 112±1 кдж/кг;
Г„ИП=1155±5ОК; Гиен=4345±5 кдж/кг.
L>38
Жидкометаллические теплоносители
При давлении 7 бар ГКПП=1423°К, 35 бар — Ттт=
= 1763°К.
Увеличение объема при плавлении составляет 2,71%.
Плотность при температуре кипения 740 кг/м3, а в кри-
критической точке — 18 кг/мг.
Таблица 7.7
Тешюфкзические свойства натрия [252, 258, 264, 268]
о
220
240
230
280
300
340
370
371
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
989
985
982
971
967
960
954
929
920
908
897
886
874
862
849
838
827
816
803
790
778
768
740
1
]
1
1
1
1
1
г-град)
Л
1,180
1,190
1,200
1,210
1,230
1,290
1,360
1,378
1,373
1,340
,327
[,306
,298
,285
,273
,264
,256
,256
,256
,264
,269
,290
,310
1
Л
143
141
138
135
133
127
123
84
84
82
80
11
75
72
70
67
65
63
60
58
55
48
43
Т *
—
—
—
—
—
6,66
6,66
6,66
6,66
6,66
6,60
6,53
6,47
6,39
6,30
6,20
6,05
5,94
5,83
5,28
4,86
—
—
—
—
—
—
6,7
6,6
5,5
4,7
4,1
3,7
3,4
3,2
3,0
2,8
2,6
2,5
2,4
2,3
2,2
2,1
(Я
1
о
а,
—
—
—
—
—
1,01
0,9Э
0,82
0,70
0,62
0,57
0,53
0,49
0,47
0,44
0,43
0,41
0,40
0,40
0,41
0,43
00
о «
3,4
3,8
4,2
4,6
5,0
5,9
6,7
10,2
10,5
12,4
14,3
16,0
18,0
20,0
22,8
25,5
28,4
31,4
34,4
37,2
40,5
48,5
58,0
ь
—
—
.—
—
—
—
0,189
0,188
0,183
0,178
0,173
0,168
0,163
0,158
0,153
0,149
0,145
0,141
—
—
—
Калий и его сплавы с натрием
239
Таблица 7.8
Давление пара натрия в зависимости от температуры [251, 261]
400
500
600
700
800
900
1000
Давление пара
бар
3,648-10-9
1,491-10-6
6,4S2-10-5
1,138-Ю-3
9,718-Ю-3
5,159-Ю-2
0,192
мм рт. ст.
2,23-Ю-6
1,15.10-»
5,03-10-2
0,881
7,53
39,98
148
Т, °К
1100
120С
1300
1400
1500
1600
Давление пара
бар
0,62
1,50
3,30
6,30
11,0
16,5
мм pm. cm.
454
1128
2522
4697
Таблица 7.9
Натрий металлический, выпускаемый промышленностью
(ГОСТ 3273—55) [259]
Показатель
Марка
!
Внешний вид и цвет
Содержание общей щелочности в пересчете на ме-
металлический натрий, не менее, %
Содержание активного натрия, не менее, % ....
Содержание калия, не более, %
Содержание железа, не балее, %
Слитки сере-
серебристого цвета
99,5
98,5
0,5
0,02
99,5
98,5
1,0
0,02
3. КАЛИЙ И ЕГО СПЛАВЫ С НАТРИЕМ
Калий, К, 19, Л = 39,102 [251—267].
Изотопы: К39, К40, К41.
При давлении 760 мм рт. ст.
Г™ = 336,8±0,2 °К; гпл=60±0,2 кдж/кг;
Тшп= 1033± 1 °К; /-„сд=2076±8 кдж/кг.
240
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.10
Тешюфизические свойства калия [251, 261, 264, 271, 272]
Ь
220
240
260
280
300
336,5
337
370
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
«0 *
882
878
873
869
863
854
830
820
813
800
788
777
765
753
740
728
716
702
690
678
665
650
605
1
0,690
0,700
0,720
0,735
9,750
0,780
0,825
0,816
0,812
0,795
0,787
0,783
0,770
0,766
0,762
0,762
0,762
0,766
0,766
0,770
0,779
0,796
0,825
(м-град)
Л
ПО
106
юз
100
98
90
49
48
47
45
44
43
42
41
40
38
38
36
35
34
33
29
26
ю
1 *
7,16
7,16
7,16
7,16
7,16
7,13
7,10
7,05
6,94
6,81
6,78
6,66
6,60
6,53
6,38
6,25
6,06
от «
I i
о *
,—1 ъ>
А*
0,53
0,46
0,42
0,37
0,32
0,29
0,26
0,23
0,20
0,18
0,17
0,16
0,15
0,14
—
—
г-
1 *
~*
—
—
—
—
—
6,53
5,34
4,66
4,00
3,52
3,16
2,88
2,77
2,51
2,37
2,19
2,17
2,12
2,08
2,03
2,01
2,00
о
t-l
CU
—
—
—
—
—
0,91
0,75
0,65
0,56
0,49
0,44
0,41
0,38
0,36
0,34
0,32
0,32
0,32
0,32
0,32
0,32
0,33
о ^
<?§
6,0
7,2
8,5
9,7
11,0
13,3
15,2
17,5
20,5
23,6
26,8
30,0
33,2
36,5
39,5
42,8
46,1
49,3
52,6
55,9
60,1
68,4
Таблица 7.11
Теплопроводность пара калия в зависимости от давления
и температуры [252, 261]
800
900
1000
1100
0,
14
14
16
17
01
,07
,89
,17
,68
К Ю"-~3 втКм-град),
0,1
19,65
18,25
18,61
0,5
25,94
22,68
при давлении, бар
1,0
—
26,98
2,
32,
0
22
Калий и его сплавы с натрием
241
т, °к
1200
1300
1400
1500
0,
19
20
22
23
01
,19
,58
,21
,84
X, 10~3 i
0,1
19,77
20,93
22,45
23,96
Про
ш/(м-град)
0,5
21,98
22,33
23,38
24,66
должение
, при давлении,
1,0
24,54
24,07
24,42
25,24
т
аб л.
бар
2
28
20
26
26
7.11
,0
,96
,87
,40
,75
Таблица 7.12
Теплопроводность сухого насыщенного пара калия в зависимости
от температуры [252, 261]
г, °к
х, ю-3
впг/(м-град)
700
16,63
800
21,05
900
25,12
1000
28,84
1 100
31,98
Таблица 7.13
Давление пара калия в зависимости от температуры [252, 261]
т, °к
5G0
600
700
800
р, мм pm. cm.
2,88-10-2
0,927
9,26
52,2
т, СК
900
1000
1100
р, мм pm. cm.
2,0Ы02
5,89-102
1,42-Ю3
Эвтектический сплав 44 вес. % К—56 вес. % Na
[251, 252].
При давлении 760 мм pm. cm.
Гц'л = '"Э2°К; Гшш=1098°К.
242
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.14
Теплофизические свойства сплава 44 вес. % К—56 вес. % Na
[251, 252]
т, СК
292
300
340
370
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
кг/ м3
911
907
894
885
880
868
856
845
833
820
808
797
783
770
757
746
732
708
685
V
к дж/(кг-г рад)
1,172
1,160
1,130
1,122
1,114
1,101
1,084
1,072
1,059
1,051
1,047
1,047
1,046
1,038
1,043
1,047
1,051
1,068
1,080
х,
em/(м- град)
24,7
24,7
25,2
25,5
25,8
26,1
26,4
26,7
27,0
27,3
27,6
28,0
28,4
28,8
28,9
29,5
29,8
30,6
31,1
а, 10~5
м2/сек
2,42
2,45
2,58
2,61
2,70
2,78
2,89
3,00
3,11
3,20
3,28
3,42
3,50
3,61
3,72
3,84
4,00
4,И
4,21
v, 10~7
м2/сек
8,5
8,2
7,2
6,6
6,0
5,0
4,2
3,5
3,0
2,9
2,7
2,6
2,4
2,3
2,3
2,2
2,1
—
Рг,
ю-2
3,52
3,34
2,79
2,51
2,22
1,80
1,44
1,15
0,97
0,89
0,87
0,75
0,70
0,65
0,61
0,57
0,53
0,50
0,46
р, Ю~8
ом-м
29,0
32,5
39,0
40,1
42,6
45,8
49,1
52,5
56,4
60,0
64,0
67,9
71,9
76,5
81,3
85,2
91,6
102,0
111,8
Таблица 7.15
Давление пара эвтектического сплава 44 вес. % К —56 вес. % Na
в зависимости от температуры [251, 252]
т, °к
500
600
700
800
р, мм pm. ст.
1,57- Ю-3
5,73-10-2
3,53
23,0
Т, СК
S00
1000
1100
р, мм pm. cm.
101,4
328,7
864,2
Эвтектический сплав 78 вес. % К — 22 вес. %
[251, 252].
При давлении 760 мм pm, cm.
Гпл = 261,7±0,5°К; гпл79,5±0,5 кдж/кг;
Гкип= 1057 ±2 °К; гпсп=3450 кдж/кг.
Калий и его сплавы с натрием
243
Теллофизические свойства сплава 78 вес.
[251, 252, 272]
Таблица 7.16
К—22 вес. % Na
т, ск
261,5
280
300
340
370
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
7.
кг/л*8
881
875
868
857
848
841
828
817
805
7 34
782
758
757
746
733
720
709
696
673
650
V
кд?/с/(кг-град)
0,997
0,984
0,971
0,950
0,942
0,930
0,913
0,900
0,888
0,879
0,879
0,879
0,879
0,879
0,879
0,879
0,883
0,888
0,900
0,913
em/(м-град)
20,64
21,05
21,52
22,33
22,91
23,49
24,42
25,00
25,51
25,93
23,17
26,23
26,21
26,17
25,99
25,82
25,64
25,35
24,71
23,96
а, 10~~5
м2/сек
2,20
2,36
2,50
2,67
2,83
3,00
3,22
3,45
3,62
3,75
3,83
3,89
3,Г7
4,03
4,09
4,И
4,09
4,03
3,92
3,83
v, Ю-7
м2/сек
9,50
8,96
8,30
6,92
6,24
5,60
4,78
4,20
3,78
3,45
3,20
3,00
2,83
2,72
2,60
2,50
2,42
2,33
2,25
2,22
Рг,
ю-2
—
2,60
2,18
1,87
1,57
1,22
1,05
0,92
0,80
0,77
0,72
0,68
0,64
0,61
0,59
0,58
0,58
0,58
р, Ю~8
ом • м
23,3
30,4
31,3
34,3
37,4
46,2
49,0
53,0
57,0
60,5
64,0
68,0
72,5
76,0
80,5
85,0
90,0
95,0
110,0
115,0
Таблица 7.17
Давление пара для эвтектического сплава
78 вес. % К—22 вес. % Na [251, 252]
т, °к
500
600
700
800
р, мм рпг. ст.
1,81-10-3
6,14-10-2
5,06
31,87
г, °к
900
1000
1100
р, мм рпг. ст.
136,50
431,85
1099,52
Таблица 7.18
Температуры кипения сплавов К—Na [251, 252]
Состав,
К
15,6
34,9
53,7
вес. %
Na
100
84,4
65,1
46,3
Температура
°С
882
858
835
814
°К
1155
1131
1108
1087
Состав,
К
1 69,1
83,3
! 100
вес. %
Na
30,9
16,7
Температура
°С
796
778
760
°К
1069
1051
1033
244
Жидкометаллические теплоносители
4. РТУТЬ
Ртуть, Hg, 80, Л = 200,59 [34, 164, 251—253, 273].
Изотопы: Hg196, Hg198, Hg199, Hg200, Hg201, Hg202,
При давлении 760 мм pm. ст.
Г„л=234,29 ± 0,03 °К; г„л = 11,93±0,12 кдж/кг;
Т1аш= 630,1 ±0,2 °К; гисп=293,076±2,093 кдж/кг;
Гкр=1733±5°К;
/?кР= 104,9 ±0.1 бар;
Y,{p = 5000±50 кг/л*3.
Hg
•204
Таблица 7.19
Теплофизические свойства ртути [251—253, 257, 258, 271, 273]
ку
100
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
950
1000
1050
1100
с
С
14
13
13
13
13
13
13
13
12
12
12
12
12
12
И
11
11
11
<
,60
,98
,72
,53
,40
,28
,15
,05
,94
,83
,73
,62
,56
,44
,96
,83
,66
,52
0,
0,
0,
о,
о,
о,
0,
о,
0,
о,
о,
о,
о,
0,
о,
о,
0
0,
I
141
139
134
139
138
137
137
137
137
137
137
137
13Г
136
136
136
136
136
§
48,
2Э,
б!
8,
8,
9,
9,
ю,
Н,
12,
13,
13,
13,
14
15
16
16
16
0
6
8
0
5
3
8
4
5
4
0
5
8
2
6
0
4
8
«о
1
О
4,
4,
5,
5,
6,
6,
6,
7,
7,
7,
7,
8,
8
9
9
I
45
78
02
40
00
48
84
12
41
67
95
72
90
13
38
00
11,
10
8,
7
7
7
6
6
6
6
6
6
5
5
5
1
0
0
8
8
8
3
8
5
,3
,2
,2
,0
,9
,9
,8
еГ—*
102
141
177
181
182
182
183
183
185
185
183
186
185
185
188
187
188
187
2
2
1
1
1
1
о
_
—
,48
,09
,74
,44
,30
,13
—
—
—
00
1
14,
6,
3,
1,
0,
0,
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
8
0
0
9
9
9
9
8
8
8
,8
,8
,8
,8
,8
,8
,8
Ртуть
245
Таблица 7.20
Удельный объем ртути в зависимости от температуры
[34, 251, 273]
т, °к
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
285
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
v, 10~3
м*/кг
0,0734472
4603
4739
4873
5006
5140
5273
5407
5540
5674
5808
5941
6075
6209
6342
6476
6610
6744
6877
7011
7145
7248
7412
7546
7680
7813
7947
8081
8215
8348
8482
8516
8750
8883
9017
9151
9285
9419
9552
9686
9820
т, к
306
307
308
309
310
311
312
313
323
333
343
353
363
373
383
393
403
413
423
433
443
453
463
473
483
4.'3
503
513
523
533
543
553
563
573
583
593
603
613
623
633
v, I0-3
м*/кг
0,0739953
0,0740087
0221
0354
0488
0322
0756
0891
2229
3569
4910
К252
7594
8939
0,0750285
1633
2982
4334
5688
7044
8402
9764
0,0761128
2495
3865
5239
6616
7996
9381
0,0770769
2161
3558
4958
6364
7774
9189
0,0780609
2033
3464
4900
246
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.21
Давление пара ртути в зависимости от температуры [34, 251, 273]
7\ СК
273
278
283
288
293
298
303
308
313
р, мм рпг. ст.\\
1,60-Ю-4
2,60-10-4
4,30-10-4
6,90-10-4
1,0910-з
1,68-10-з
2,57-10-з
3,87-Ю-*3
5,74-10-з
Т, °к
323
333
353
373
423
473
523
573
р, мм pm. спг.\
1,2210-2
2,46-10-2
8,85-10-2
0,276
2,88
17,81
75,83
2,49-Ю2
т, ск
630
673
723
773
873
973
1073
1153
р, мм pm. cm
7,60-102
1,57-Ю3
3,23-Ю3
8-Ю3
2,23-Ю4
5,00-Ю4
1,02-Ю4
1,62-Ю5
Таблица 7.22
Свойства пара ртути при 70 мм pm. cm. в зависимости
от температуры [251, 273]
450
475
500
525
550
575
600
625
650
675
700
750
800
850
900
V»
кг/ ж3
—
—
—
—
3,63
3,50
3,26
3,05
2,87
2,70
V
к 6Ь/с¦/(кг -град)
—
—
—
—
0,1047
0,1047
0,1047
0,1047
0,1047
0,1047
X, 10~3
бш 1 [м-град)
7,8
8,2
8,5
8,9
9,4
9,8
10,0
10,8
П,1
11,5
12,4
13,2
13,8
н-сек/м2
45,0
47,5
50,0
52,5
55,0
58,0
60,0
63,0
66,0
68,0
74,0
78,0
83,0
а, 10~5
м2/сек
—
—
—
—
—
—
—
2,91
3,14
3,62
4,И
4,60
v, 10~~7
м2/сек
—
—
—
—
—
—
—
—
18,2
19,7
22,6
25,8
29,4
Рг
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
0,62
Ртуть
247
Таблица 7.23
Свойства насыщенного пара ртути [273, 274]
391
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720
730
740
750
760
770
780
d
0,00098
0,0016
0,0024
0,0035
0,0052
0,00?4
0,0100
0,0138
0,0196
0,0292
0,0412
0,053
0,068
0,087
0,114
0,145
0,185
0,235
0,300
0,391
0,470
0,575
0,70
0,83
0,98
1,15
1,35
1,60
1,90
2,35
2,7
3,2
3,6
4,2
4,8
5,5
6,3
7,2
8,1
9,0
с 8.
§2
I-
16,58
17,6
19,0
20,2
21,8
23,0
24,4
25,8
27,2
28,6
30,0
31,4
32,8
34,0
35,4
36,8
38,0
39,6
41,0
42,4
43,8
45,4
46,8
48,0
49,6
51,0
52,4
53,8
55,2
56,8
58,4
59,8
61,0
62,8
64,0
65,8
67,0
68,6
70,0
71,6
а
319,2
320,0
321,2
322,3
323,4
324,4
325,5
326,6
327,7
328,7
329,8
330,9
332,0
333,2
334,3
335,4
336,4
337,5
338,7
339,9
341,0
342,1
343,2
344,3
345,4
345,6
347,8
348,9
350,1
351,1
352,2
353,3
354,4
355,6
356,6
357,8
359,0
350,0
361,1
362,2
кос
[кг-
«С
а
^ Ci.
li
a
302,54
302,3
302,0
301
301
301
301
300
300
300,2
300,0
299
299
299
298,8
298,5
298,3
298,0
297,8
297,5
297,3
297,0
296,8
296,5
295,2
295,8
295,5
295,25
294,8
294,5
294,3
294,0
293,5
293,0
292,8
292,4
292,0
291,7
291,3
291,0
0,0498
0,053
0,055
0,059
0,063
0,066
0,039
0,072
0,075
0,077
0,080
0,083
0,086
0,088
0,091
0,094
0,093
0,099
0,102
0,104
0,105
0,108
0,110
0,113
0,115
0,117
0,120
0,122
0,124
0,126
0,128
0,130
0,132
0,134
0,136
0,138
0,140
0,142
0,144
0,146
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
820
800
785
769
756
743
731
720
709
699
690
680
672
664
656
648
640
633
626
618
612
605
,598
,592
,586
,580
,574
,5*9
,565
,550
,556
,551
,547
,543
,539
,534
,531
,527
,523
,519
165,9
113,0
76,0
50,0
35,0
25,5
18,5
13,5
9,5
7,5
4,8
3,7
3,0
2,4
2,0
1,6
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,4
0,35
0,30
0,25
0,20
0,18
0,10
0,093
0,086
0,080
0,073
0,068
0,063
0,058
0,053
0,049
0,045
0,041
0,037
248
Жидкометаллические теплоносители
ьГ
790
803
810
820
830
840
850
860
870
880
890
900
910
920
930
940
950
960
964
1
10,1
11,2
12,4
13,8
15,2
16,8
17,8
20,6
22,6
24,7
27,0
29,4
32,0
34,8
37,8
40,6
43,5
47,0
49,033
c'p
(жидкости),
к дж/{кг-град)
73,0
74, f
76,0
77,6
79,0
80,4
81,8
83,2
84,8
86,0
87,6
89,0
90,6
92,0
93,4
95,0
93,4
97,8
98,138
Is
363,3
354,1
365,4
366,4
357,4
358,4
369,5
370,5
371,6
372,6
373,6
374,6
375,6
376,5
377,5
378,4
379,4
380,3
380,62
Продолжена
г, кдж/кг
290,5
290,0
289,8
289,4
289,0
288,5
288,0
287,5
287,0
286,5
286,2
285,6
285,0
284,7
284,1
283,7
283,2
282,6
282,48
(жидкости),
к дж/{кг-град)
0,148
0,150
0,152
0,154
0,155
0,157
0,159
0,161
0,163
0,164
0,166
0,167
0,169
0,171
0,172
0,174
0,175
0,177
0,1771
i e та б
S" (пара),
кдж1{кг ¦ град)
0,516
0,513
0,510
0,507
0,504
0,501
0,498
0,496
0,493
0,490
0,488
0,485
0,482
0,480
0,478
00476
0,473
0,471
0,4702
л. 7.23
а
as
0,034
0,031
0,028
0,025
0,023
0,021
0,019
0,018
0,017
0,015
0,014
0,013
0,012
0,011
0,0105
0,0095
0,0090
0,0085
0,008148
Таблица 7.24
Ртуть (ГОСТ 4658—49) [275]
Марка
Р1
Р2
РЗ
Содержание, вес. %
ртути, не ме-
менее
99,999
99,990
99,900
нелетучего
остатка, не
более
0,001
0,010
0,100
Олово
249
5. ОЛОВО
Олово, Sn, 50, А = 118,69 [251, 252, 276].
Изотопы: Sn1^ Sn114, Sn115, Sn116, Sn117, Sn118, Sn119,
Sn120, Sn122, Sn124.
При давлении 760 мм pm. ст.
7ПЛ = 505± 0,2 °К; гпл = 58,2 ± 2,5 кдж/кг\
7\шп=2540±10°К; гисп=3014±8 кдж/кг.
Таблица 7.25
Теплофизические свойства олова [143, 258, 276)
Т, °К
293
373
523
573
673
773
1273
1873
V, 103
кг/м*
7,31
7,30
6,98
6,94
6,87
6,81
6,52
6,16
кдж/ (кг-град)
0,230
0,243
0,255
0,255
0,255
0,255
em! ( и -град)
65,0
60,0
34,1
33,8
33,1
32,5
—
а, 10~~5
Мг/С~'К
—
1,92
1,90
1,89
1,88
v, ю-7
М2/С 'К
—
2,70
2,40
2,00
1,73
__
—
Рг, Ю~2
—
1,41
2,25
1,06
0,92
_._
—
Таблица 7.26
Температура плавления олова в зависимости от давления
[251]
т, °к
503
505
506
Р,
0,196
490,3
735,5
Г, °К
507
510
р, оар
980,7
1961,3
Таблица 7.27
Давление пара олова в зависимости от температуры [2511
г, °к
1000
1085
1150
1160
1210
р, мм pm. cm.
1,42-Ю-6
7,5Ы0-4
1,73-Ю-4
2,32-Ю-4
3,01 • 10—4
Т, °К
1280
1540
1930
2210
2540
/?, мм pm. cm.
Ю-з
lO-i
10
100
780
250
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.28
Поверхностное натяжение олова
при повышенных температурах
[251, 252]
т, к
а, н/м
1151
1173
1273
0,508
0,506
0,497
Таблица 7.29
Удельная объемная теплоемкость жидкого олова при
высоких температурах [256]
Т, "К
1223
1413
1518
Су , 10«
дж/(м3-град)
1,85
1,78
1,72
7\ К
1673
1787
1873
1973
Су , 10»
дж/(м5-град)
1,61
.1,52
1,44
1,49
Таблица 7.30
Марка
01
02
03
04
Ьг
1,
менее
99
99
98
96
,90
56
35
25
0
0
0
0
(
As
,015
,02
ло
,10
Элово (ГОСТ
0
0
0
0
Fe
009
02
,05
05
860—41)
[277]
Химический состав, %
Примеси, не
Си
0,01
0,03
0,10
0,15
РЬ
0,04
0,25
1,00
3,00
0
0
0
0
более
BI
,01
,05
,06
,10
0
0
0
0
Sb
,015
,05
,30
,30
0
0
0
0
s
,010
,02
,04
,05
Всего
0
0
1
3
,10
,44
,65
,75
6. СВИНЕЦ
Свинец, РЬ, 82, Л = 207,19 [251, 252, 258, 276—280].
Изотопы: РЬ204, РЬ206, РЬ207, РЬ208.
При давлении 760 мм pm. cm.
7ПЛ = 600,5±0,2 °К; гпл = 24,3 ±0,4 кдж/кг;
7\шп=2023±10°К; гисц=860±30 кдж/кг.
Свинец
251
Таблица 7.31
Теплофизические свойства свинца [251, 272]
г, °к
293
373
573
623
723
823
923
1073
v, ю3
кг/м3
11,34
11,15
10,68
10,66
10,54
10,42
10,30
10,13
V
кдж/{кг-град)
0,125
0,123
0,127
0,147
0,147
0,147
0,147
0,147
л t
вт/(м-град)
34,89
33,38
28,14
14,89
15,35
15,58
16,75
19,77
а, \0~~'°
м2/сек
0
1
1
1
,99
,01
,10
,33
м2
2
1
1
1
1
/сек
,77
,91
,63
,45
,25
Рг,
1
1
1
0
ID"
.
,93
,61
,31
,94
0
0
0
0
0
а,
н/м
,442
,435
,428
,420
,410
Т а б л и ц a 7.32
Удельное электросопротивление свинца в зависимости
от температуры [251]
Т, °К
293
373
р, 10 8 ом-м
20
27
т, °к
573
673
о, 10~8 ом-м
48
101
Таблица 7.33
Температура плавления свинца в зависимости
от давления [252, 276]
Г, °К
600
603
р, бар
1,96
245,2
т, ск
607
615
р, бар
980,7
1961,3
Таблица 7.34
Коэффициенты объемного расширения жидкого свинца [34]
т. °к
600
800
1000
\jepad
123
126
130
Г, Г!К
1200
1400
1500
1/град
133
137
141
т, ск
1800
2000
1 /град
145
149
Коэффициент линейного расширения жидкого свинца
при 300 °К а = 29,3-10-в 1/град.
252
Жидкометаллические теплоносители
Свинец (ГОСТ
Марка
СО
С1
С2
СЗ
СЗ
С4
РЬ, не менее
99,992
99,985
99,95
S9,9
Остальное
99,6
Химический
Примеси,
Mg
0,001
—.
0,005
0,01
0,01
0,01
Fe
0,001
0,001
0,003
0,005
0,005
0,01
Си
0,0005
0,001
0,001
0,002
0,002
0,01
Zn
0,001
0,001
0,002
0,005
0,005
0,01
As
0,0005
0,001
0,002
0,005
0,005
—
0,0003
0,001
0,0015
0,0015
0,0015
0,00?
7. ВИСМУТ И ЛЕГКОПЛАВКИЕ СПЛАВЫ
Висмут, Bi, 83, Л =208,980 {164, 251, 272, 276, 279].
Изотоп: Bi209.
При давлении 760 мм рт. ст.
7"пл = 544,2 ± 0,3 °К; гпл = 50±2 кдж/кг;
Ггаш= 1700+30°К; гисп=856±2 кдж/кг.
т, ск
73
293
373
543
573
673
773
873
973
1073
Теплофизические
V, 10»
кг/ м*
10,20
9,80
9,77
9,74
10,03
9,91
9,79
9,66
9,53
—
кдж/(кг-град)
0,127
0,151
0,151
0,151
0,151
0,151
0,155
Таблица
свойства висмута [251, 272,
em/(м-град)
12
8
7
7
14
15
16
17
18
19
а, 10~
м2/сек
—
0,97
1,04
1,12
1,19
1,27
1,40
v, Ю-7
м2/сек
—
1,71
1,42
1,22
1,08
0,96
0,91
276]
Рг,
ю-2
_
—
1,76
1,36
1,09
0,91
0,77
0,65
7.36
ом-м
73,2
106,8
160,2
134,0
128,9
134,0
139,9
145,5
150,8
157,0
Эвтектический сплав 55,5 вес. %
[34, 251, 272, 279].
Гпл = 396,6 °К;
ГШШ=1943°К.
— 44,5 вес. % Pb
висмут и легкоплавкие сплавы
253
3778—56)
состав, %
не (
0
0
0
0
0
5олее
Sn
0005
,001
,002
005
,008
—
[281]
Sb
0,0005
0,001
0,005
0,005
0,4—0,8
—
0
0
0
0
0
0
Bi
,004
,006
,03
,06
,06
,1
Ca+Na
0
0
0
0
0
,002
,01
,03
,03
,05
Таблица
As-fSb+Sn
0,25
Mg+Ca-f-Na
0,003
—
7.35
Всего
0
0
0
0
,015
,05
1
.
,4
Таблица 7.37
Тёплофизические свойства сплава 55,5 вес. % Bi—44,5 вес. % РЬ
т, ск
403
423
473
523
573
623
673
723
773
823
873
923
973
V, Ю3
/сг/ж3
10,57
10,55
10,49
10,43
10,36
10,30
10,24
10,18
10,12
10,06
10,00
9,94
9,88
V
кджЦкг-град)
0,147
0,Н7
0,147
0,147
0,147
0,147
0,147
1,147
0,147
0,147
0,147
0,147
0,147
X,
впг/(м-град)
10,9
11,2
11,7
12,2
12,7
13,1
13,7
14,2
14,7
15,2
15,8
16,3
16,7
а, 10~5
м2/сек
0,71
0,72
0,76
0,80
0,83
0,87
0,91
0,95
0,99
1,03
1,08
1,12
1,16
v, Ю-7
;. м2/сек
3,14
2,89
2,43
2,10
,87
,71
1,57
1,46
1,36
1,29
1,24
,18
1,14
Рг, К)-2
4,45
4,00
3,18
2,62
2,24
1,97
1,72
1,54
1,37
1,25
1,15
1,06
0,99
254
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.38
Данные химического анализа свинца, висмута, сплава висмут—свинец
и шлака (окислившегося сплава)
Образец
Вгсмут (ком-
(коммерческий)
Свинец (ком-
(коммерческий)
Эвтектический
сплав Pb—Bi
(сразу же пос-
после приготовле-
приготовления)
Шлак (окис-
(окислившийся
сплав)
Содержание, вес. %
РЬ
Следы
99,94
44,02
42,1
Bi
99,94
__
55,86
53,1
Sn
—
—
0,008
—
Fe
0,005
0,002
0,005
Си
0,001
0,05
—
0,0005
0,005
—
Ni
—
0,005
С г
—
—
Эвтектический сплав 50 вес. % Bi—31 вес. %
19 вес. % Sn [34].
Температура плавления 367 °К.
Коэффициент теплопроводности при 273 °К
= 17 вт1(м-град), яри 323°К Я=16 вт/(м-град).
Теплоемкость при 273 °К сР = 0,138 кдж/(кг-град).
А =
Эвтектический сплав 48 вес. % Bi — 26 вес. % РЬ
13 вес. % Sn — 13 вес. % Cd [34].
Температура плавления 343 °К.
Коэффициент теплопроводности при 273 °К Я
= 13 вт/(м-град), при 373 °К Я=14 вт/(м-град).
Теплоемкость ср = 0,1298 кдж/(кг-град).
Висмут и легкоплавкие сплавы
255
Эвтектический сплав 90,25 вес. % Pb —8 вес. % Sb —
1,75 вес. % As [34].
Температура плавления 521 °К.
Коэффициент теплопроводности при 273 °К Х=
= 11,3 вт/(м-град), при 373°К Я=10,7 вт/(м-град).
К легкоплавким сплавам также относятся мягкие
припои.
Таблица 7.39
Плотность сплавов висмут—свинец, близких по составу
к эвтектике [251]
7\ СК
578
473
573
673
773
Состав сплава, вес. %
55,5 Bi—44,5 Pb
60 Bi—40 Pb
60 Bi—40 Pb
60 Bi—40 Pb
60 Bi—40 Pb
V, 1 О3 кг/м3
10,16
10,30
10,20
10,10
10,02
Таблица 7.40
Свойства некоторых припоев [70]
Припой
ПОС-30
ПОС-18
ПСр45
ПОЦ70
ПОЦ60
34А
Эвтектический силумин
V, 1 О3 кг/м3
9,7
10,2
9,1
7,23
7,20
3,3
2,7
а, 10~6
26
25
\/град
5
К
вт/(м-град)
39
38
.
—
25
—
Состав припоев, вес. %: ПОС-30—30 Sn, 2 Sb, остальное Pb;
ПОС-18—18 Sn, 2,5 Sb, остальное Pb (ГОСТ 1499—54).
Таблица 7.41
Свойства некоторых баббитов [70]
Баббит
Б89
Б83
Б16
Б6
у, 103 кг/м3
7,3
7,4
10,7
9,6
а, Ю" \/град
(при 293—423 °К)
23
22
24
28
X, вт/(и-град)
39
33
25
21
256
Жидкометаллические теплоносители
8. ЦЕЗИИ, ГАЛЛИЙ, РУБИДИЙ
Цезий, Cs, 55, А = 132,905 [34, 50, 282—285].
Изотопы: Cs133, Cs134, Cs437, последние два изотопа яв-
являются искусственными.
При давлении 760 мм рт. ст.
Гпл = 301,5±0,4°К; гпл= 15,9 ±0,8 кдж/кг;
Г„ип=970±10°К; гисп = 603±21 кдж/кг.
Таблица 7.42
Теплофизические свойства цезия [34]
Т, К
73
293
302
373
423
473
V, 1 О3 кг/.и3
1,87
1,84
1,83
1,82
1,81
V
к дж/(кг-град)
0,214
0,201
0,251
0,251
0,251
—
X, emI(м-град)
20,93—26,75
18,4
17,6
16,9
16,4
v, К)"8
м2/сек
—
36,4
25,8
21,2
18,7
Увеличение объема при плавлении 2,6%. Коэффи-
Коэффициент линейного расширения при 293 °К сь =
= 97-10~6 l/град. Удель-ное электросопротивление при
290° К р = 20,8-10-8 ом-м.
Таблица 7.43
т, °к
551
660
788
Давление
р, ммрт.
1
10
100
пара
ст.
цезия [34, 50]
г, °к
843
908
р, мм рт. ст.
200
400
Таблица 7.44
Давление пара
г, °к
302
318
347
383
р, мм рт. ст.
1,5-10—•
ЫО-5
ыо-4
ыо-3
и скорость испарения цезия в зависимости
от температуры [50, 214]
w, г/(см2-сек)
6-10-8
3,8-10-7
3,6-10—•
3,410-5
Г, °К
430
480
550
р, мм рт. ст.
ыо-2
ыо-1
1
w, г/(см2-сек)
3,2-Ю-4
з,ыо-3
2,9-Ю-2
Цезий, галлий, рубидий
257
Галлий, Ga, 31, А =69,72 [50, 251, 268, 286].
Изотопы: Ga69, Ga71.
При давлении 760 мм рт. ст.
7ПЛ = 302,0 ±0,1 °К; гпл = 80±4 кдж/кг;
Гкип=2250±10°К; гисп = 4000±50 кдж/кг.
Таблица 7.45
Теплофизические свойства галлия [34, 158]
г, °к
223
248
253
273,16
283
300
304
373
473
573
773
у, ю»
кг/ м3
—
5,96
5,94
5,92
5,90
6,10
6,07
5,98
5,Р0
5,77
V
кдж/(кгград)
0,330
0,338
0,340
0,342
0,344
0,346
0,340
0,341
0,342
0,345
0,349
вт/(м-град)
—
—
41
37
33
26
27
—
—
v, 10~7
м*/сек
—
—
22,8
21,4
20,0
18,0
15,0
а, н/м
—
—
0,707
0,705
0,704
0,698
0,685
ОМ'М
—
—
53,4
54,2
55,8
27,3
29,4
—
Зависимость давления насыщенных паров галлия от
температуры (°К) определяется уравнением
15 450
\gp {бар) =— -у~ +6,861.
Таблица 7.45
Температура плавления галлия в зависимости
от давления [50]
р, бар
0,9806
980,67
упл« к
303,01
298,85
р, бар
5 883,99
11768,0
т , °к
290,16
275,71
Таблица 7.47
Температура плавления и кипения галогенидов галлия
при 760 мм pm. cm. [50]
Галогенид
Тал, °К
¦*кип» К
GaF3
1273*
1223
GaCI3
350 '
GaBr,
395
473 | 552
Gal3
485
619
* Определено под давлением.
В. С. Чиркин
258
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.48
Давление пара и скорость испарения галлия
в зависимости от температуры [214]
т, ск
1045
ИЗО
1240
1370
1520
1720
2000
2250
Давление пара
мм ptn. cm.
10-5
10-4
ю-3
10-2
10-1
1
100
760
н/м*
1,333-Ю-3
1,333-10-2
0,1333
1,333
13,33
1,333-102
1,333-Ю4
1,01308-105
W,
1
1
1
1
1
1
г/ (см2 сг к)
,5-10-7
,5-10-е
,4-10-5
,3-10-4
,з-ю-3
,210-2
—
Рубидий, Rb, 37, А = 85, 47 [50, 283, 285].
Изотопы: Rb85, Rb87.
При давлении 760 мм pm. cm.
Гпл = 312±0,5°К; гпл = 25,5 ±0,4 кдж/кг\
ГКИП=961±5°К; гисп = 886±1 кдж/кг.
^~ Таблица 7.49
[ Теплофизические свойства рубидия [34, 147, 164]
Т, °К
293
312
323
423
493
у, 103
кг/м3
1,53
1,47
1,47
1,46
1,45
V
кджЦкг-град)
0,356
0,381
0,377
0,377
0,377
вт/(м-град)
55,5
29,3
31,4
32,7
34,4
v, 10~8
м2/сек
_
45,8
42,6
28,2
22,2
р, ю~8
ом • м
12,6
14,6
23,1
—
—
При плавлении увеличение объема составляет 2,5%.
Таблица 7.50
Удельное электросопротивление рубидия в зависимости
от температуры [287]
Т, СК
273
283
286
323
р, 10 8 ом-м
11,0
19,6
20,9
23,2
т, °К
348
373
423
р, 1 0 8 ом-м
25,3
27,5
29,4
Индий, теллур, таллий
259
Таблица 7.51
Давление пара рубидия в зависимости от температуры
[287]
т, °к
567
660
792
р, мм pm. ст.
1
10
100
Т, °К
842
901
960
р, мм ptn. ст.
200
400
760
Таблица 7.52
Давление пара и скорость испарения рубидия в зависимости
от температуры [50, 214]
т, °к
312
333
362
397
р, мм pm. cm.
1,5-10-6
1-10-5
1-Ю-4
ыо-3
w, г/(см2-сек)
5- Ю-»
3-10-7
2,8-10-6
2,7-10-5
Т, °К
448
490
556
р, мм pm, cm.
ЬЮ-2
1-Ю-1
1
w, г/{см2-сек)
2,6-Ю-4
2,4-10—3
2,3-10-2
9. ИНДИИ, ТЕЛЛУР, ТАЛЛИИ
Индий, In, 49, Л = 114, 82 [50].
Изотопы: In113, In115.
При давлении 760 мм pm. cm.
ГПЛ^429ОК; . гпл~28 кдж\кг\
ГКШ1=2223-ь2373°К; гисп-2000 кдою/кг.
В твердом состоянии у = 7280 /сг/ж3, в жидком состоянии
при 433 °К y' = 7030 /сг/ж3.
Средняя теплоемкость при
= 0,2382 кджЦкг-град).
Коэффициен г теплопроводности
= 23,9 em/(м-град).
Коэффициент объемного расширения при 273—300 °К
р=12,5-10-6 l/град и при 300—320 °К Р=Ю1Х
ХЮ l/град, коэффициент линейного расширения при
273—373 °К а «25-10~6 1/град.
С-п —
при
0—373 °К
293,16 °К Я=
260
Жидкометаллические теплоносители
Таблица 7.53
Давление пара и скорость испарения индия в зависимости
от температуры [50, 214]
т, °к
813
873
940
1049
1113
1225
мм pm. cm.
ю-7
ю-6
10~5
10~4
ю-3
ю-2
W,
г/{см2-сек)
2-Ю-7
2- Ю-6
1,9-10-5
1,8-10-4
г, °к
1361
1533
1770
2000
2170
Р,
мм pm. cm.
Ю-1
1
10
100
400
w,
г/(см2-сек)
1,7-Ю-3
1,6-10—2
—
Таблица 7.54
Коэффициент теплопроводности и удельное электросопротивление
индия [164, 288]
г, °к
2,18
2,50
3,95
4,84
14,9
A, em/(м-град)
1,44
1,85
3,44
4,32
7,34
р, 10~~8
ом-м
Сверхпро-
Сверхпроводящий
»
6-Ю-4
—
г, °к
18,3
20,8
293
313
413
X, emI{м-град)
7,50
7,21
23,9
71,5
71,0
р, ю~8
ом-м
—
8,8
17
27
Таблица 7.55
Зависимость плотности индия от температуры [288]
г. °к
293
320
430
V, Ю3 кг/ж8
7,31
7,28
7,03
т, °к
500
545
575
V, Ю8 кг/м9
6,90
6,94
6,92
Теллур, Те, 52, А = 127, 60 [60, 164, 289].
Изотопы: Те120, Те122, Те123, Те124, Те125, Те126, Те128, Те130.
При давлении 760 мм pm. cm.
Гпл = 723±10°К; гпл=134 кдж/кг\
Тют = 1663 °К; гкип = 1530 кдж/кг.
При 293 °К для аморфного теллура у=5850-f-
-5870 кг/мгу для кристаллического у — 6230±50 кг/м3.
Индий, теллур, галлий
261
Таблица 7.56
Давление пара теллура
зависимости от температуры
150]
т, °к
761
851
944
р, am
0,0006
0,004
0,018
В интервале температур 273,16—373,16 °К: коэффи-
коэффициент линейного расширения а= 17,32-10~6 l/град, ко-
коэффициент объемного расширения р = 36,87-10~ 1/град,
средняя теплоемкость ср = 0,2177 кдж/(кг-град).
Коэффициент теплопроводности при 293,16 °К А,=
= 58,15 вт/(м-град).
Предел прочности при растяжении 1,15 кГ/мм2.
Твердость по Бр'инеллю 18—27 кГ/мм2.
Теллур является хрупким металлом.
Таллий, Т1, 81, Л = 204,37 {50, 164].
Изотопы: Tl203, T1205.
При давлении 760 мм рт. ст.
Тил = 576 ± 4 °К; гпл = 21 ± 2 кдж/кг;
ГКип=1730±50°К; гисп=880±40 кдж/кг.
Таблица 7.57
Теплофизические свойства таллия [50]
Т, °К
100
200
300
400
500
550
600
700
V, Ю8
кг/м3
12,28
12,12
11,85
11,62
11,44 (а)
11,58 ф)
11,47 (р)
11,24 (ж)
11,16
V
кдж/(кг-град)
0,124
0,127
0,128
0,129
0,130 (а)
0,142F)
0,145
0,147
0,150
X,
em/(м-град)
63
55
47
40
36 (а)
—
—
а, Ю~6
\/град
24
26
28
30
32 (а)
—
—
'оМ'М
4,5
11,7
18,3
26,8
—
74
—
262
Жидкометаллические теплоносители
Продолжение табл. 7.57
800
900
1000
у, Ю3
кг/м3
11,07
11,00
10,95
V
кдж/(кг-град)
0,152
0,154
0,156
em/(м-град)
—
а, 10~~6
1/град
—
р, Ю~"8
ом - м
—
Полиморфное превращение а^?C таллия при 498—
508° К сопровождается уменьшением объема примерно
на 0,02%. i
Таблица 7.58
Коэффициент объемного расширения таллия [50]
т, °к
293
573—623
574,8—603
3, 10~~6 1/град
90
140
129
Г,
575-
593-
°К
-624
-624
C, 10~~G 1/град
150
150
Таблица 7.59
Давление пара и скорость испарения таллия
при различных температурах [50]
т, °к
523
734
879
1034
1250
р, мм pm. cm.
7,6-10-ю
Ю-4
Ю-2
1
10
w, г/(см2-сек)
з,ыо-6
2,8-10-4
2,5-10-2
ГЛАВА VIII
ГАЗОВЫЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛИ
1. ВОЗДУХ [290—303]
Воздух — это устойчивая смесь газов.
Условный молекулярный вес 28,95.
Газовая постоянная R = 287,0 дою](кг-град).
При 760 мм рт. cm,
7^ = 60,16° К;
Тцип—78-f- 81 ° К;
Гисп=196,78±4,19 кдж/кг;
Гкр=132,41-М32,51°К;
pKp = 37,43-f-37,51 бар.
Плотность жидкого воздуха при 79° К у' = 86\±015кг/м3.
Таблица 8.1
Состав сухого атмосферного воздуха над уровнем моря [302, 303]
Компонент
Кислород
Азот
Аргон
Углекислый
газ
Неон
Гелий
(
об.
20
78
0
0
1,8-
5,24-
Содержание
%
95
09
93
03
10-3
ю-4
вес
23
75
1
0,
1,2-
7,2-
,15
,52
,28
046
Ю-3
10-5
Компонент
Криптон
Ксенон
Водород
Метан
Закись
азота
Озон
1,
8
5
1
5
ю-
Содержание
об. %
14-10—4
,7 • 10~~6
!о-1О-5
,5-Ю-4
,0-10-5
6 —10—5
вес. %
3
3
3
0
8
ю-
3-10—4
9-10-5
5-10-6
8-Ю-4
0-10-5
6—Ю-5
264
Газовые теплоносители
Таблица 8.2
Давление пара некоторых составных частей воздуха в зависимости
от температуры, мм рт. ст. [291]
Т, СК
73,33
88,85
95,90
102,63
113,45
120,85
N2
160,5
2448,7
4362,4
7055,0
13528,0
19775,0
о2
88,31
659,7
1330,0
2359,8
5168,1
8147,0
Кг
1,39
16,58
45,80
110,98
392,86
760,00
Хе
0,007
0,15
0,3
0,8
4,0
10,0
Аг
91,38
904,0
1250,0
1518,0
8838,8
10586,8
Таблица 8.3
Теплофизические свойства газообразного воздуха при давлении
1 бар в зависимости от температуры [301]
т, °к ^
90
100
ПО
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
3,981
3,556
3,217
2,934
2,705
2,507
2,336
2,188
2,058
1,942
1,839
1,746
1,662
1,586
1,517
1,453
1,395
1,341
1,291
1,245
1,202
1,161
1,124
V
кдж/(кг-град)
,044
,032
,025
,020
,016
,014
,012
,010
1,009
1,008
1,008
1,007
1,006
1,006
1,006
1,006
1,006
1,006
1,006
1,006
1,006
1,007
1,007
f,
кдж/кг
87,9
98,3
108,6
118,8
129,0
139,1
149,2
159,3
169,4
179,5
189,6
199,7
209,7
219,8
229,9
239,9
250,0
260,0
270,1
280,2
290,2
300,3
310,4
S,
кдж/(кг-град)
5,650
5,759
5,858
5,946
6,028
6,103
6,173
6,238
6,299
6,357
6,412
6,463
6,512
6,559
6,604
6,647
6,688
6,727
6,765
6,802
6,837
6,871
6,904
н-сек/м2
6,41
7,11
7,79
8,45
9,09
9,72
10,34
10,94
11,53
12,11
12,68
13,25
13,81
14,36
14,91
15,44
15,96
16,46
16,95
17,46
17,96
18,46
18,96
X
em/
С
(
¦,„¦?.
),841
),934
,025
,115
,204
,292
,379
,466
,552
1,638
1,724
1,809
1,893
1,977
2,061
2,144
2,228
2,311
2,393
2,474
2,553
2,631
2,708
Воздух
265
Т, °К
320
330
340
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
1300
Y»
кг/мЗ
1,089
1,056
1,025
0,995
0,871
0,774
0,696
0,633
0,580
0,536
0,498
0,464
0,435
0,410
0,387
0,367
0,348
0,317
0,290
0,268
V
кджКкг-град)
,007
,008
,009
,009
,014
,021
,030
,040
,051
,063
1,075
,087
,099
,110
,121
1,131
,141
1,159
1,175
1,189
i,
кдж/кг
320,4
330,5
340,6
350,7
401,2
452,1
503,4
555,2
607,5
660,3
713,8
767,9
822,5
877,7
933,5
989,8
1046,6
1161,7
1278,4
1396,6
Продолжение i
S,
кдж/(кг-град)
6,936
6,967
6,997
7,02Р
7,161
7,282
7,389
7,488
7,579
7,664
7,743
7,817
7,888
7,955
8,019
8,080
8,138
8.248
8,349
8,444
1*.. 10-6
н-сек/м2
19,45
19,92
20,38
20,82
23,01
25,07
27,01
28,84
30,58
32,25
33,88
35,46
36,98
38,43
39,81
41,15
42,44
44,90
47,30
49,60
габл. 8.3
X, 10~2
em/(м> град)
2,784
2,859
2,933
3,006
3,362
3,705
4,036
4,354
4,660
4,953
5,234
5,504
5,768
6,029
6,289
6,549
6,808
7,323
7,829
8,319
Таблица 8.4
Плотность, энтропия и теплоемкость для сухого воздуха
при различных давлениях [291—294]
(\ата& 1,034 кГ/см2я760 мм рт. с/и.«1,014 бар)
Т, °К
200
250
273,2
300
400
450
500
600
700
у, кг/м*
1 апга
1,769
1,413
1,293
1,177
0,882
0,784
0,706
0,588
0,504
10 апга
18,07
14,25
12,99
11,80
8,80
7,82
7,03
5,86
5,02
100 апга
2,312-102
1,505-Ю2
1,184-Ю2
85,7
75,73
67,96
55,55
48,51
S,
1 апга
6,4611
6,6863
6,8697
7,1598
7,9796
7,3872
7,5756
7,7376
кдж/(кг'град)
10 апга
5,7841
6,0152
6,2019
6,4954
6,6160
6,7244
6,9132
7,0753
100 шпа
4,8822
5,2561
5,4839
5,8063
5,9335
6,0466
6,2404
6,4058
266
Газовые теплоносители
т, с
200
250
273
300
400
450
,2
1 апга
29,179
29,148
29,171
29,398
29,600
кдж! (моль-град)
10 апга
30,368
29,820
29,585
29,609
29,762
100
68,
39,
34,
31,
31,
Продолжение та(
апга
094
147
103
459
115
5 л. 8.4
Су кдж/(моль-град)
1 апга
20,759
20,768
24,998
21,058
21,265
10 аша
20,976
20,885
20,869
21,088
21,290
1 0 0 апга
27,562
22,915
21,765
21,354
21,454
Таблица 8.5
Теплопроводность воздуха в зависимости от давления
и температуры [301]
т, °к
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
10
2,288
2,681
3,049
3,399
3,738
4,066
4,381
4,685
4,976
5,255
5,524
5,786
6,046
6,305
6,564
6,823
7,080
7,336
7,591
7,841
8,088
8,330
х, ю-2
100
2,983
3,204
3,474
3,759
4,052
4,344
4,631
4,912
5,185
5,448
5,703
5,954
6,204
6,454
6,705
6,956
7,207
7,454
7,707
7,952
8,194
8,432
em/ (м- град)
200
3,980
3,895
4,008
4,198
4,225
4,670
4,922
5,174
5,424
5,668
5,907
6,144
6,381
6,621
6,863
7,106
7,349
7,593
7,836
8,076
8,312
8,546
, при давлении, бар
300
4, ?88
4,621
4,570
4,656
4,812
5,006
5,219
5,441
5,666
5,890
6,112
6,335
6,560
6,788
7,021
7,255
7,491
7,727
7,954
8,199
8,430
8,660
400
5,904
5,328
5,131
5,118
5,205
5,347
5,520
5,711
5,910
6,114
6,318
6,526
6,738
6,955
7,178
7,404
7,632
7,862
8,093
8,322
8,548
8,773
500
6,719
5,993
5,676
5,574
5,596
5,688
5,822
5,982
6,156
6,338
6,525
6,718
6,918
7,124
7,336
7,553
7,774
7,996
8,221
8,444
8,665
8,885
Воздух
267
Таблица 8.6
Динамическая вязкость воздуха при различных давлениях
и температурах [301]
т, °к
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1
15,96
18,46
20,82
23,01
25,07
27,01
28,84
30,58
32,25
33,88
35,45
36,98
38,43
39,81
41,15
42,44
43,69
44,90
46,10
47,30
48,46
49,60
10
16,12
18,59
20,93
23,11
25,16
27,09
28,91
30,64
32,31
33,94
35,51
37,03
38,48
39,85
41,19
42,48
43,72
44,93
46,13
47,32
48,49
49,63
10 н-сек/м2, при давлении
100
18,79
20,50
22,42
24,34
26,20
27,99
29,71
31,36
32,96
34,53
36,06
37,54
38,95
40,30
41,61
42,87
44,09
45,29
46,47
47,65
48,80
49,92
200
23,76
23,73
24,80
26,21
27,75
29,81
30,86
32,87
33,86
35,84
36,80
38,22
39,58
40,88
42,15
43,88
44,58
45,86
46,92
48,06
49,18
50,29
300
29,47
27,55
27,62
28,42
29,56
30,84
32,18
33,53
34,90
36,28
37,65
38,99
40,29
41,54
42,77
43,96
45,12
46,26
47,40
48,52
49,62
50,70
, бар
400
35,12
31,59
30,66
30,83
31,54
32,51
33,63
34,80
36,02
37,29
38,55
39,88
41,06
42,25
43,43
44,58
45,70
46,81
47,91
49,00
50,08
51,15
500
40,45
35,64
33,79
33,34
33,62
34,27
35,14
36,13
37,21
38,35
39,53
40,71
41,88
43,01
44,13
45,23
46,31
47,39
48,46
49,52
50,57
51,61
Таблица 8.7
Нормальное распределение давления, температуры и плотности
воздуха в зависимости от высоты (таблица нормального дня) [297]
Высота над
уровнем моря,
м
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Давление,
мм pm. cm.
760,00
751,03
742,15
733,35
724,64
716,01
707,47
699,01
690,63
^Температура
воздуха,
°С
15,00
14,35
13,70
13,05
12,40
11,75
11,10
10,45
9,80
Средняя тем-
температура, °с
15,00
14,67
14,35
14,02
13,70
13,37
13,05
12,72
12,40
Плотность
воздуха,
кг/м3
" 1,226
1,214
1,202
1,191
1,179
1,168
1,157
1,145
1,134
268
Газовые теплоносители
Высота над
уровнем моря,
м
900
1000
1500
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
4 500
5 000
5 500
6 000
6 500
7 000
7 500
8000
8 500
9 000
9 500
10 000
10 500
11000
11500
12 000
Давление,
мм рт. ст.
682,33
674,11
634,21
596,26
560,16
525,87
493,30
462,40
433,Ю
405,33
379,04
354,16
330,72
308,52
287,55
267,79
249,16
231,62
215,09
199,60
185,01
171,34
160,11
149,64
Пр<
Температура
воздуха,
°С
9,15
8,50
5,25
2,00
— 1,25
—4,50
—7,75
—11,00
— 14,25
—17,50
—20,75
—24,00
—27,25
—30,50
—33,75
—37,00
—40,25
—43,50
—46,75
—50,00
—53,25
—56,50
—56,50
—56,50
здолжени
Средняя тем-
температура,
воздуха, °С
12,07
11,75
10,12
8,50
6,87
5,25
3,62
2,00
0,37
—1,25
—2,87
—4,50
—6,12
—7,75
—9,37
—11,00
— 12,62
—14,25
—15,87
—17,50
—19,12
—20,75
—20,75
—20,75
е табл. 8.7
Плотность^ 1
воздуха,
кг/мЗ
1,123
1,112
1,059
1,007
0,957
0,910
0,864
0,820
0,777
0,737
0,698
0,661
0,625
0,591
0,558
0,527
0,479
0,469
0,442
0,416
0,391
0,358
0,344
0,321
Таблица 8.
Психрометрическая таблица влажности воздуха [297]
¦ о
lit
0
2
4
6
' 8
Ю
0°
100
100
100
100
100
100
Влажность,
1°
81
84
85
86
87
88
2°
63
68
70
73
75
76
%, прь
3°
45
51
56
60
63
65
i разности показанш"
термометров
4°
28
35
42
47
51
54
5°
11
20
28
35
40
44
6°
14
23
28
34
сухого и влажного
7°
10
18
24
8°
7
14
9°
4
10°
Воздух
269
>мо-!
1"°°
Показа
сухого
метра,
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
0°
100
100
100
100
100
100
100
100
100
\ 100
Влажность, °/
1 °
89
90
90
91
91
92
92
92
93
93
2°
78
79
81
82
83
83
84
85
85
86
з, При
3°
68
70
71
73
74
76
77
78
78
79
Продолжение та
разности показаний
термометров
4°
57
60
62
64
66
68
69
71
72
73
5°
48
51
54
56
59
61
,62
64
65
67
6°
38
42
45
48
51
54
56
58
59
1 61
СуХОГС
7°
29
33
37
41
44
47
49
50
53
1 55
1 б Л.
и влажного
8°
2Э
25
30
34
37
40
43
45
48
50
9°
И
19
22
26
30
34
37
40
42
44
10°
9
15
20
24
28
31
34
37
39
Таблица 8.9
Барометрическая постоянная для воздуха и отдельных газов,
входящих в состав атмосферы
Барометрическая формула имеет вид [297]
h = A\g^-(l + 0,0037/),
где h — разность высот двух пунктов, м; Bi и В2 — пар-
парциальное давление данного газа в нижней и верхней
точках, мм рт. ст.; t — средняя температура для обоих
пунктов, °С; А — барометрическая постоянная.
Газ
Воздух
N2
Оа
Аг
А
18 401
19021
16 647
13 357
Газ
со2
н2
Не
А
12 033
254 750
134 520
Зависимость атмосферного давления р от высоты Z
описывается барометрической формулой
mgZ
Здесь /?о — атмосферное давление на поверхности зем-
земли; т—масса молекулы; g — ускорение силы тяжести;
k — постоянная Больцмана; Т — средняя температура
по высоте Z, °К.
Таблица 8.10
Данные о температуре воздуха, °С, для различных населенных пунктов СССР, используемые в расчетах
аппаратуры и строительных сооружений [34]
Населенный пункт
Целиноград
Астрахань
Барнаул
Березняки
Брянск
Витебск
Владимир
Вологда
Воронеж
Горький
Днепропетровск
Иваново
Ирбит
Иркутск
Казань
Калуга
Киров (обл.)
Кострома
Краснодар
Красноярск
Зимний период
Абсолют-
Абсолютный мини-
минимум
—48,9
—29,8
—
—48,8
—38,0
—31,7
—42,0
—41,0
—36,5
—39,4
—30,8
—41,7
—46,4
—50,2
—43,4
—42,5
—40,8
—40,9
—29,0
—47,1
Средняя
самого хо-
холодного
месяца
— 17,0
—7,1
—
— 17,3
—8,8
—8,1
— 11,7
—12,0
—9,8
—12,2
—6,0
—12,0
— 17,0
—20,9
— 13,6
—9,7
—15,1
— 12,3
—2,1
— 18,2
Расчетная
для состав-
составления про-
проектов отоп -
ления
—36,0
—20,0
—36,0
—37,0
—27,0
—22,0
—30,0
—30,0
-26,0
—30,0
—21,0
—30,0
—35,0
—40,0
—32,0
—30,0
—30,0
—30,0
— 17,0
—35,0
Летний
Абсолют-
Абсолютный
максимум
34,6
38,4
—
39,6
34,6
31,6
33,2
33,8
37,0
35,7
38,5
34,9
33,4
34,4
37,9
34,4
34,0
32,4
37,4
39,4
период
Средняя
в 13 ч
25,2
29,6
—
21,6
22,5
20,3
22,4
21,2
25,9
23,1
26,Г
22,9
22,5
22,5
24,0
22,7
21,8
21,3
28,6
23,8
Средняя
годовая
1,4
9,2
—
0,2
4,7
4,3
3,4
2,4
5,6
3,6
8,4
3,3
1,1
—1,3
3,3
4,4
1,3
2,9
11,1
0,6
Отопительный период
Средняя
— 10,0
—2,7
—9,4
—8,5
—4,2
-3,9
—5,8
—5,9
—5,0
—6,1
—2,2
—5,9
—8,8
— 10,8
—7,2
—4,7
—7,4
—6,1
+0,5
—9,3
Продолжи-
Продолжительность
отопитель-
отопительного пери-
периода, дни
201
149
204
216
186
189
193
205
177
193
153
196
205
219
193
187
211
198
12?
210
Расчетная
для тепло-
техниче-
технических
огражде-
ограждений
—33,0
—20,0
—33,0
—34,0
—23,0
—22,0
—24,0
—29,9
—26,0
—25,0
—17,0
—2&, 0
—24,0
—32,0
—28,0
—
—
—
— 13,0
—36,0
Продолжение табл. 8.10
Населенный пункт
Кривой Рог
Куйбышев
Курск
Луганск
Магнитогорск
Махачкала
Москва
Нижний Тагил
Новосибирск
Омск
Орел
Оренбург
Пенза
Пермь
Петрозаводск
Полтава
Ростов-на-Дону
Рязань
Зимний период
Абсолют-
Абсолютный мини-
минимум
—24,0
—42,0
—30,5
—39,0
—39,7
—
—42,2
—46,0
—51,1
—48,8
—36,2
—41,7
—41,4
—43,8
—38,1
—31,4
-30,0
—40,5
Средняя
самого хо-
холодного
месяца
—5,3
—14,0
—9,3
—7,0
-17,0
—
— 11,3
—16,8
—19,3
— 19,6
—9,5
—15,4
-12,5
—16,0
—9,9
—7,3
—16,1
—10,9
Расчетная
для состав-
составления про-
проектов
отопления
—7,0
—30,0
—22,0
—26,0
—32,0
—15,0
—30,0
—35,0
-38,0
—37,0
—25,0
—32,0
—30,0
—33,0
—27,0
—22,0
—20,0
—30,0
Летний
Абсолют-
Абсолютный макси-
максимум
39,5
39,9
35,0
40,1
36,8
—
35,4
—
37,0
38,8
36,1
39,0
36,8
35,0
33,3
38,2
38,7
36,6
период
Средняя
в 13 ч
28,2
25,2
23,6
27,9
22,6
—
21,8
22,8
23,3
24,1
26,8
24,4
21,8
19,2
25,0
28,2
24,2
Средняя
годовая
8,2
3,7
5,2
7,9
0,9
—
3,6
0,9
—0,3
0,0
4,4
3,8
3,9
1,2
2,4
6,9
9,2
4,4
Отопитильный период
Средняя
—2,0
-7,4
—4,7
—2,8
—9,0
—5,3
—8,3
— 10,6
—10,9
-5,0
—8,4
—6,7
-8,0
—4,7
—3,3
—2,1
-5,6
Продолжи-
Продолжительность
отопитель-
отопительного пери-
периода, дни
152
190
118
157
208
119
194
206
212
208
186
189
188
209
211
165
148
187
Расчетная
для тепло-
техниче-
технических
огражде-
ограждений
—28,0
—24,0
—
—
—
—26,0
—
—34,0
—
-33,0
—
—21,0
—20,0
—26,0
Продолжение табл. 8.10
Населенный
пункт
Саратов
Свердловск
Семипалатинск
Симферополь
Смоленск
Сыктывкар
Таганрог
Тамбов
Ташкент
Тобольск
Томск
Тула
Ульяновск
Уфа
Харьков
Челябинск
Чита
Ярославль
Зимний период
Абсолют-
Абсолютный мини-
минимум
—40,3
—42,4
—51,4
—26,0
—35,3
—
-27,5
-38,7
-28,1
—46,0
—51,9
—38,4
-39,6
—40,9
—36,9
—45,4
—49,6
—41,0
Средняя
самого
холод-
холодного меся-
месяца
—11,3
— 16,2
— 16,0
-1,3
—8,4
—
-11,1
—1,3
—19,3
—19,4
— 10,3
—13,7
—15,0
-7,7
— 16,2
—27,4
-12,1
Расчетная
для состав-
составления про-
проектов отоп-
отопления
—30,0
—32,0
—37,0
— 16,0
—25,0
—35,0
—20,0
—27,0
-17,0
—35,0
—40,0
—27,0
-30,0
-ЗО,о
—25,0
—35,0
—40,0
—30,0
Летний
Абсолют-
Абсолютный макси-
максимум
40,9
34,6
40,6
37,8
31,6
36,7
39,0
42,1
34,6
35,6
34,0
37,9
37,0
38,2
37,0
37,5
35,1
период
Соелняя
в 13 ч
27,5
21,0
26,9
26,7
21,6
27,6
25,1
33,4
21,5
22,5
23,1
23,3
23,3
25,3
22,6
24,1
22,3
Средняя
годовая
6,0
0,8
2,8
10,0
4,5
9,0
4,7
13,2
—0,3
—0,8
4,4
3,4
2,6
6,7
1,6
—3,0
2,0
Отопительный период
Средняя
-6,1
—8,2
-9,7
+0,9
—4,0
-2,2
—5,7
+ 1,8
—9,9
— 10,4
—5,1
—7,1
—7,8
—3,5
—8,7
— 13,9
—5,9
Продолжи-
Продолжительность
отопитель-
отопительного пери-
периода, дни
174
211
191
130
187
220
150
183
98
216
218
188
193
198
166
203
222
202
Расчетная
для тепло-
техниче-
технических
огражДе- л
НИИ
—25,0
—30,0
—33,0
—
—23,0
—
—
—29,0
—13,0
—
—38,0
—
—
—21,0
—38,0
Кислород
273
2. кислород
Кислород, О, 8, Л = 15,9994 [291—296, 301, 304].
Изотопы: О16, О17, О18.
Газовая 'постоянная R = 259,8 дж/(кг-град).
Объем одного моля 22,39 л.
При давлении 760 мм рт. ст. вес 1 л газообразного
кислорода при 273° К составляет A,42895--
-М,42897).10-3/сг.
Гпл = 54,353° К;
Гкип=90,18±0,04°К;
/пл= 13,82±0,84 кдж/кг;
Гисп=213,11-^215,62 кдж\кг\
Гкр= 154,77° К;
/?кР=50,81 бар;
YkP=412±10
Плотность жидкого кислорода при 91,16° К у/=1140±
±5 /сг/ж3.
Таблица 8.11
Некоторые свойства газообразного кислорода при давлении 1 бар
в зависимости от температуры [301]
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
V.
кг/ ж8
3,95
3,56
3,26
3,00
2,78
2,58
2,42
2,28
2,15
2,03
1
1
]
1
1,931
1,839
1,752
1,677
1,607
1,542
1,492
1,428
1,376
1,329
1,285
i,
кдж/кг
88,8
98,2
107,6
116,8
126,1
135,3
144,5
153,6
162,8
172,0
181,1
190,3
199,4
208,6
217,7
226,9
236,0
245,2
254,4
263,5
272,7
S,
кдж/(кг-град)
5,404
5,495
5,576
5,650
5,719
5,782
5,841
5,897
5,949
5,999
6,046
6,09]
6,133
6,174
6,213
6,250
6,286
6,321
6,354
6,386
6,417
кдж/(кг-град)
0,962
0,937
0,928
0,925
0,922
0,921
0,919
0,918
0,917
0,916
0,915
0,915
0,914
0,914
0,915
0,915
0,916
0,916
0,917
0,919
0,920
р., Ю"~в
н-сек/м2
7,64
8,46
9,26
10,03
10,77
11,48
12,16
12,82
13,47
14,11
14,75
15,38
16,01
16,63
17,25
17,86
18,45
19,02
19,59
20,16
20,72
х, ю-2
вт Ц м-град)
0,917
1,013
1,108
1,202
1,294
,385
,475
,565
,654
,743
,831
1,918
2,004
2,089
2,173
2,256
2,338
2,419
9,499
2,579
с
2,659
274
Газовые теплоносители
Продолжение табл. 8.11
т, к
310
320
330
340
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
1300
кг/м*
1,241
1,203
1,168
1,132
1,100
0,963
0,856
0,770
0,700
0,642
0,593
0,550
0,513
0,481
0,453
0,428
0,407
0,385
0,350
0,391
0,296
кдж/кг
281,9
291,1
300,4
309,6
318,9
365,7
413,1
461,3
510,3
560,1
610,6
661,9
713,7
766,2
819,2
872,6
926,5
980,8
1090,5
1201,5
1313,5
кджЦкг-грйд)
6,447
6,476
6,505
6,533
6,560
6,685
6,796
6,898
6,991
7,078
7,159
7,235
7,306
7,374
7,438
7,499
7,558
7,614
7,718
7,814
7,904
V
кдж/( кг-град)
0,921
0,923
0,925
0,927
0,929
0,942
0,956
0,972
0,988
1,003
1,018
1,031
1,043
1,054
1,065
1,074
1,082
1,090
1,103
1,115
1,125
(х, 10~~6
н-сек/м2
21,27
21,80
22,32
22,84
23,35
25,82
28,14
30,33
32,40
34,37
36,26
38,08
39,83
41,52
43,15
44,72
46,23
47,70
50,55
53,26
55,84
X, 10~2
вшЦм-град)
2,738
2,818
2,897
2,975
3,052
3,430
3,797
4,157
4,513
4,865
5,208
5,539
5,857
6,163
6,461
6,753
7,038
7,316
7,849
8,353
8,834
Таблица 8.12
Теплопроводность газообразного кислорода [301]
но
130
150
170
190
210
230
250
270
290
310
1
10,13
12,02
13,85
15,65
17,43
19,18
20,89
22,56
24,19
25,79
27,38
X, 10~5
20
—
16,05
17,38
18.87
20,43
21,99
23,54
25,08
26,61
28,13
' вгпЦм-град), при давлении, бар
40
—
—
20,70
21,27
22,23
23,58
24,92
26,29
27,69
29,12
60
—
—
24,83
24,91
25,64
26,65
27,78
29,00
30,29
80
—
—
—
29,77
28,47
28,13
28,68
29,50
30,50
31,62
100
—
—
—
36,07
31,98
30,95
30,94
31,41
32,15
33,07
Азот
275
3. АЗОТ
Азот, N,7, А = 14,0067 [34].
Изотопы: N14, N15.
Газовая постоянная R = 296,8 dote/(кг-град).
Объем одного моля 22,4 л.
При давлении 760 мм рт. ст. у"= 1,2505±0,0005 кг/мъ
при 273° К;
Гпл = 63,13±0,04°К;
Гкип=77,35±0,04°К;
/^1 = 25,54 ±2,1 кдж/кг\
гисп= 199,2 ±0,1 кдж/кг;
Г1ф=126,2±0,4°К;
/?Кр = 33,96 ±0,1 бар;
YkP = 311,00 ±0,05 кг\мъ.
Таблица 8.13
Свойства газообразного азота в зависимости от температуры и
давления [272]
со
г-град)
Л
О*
СО
11 а
273
373
573
773
973
1273
273
373
573
773
973
1276
273
373
573
773
973
1273
Р =
1,210
0,885
0,576
0,427
0,340
0,260
12,15
8,83
5,74
4,26
3,39
2,60
24,4
17,62
11,43
8,48
6,76
5.19
,039
,042
,069
,115
,161
1,215
1,055
,050
,072
,116
,162
,215
1,075
,058
,075
1,118
,163
,216
1 кГ/см2
2,43
3,15
4,49
5,58
6,42
7,23
10 кГ/см2
2,47
3,18
4,51
5,59
6,43
7,24
20 кГ/см2
2,53
3,22
4,53
5,61
6,44
7,25
= 0,981-105 н/м2
16,68
20,7
27,7
33,9
39,6
47,5
19,4
34,2
72,9
117,2
162,6
229,0
=-9,807-105 н/м2
16,72
20,7
27,7
33,9
39,6
47,5
1,93
3,43
7,32
11,69
16,33
22,94
= 19,61-105 н/м2
16,8
20,8
27,7
34,0
39,6
47,5
0,962
1,73
3,69
5,92
8,20
11,48
13,78
23,4
48,0
79,5
116,7
182,5
1,376
2,35
4,82
7,98
11,70
18,29
0,69
1,18
2,42
4,01
5,87
9,15
0,71
0,68
0,66
0,68
0,71
0,80
0,71
0,68
0,66
0,68
0,72
0,80
0,72
0,68
0,66
0,68
0,72
0,80
276
Газовые теплоносители
Продолжение табл.
г—
рад)
•>
^^
7 ?*
о ^
^* ^-
^*«
«О <м
©«•
CJ
«О
1 *
со
1 ^
8.13
р.
273
373
573
773
973
1273
35,7
26,4
17,07
12,71
10,01
7,76
р = 30 кГ/см2 =
1,095
1,056
1,077
1,120
1,164
1,216
2,59
3,25
4,55
5,63
6,45
7,26
= 29,42-105 н/м2
16,97
20,9
27,8
34,0
39,7
47,5
0,646
1,16
2,48
3,95
5,54
7,69
0,463
0,791
1,625
2,68
3,93
6,12
273
373
573
773
973
1273
49,0
35,1
22,7
16,8
13,4
10,3
Р =
1,115
1,074
1,080
1,121
1,164
1,217
40 кГ/см2
2,66
3,31
4,58
5,64
6,47
7,27
= 39,23-1
17,15
21,0
27,8
34,0
39,7
47,5
О5 н/м2
0,488
0,878
1,87
2,99
4,14
5,80
0,350
0,598
1,226
2,02
2,96
4,61
273
373
573
773
973
1273
73,8
52,3
33,7
25,0
19,9
15,3
Р =
1,156
1,090
1,085
1,123
1,166
1,218
60 кГ[см2
2,81
3,40
4,64
5,68
6,50
7,29
= 58,84-1
17,6
21,2
27,9
34,1
39,7
47,6
05 н/м2
0,330
0,598
1,27
2,02
2,79
3,90
0,239 |
0,406
0,828
1,363
1,992
3,100
273
373
573
773
973
1273
98,4
69,2
44,5
33,1
25,3
20,2
Р =
1,198
1,105
1,091
1,125
1,168
1,218
= 80 кГ/см2 = 78,45
2,98
3,51
4,70
5,73
6,53
7,31
18,15
21,5
28,1
34,2
39,8
47,6
• 105 Н/М2
0,253
0,458
0,966
1,54
2,12
2,97
0,185
0,311
0,630
1,033
1,511
2,360
273
373
573
773
973
1273
122,8
85,8
55,2
41,0
32,7
25,0
Р =
1,242
1,121
1,095
1,128
1,169
1,219
100 кГ/см2
3,15
3,61
4,76
5,77
6,56
7,34
= 98,07-
18,79
21,9
28,2
34,3
39,9
47,6
Ю5 HJM2
0,207
0,376
0,786
1,25
1,72
2,40
0,153
0,255
0,512
0,836
1,226
1,902
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
72
68
66
68
72
80
72
68
66
68
72
80
72
68
65
67
71
79
,73
,68
,65
,67
,71
,79
,74
,68
,65
,67
,71
,79
Азот
277
Таблица 8.14
Теплопроводность газообразного азота при высоких
давлениях [291, 301]
р, бар
1
200
400
600
800
1000
1200
х, ю-2
350
2,921
3,869
4,970
5,963
6,859
7,686
—
вт/(м-град), при
1 450
3,555
4,221
5,010
5,762
6,463
7,123
7,890
температуре, °К
550
4,144
4,657
5,271
5,875
6,450
6,997
7,630
Таблица 8.15
Теплопроводность термически ионизованного азота
при высоких температурах и давлении 760 мм рт. ст.
[291]
т, °к
6000
7000
8000
9000
х,
em/(м-град)
4,7
6,1,
4,2
Т, °К
10 000
11000
12 000
12 600
х,
em/(м-град)
2,6
4,6
6,8
9,6
Таблица 8.16
Плотность жидкого азота [291]
т\ °к
65
70
75
80
кг/м*
879,5
844,6
819,4
798,8
т, °к
85
90
95
100
кг/'м*
776,0
745,7
717,2
687,3
г\ к
105
ПО
115
120
кг/м9
653,4
619,2
567,0
523,8
278
Газовые теплоносители
Таблица 8.17
г,
63
64
66
69
°К
,9
,8
,2
,0
н-сек/м
292
284
2447
2117
Вязкость
$
г
т,
71
73
75
77
ЖИДКОГО
°к
,1
,3
,4
,4
и
азота
, ю-6
сек/м2
201
184
171
158
[291]
т, с
90
104
105
111
,1
,1
,3
,7
н-сек/м2
116
85
84
74
Таблица 8.18
т,
64
72
95
°К
,7
,8
,7
Теплоемкость жидкого
V
кдж/(кг-град)
1,964
1,993
2,181
азота
г, ск
111,7
117,1
[291]
V
кдж/{кг-град)
2,583
2,797
Таблица 8.19
Давление насыщенных паров азота [24]
г, °к
64
68
72
76
р, мм рт. cm Л
109,4
212,6
382,5
643,0
i
Т, °К
78
82
85
90
94
р, бар
1,052
1,625
2,412
3,479
4,842
г.-К
98
102
106
ПО
Р, бар
6,551
8,659
11,199
14,239
т, °к
114
118
122
126
Р, бар
17,799
21,977
25,870
32,627
Таблица
Теплота парообразования для азота [24[
8.20
т, °к
65
70
75
80
85
90
г, кдж(моль
5949
5857
5656
5501
5296
5078
т, °к
95
100
105
ПО
115
120
г, кдж/моль
4861
4614
4304
3906
3375
2604
Водород
279
4. ВОДОРОД
Водород, Н, 1, А = 1,00797 [291].
Изотопы: Н1, Н2.
Газовая постоянная /? = 4124,4 дж/(кг-град).
Объем одного моля 22,43 л.
При давлении 760 ммрт. ст. y"~0,08984-f-0,08990 кг/м3
при 273° К;
Гпл= 13,96 ±0,40° К;
Гкнп=20,38 ±0,04° К;
Гпл = 58,62 кдж/кг;
гисп=454±2 кдж/кг;
Гкр = 33,26 ±0,05° К;
ркр= 12,75±0,20 бар;
YkP = 3 1,0000 ±0,0005 /сг/ж3.
Таблица 8.21
Свойства газообразного водорода! в зависимости от температуры
и давления [272]
3.
рад)
i
1 §•
о •
Л
о ьг
":!
«0
1
«•^
«о
1 «
о 51
273
373
573
773
973
1273
0,0870
0,0637
0,0415
0,0308
0,0244
0,0187
Р =
14,197
14,449
14,532
14,662
14,930
15,520
1 кГ/см2 =
17,21
21,98
30,70
38,73
46,29
57,10
= 0,981-105 н/м*
8,36
10,30
13,84
16,87
19,72
23,70
139,3
238,8
509,2
858,9
1269
1971
96
162
333
549
807
1272
273
373
573
773
973
1273
0,8654
0,6342
0,4136
0,3068
0,2439
0,1865
Р =
14,223
14,470
14,545
14,671
14,939
15,525
10 кГ/см2
17,22
21,99
30,70
38,74
46,29
57,10
= 9,807-105 н/м2
8,38
10,31
13,85
16,88
19,72
23,70
13,99
23,97
51,03
86,06
127,1
193,3
9,68
16,26
33,5
55,0
80,9
127,3
273
373
573
773
973
1273
1,720
1,262
0,824
0,612
0,487
0,373
Р==
14,248
14,491
14,562
14,683
14,947
15,529
20 кГ/см2
17,24
22,00
30,71
38,75
45,30
57,11
= 19,61-105 н/м2
8,40
10,33
13,86
16,88
19,73
23,70
7,033
12,03
25,60
43,11
63,64
98,75
4,88
8,18
16,82
27,6
40,5
63,8
0,69
0,68
0,65
0,64
0,64
0,65
0,69
0,68
0,66
0,64
0,64
0,65
0,69
0,68
0,66
0,64
0,64
0,65
280
Газовые теплоносители
Продолжение табл. 8.21
«1
1
град)
i
f
1 ^
^|"
СО С4
се
1 ^
2|
со
= 39,23-106
273
373
573
773
973
1273
3,398
2,499
1,637
1,219
0,970
0,743
14,302
14,532
14,591
14,700
14,959
15,541
17,27
22,03
30,73
38,77
46,32
57,13
8,50
10,40
13,90
16,62
19,?5
23,80
3,556
6,067
12,87
21,64
31,92
49,47
2 48
4,14
8,48
14,04
20,3
32,0
0,70
0,68
0,66
0,65
0,64
0,65
р == 60 кГ/см2 = 58,84-105 н/м2
273
373
573
773
973
1273
5,033
3,712
2,431
1,820
1,450
14,357
14,574
14,624
14,721
14,976
15,558
17,32
22,05
30,75
38,80
46,33
57,14
8,52
10,40
13,90
16,92
19,75
23,80
2,397
4,078
8,64
14,48
21,33
33,06
1,688
2,80
5,72
9,29
13,62
21,38
0,70
0,69
0,66
0,64
0,64
0,65
р =80 кГ/см2 =78,45-10» н/м2
273
373
573
773
973
1273
6,627
4,900
3,229
2,416
1,927
1,478
14,411
14,616
74,654
14,742
14,989
15,567
17,35
22,07
30,76
38,82
46,36
57,15
8,55
10,43
13,92
16,93
19,76
23,80
1,818
3,083
6,503
10,90
16,05
24,35
1,29
2,13
4,31
7,01
10,26
16,09
0,71
0,69
0,66
0,64
0,64
0,65
= 98,07-105 н/м2
273
373
573
773
973
1273
8,181
6,064
4,009
3,007
2,400
1,842
14,461
14,658
14,679
14,758
15,005
15,575
17,39
22,11
30,78
38,84
46,38
57,17
8,61
10,47
13,95
16,95
19,78
23,80
1,470
2,487
5,233
8,756
12,88
19,93
1,052
1,727
3,48
5,64
8,24
12,91
0,72
0,69
0,67
0,64
0,64
0,65
Таблица 8.22
Плотность газообразного водорода в зависимости от температуры и давления [291]
г, °к
20
40
60
80
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
0,01
1,22950
0,61433
0.40947
0,30710
0,24568
0,16379
0,12284
0,09827
0,08189
0,07019
0,06142
0,05460
0,04914
0,04467
0,04095
-
0,10
12,3970
6,1513
4,0968
3,0714
2,4568
1,6377
1,2283
0,9826
0,8189
0,7019
0,6142
0,5460
0,4914
0,4467
0,4095
", 10~2 кг/м*,
1,01
62,358
41,132
30,753
24,573
16,369
12,276
9,822
8,185
7,016
6,139
5,458
4,911
4,466
4,093
при давлении, бар
4,05
262,42
166,76
123,50
98,35
65,36
49,00
39,21
32,679
28,022
24,519
21,804
19,623
17,840
16,359
7,09
485,64
295,77
216,97
172,20
114,18
85,58
68,49
57,09
48,96
42,85
38,10
34,299
31,188
28,597
юл
_
7^38,50
428,14
311,08
246,10
162,85
122,01
97,64
81,42
69,82
61,13
54,35
48,94
44,51
40,81
40,5
1870,30
1268,70
979,84
632,85
477,83
383,00
319,96
274,92
241,03
214,60
193,45
176,12
161,59
70,9
„
—
3294,6
2197,6
1682,4
1091,2
818,0
657,1
550,2
473,5
416,1
370,8
334,63
304,91
279,99
101,3
—
4358,4
3018,5
2326,5
1517,1
1141,6
920,0
772,1
666,0
585,8
523,0
472,4
430,9
396,1
282
Газовые теплоносители
Таблица 8.23
Теплопроводность газообразного водорода в зависимости
от температуры при давлении 1,013 бар [291]
т, °к
23
73
123
173
223
273
473
673
X, 10~2
em j{ м-град)
1,7
5,0
8,2
11,2
14,1
17,4
26,5
34,8
т, °к
873
1073
1273
1473
1673
1873
2073
х, ю~2
em/(м-град)
42,8
50,1
63,6
74,9
85,5
95,7
105,9
Таблица 8.24
Теплопроводность газообразного водорода при высоких давлениях
[12, 291]
т, °к
288
373
473
573
1,013
17,8
21,9
26,3
30,6
х,
101
18,
22,
23,
30,
,з
3
2
4
7
2 впг/(М'град),
202,7
19,0
22,6
26,8
30,9
при давлении,
304,0
19,4
22,8
26,9
30,9
405
19,
22,
27,
30,
бар
,3
6
9
0
9
506
19,
23,
27,
31,
,6
7
1
1
1
Таблица 8.25
Вязкость газообразного водорода при различных
давлениях и температурах [291, 306]
р, бар
1,013
50,663
101,325
202,650
303,975
405,300
506,625
607,950
810,600
288
8,66
8,75
8,85
9,10
9,43
9,75
10,10
10,50
11,20
И, 10*~f
298
8,86
8,95
9,05
9,31
9,60
9,94
10,30
—
—
н-сек 1м2, при
323
9,35
9,43
9,52
9,77
10,05
10,35
—
—
—
373
10,30
10,40
10,50
10,70
10,90
11,15
11,40
11,65
12,20
температуре, °К
423
11,23
11,30
11,40
11,55
11,75
11,95
12,15
12,35
12,80
473
12,10
12,15
12,20
12,35
12,50
12,65
12,83
13,00
13,35
523
12,95
13,00
13,05
13,15
13,30
13,40
13,55
13,70
14,00
Водород
283
Таблица 8.26
Давление насыщенного пара водорода в зависимости
от температуры [291]
т,
10
И
12
13
14
15
17
19
°К
(ТВ.)
(ТВ.)
(ТВ.)
(ТВ.)
(ж.)
р,
мм рпг. cm.
1,93
5,62
13,9
30,2
58,8
100,3
246,0
509,5
р, бар
0,00249
0,00725
0,0179
0,0389
0,0759
0,1294
0,3174
0,6574
21
23
25
27
29
31
32,994 (кр.)
р.
мм pm. cm.
935,3
1570,5
2463,8
3665,1
5227,0
7210,0
9705,0
р
1
2
3
4
6
9
12
, бар
,2069
,0254
,1791
,7293
,7440
,3026
,5230
Таблица 8. 27
Некоторые теплофизические характеристики жидкого водорода
[24, 290, 291, 305]
о*
!-
15
19
23
28
33
s
[ДК0С1
к
318
295
281
259
175
кг/м*
с:
0,
з,
7,
14,
—
9
8
5
2
к
¦ я
Ǥ*
SIS
Во ^
<и о
930
910
790
550
240
1
?
7,1
8,7
10,3
12,2
14,3
0
0
0
1
Л
,042
,046
,050
—
234
155
85
29
1
SCIQ
CJ «
0» Д
s&
as
0,3
0,8
2,0
5,7
12,5
pV
Таблица 8.28
Коэффициент сжимаемости z = —¦— водорода в зависимости
п
39,
58,
98,
196,
бар
227
840
067
133
0
0
0
01
65
,8973
,8902
,9631
—
г температурь
0
0
1
Значения
90
,9888
,9970
,0409
—
1
1
1
[ и давления [291]
z при -
123
,0191
,0337
,0739
—
гемпературе, °
173 1
1,0279
1,0437
1,0787
—
1
1
1
1
К
223
,0274
,0419
,0722
,1520
273
1,0251
1,0381
1,0644
1,1340
284
Газовые теплоносители
39
58
98
196
бар
,227
,840
,067
,133
1
1
1
1
323
,0227
,0341
,0571
,1100
1
1
1
1
Продолжение табл.
Значения 2 при
373
,0201
,0303
,0511
,1040
1
1
1
1
423
,018
,027
,046
,092
температуре, с
1
1
1
1
473
,016
,024
,040
,084
1
0
1
1
>К
523
,014
,021
,035
,068
1
1
1
1
8.28
573
,011
,017
,029
,059
5. ГЕЛИИ
Гелий, Не, 2, А =4,0026 [305, 307—309].
Изотопы: Не3, Не4.
Газовая постоянная R = 2077,2 дж/(кг-град).
Объем одного моля 22,42 л.
При давлении 760 мм рт. ст.
Y"= @,1783-^0,1788) кг/м* при 273,16° К;
Г™ =1,773° К;
7W = 4,23 ±0,05° К;
гпл«5,715 кдж/кг;
19,51 кдж/кг при 4,3° К;
= 5,26±0,05°К;
/р = 2,28 ±0,01 бар;
Ykp = 69,3 ±1,0 кг/м3.
Та блиц а 8.29
Свойства газообразного гелия в зависимости от температуры и
давления [272, 305, 307—309]
-i
1
к
7 з.
«о
273
373
573
773
973
1273
0,1730
0,1264
0,0821
0,0610
0,0485
0,0371
p= 1 кГ/см2^ 0,981 -1051
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,30
17,89
24,54
30,47
36,05
43,85
18,64
22,9
30,5
37,4
43,9
53,1
ч/м2
158,9
272
574
960
1428
2271
107,7
181
372
613
904
1431
0,68
0,67
0,65
0,64
0,63
0,63
Гелий
285
Продолжение табл. 8.29
Т з.
О ъ>
«о
1 *
о ^
to
273
373
573
773
973
1273
273
373
573
773
973
1273
273
373
573
773
973
1273
273
373
573
773
973
1273
р = 10 кПсм2 = 9,807-105 н/м2
1,719
1,260
0,822
0,610
0,485
0,371
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,35
17,92
24,55
30,48
36,06
43,86
18,64
22,9
30,5
37,4
43,9
53,1
16,04
27,33
57,4
96
143
227
10,84
18,19
37,2
61,3
90,4
143,1
р = 20 кГ/см2 = 19,61 • 105 Н/М2
3,420
2,510
1,640
1,217
0,968
0,740
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,40
17,93
24,59
30,51
36,08
43,86
18,64
22,9
30,5
37., 4
43,9
53,1
8,09
13,8
28,8
48,2
71,6
114,0
5,45
9,13
18,62
30,7
45,3
71,7
= 30 кГ/см2 = 29,42-105 н/м2
273
373
573
773
973
1273
5,110
3,750
2,460
1,823
1,450
1,110
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,44
18,00
24,61
30,52
36,09
43,87
18,64
22,9
30,5
37,4
43,9
53,1
5,43
9,23
19,2
32,2
47,8
75,9
3,65
6,11
12,41
20,5
30,2
47,8
/
6,77
4,99
3,27
2,43
1,93
1,48
^ = 40 кГ/см2 = 39,
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,50
18,03
24,63
30,53
36,10
43,88
24-105
18,64
22,9
30,5
37,4
43,9
53,1
н/м2
4,12
6,94
14,5
24,1
35,9
56,9
2,75
4,59
9,34
15,38
22,7
35,9
/
10,06
7,43
/ 4,88
3,63
2,89
2,21
9 = 60 кГ/см2 = 58,
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,60
18,10
24,67
30,56
35,12
43,89
84-105
18,64
22,9
30,5
37,4
43,9
53,1
н/м2
2,789
4,68
9,71
16,2
24,0
38,2
1,853
3,08
6,26
10,3
15,2
24,0
0,68
0,67
0,65
0,64
0,63
0,63
0,67
0,66
0,65
0,64
0,63
0,63
0,67
0,66
0,65
0,64
0,63
0,63
0,67
0,66
0,65
0,64
0,63
0,63
0,67
0,66
G,65
0,64
0,63
0,63
286
Газовые теплоносители
Продолжение табл. 8.29
о*
1
J
si
7 л.
Т2|
= 80 кГ/см2 = 78,45-10* н/м2
273
373
573
773
973
1273
273
373
573
773
973
1273
13,29
9,84
6,48
4,83
3,85
2,95
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,70
18,17
24,71
30,59
36,15
43,91
18,64
22,9
30,5
37,4
43,9
53,1
2,12
3,55
7,33
12,2
18,0
28,6
1,402
2,33
4,71
7,74
11,39
18,00
= 100 кГ/см2 =98,07-105 н/м2
16,45
12,21
8,07
6,01
4,80
3,68
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
5,204
14,79
18,24
24,76
30,62
36,17
43,93
18,64
22,9
30,5
37,4
43,9
53,1
1,728
2,87
5,89
9,79
14,5
22,9
1,133
1,877
3,78
6,22
9,14
14,42
0,66
0,66
0,64
0,64
0,63
0,63
0,66
0,65
0,64
0,64
0,63
0,63
Таблица 8.30
Плотность жидкого гелия в зависимости от температуры и
давления [291]
т, °к
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,2
1,01
146,3
146,8
146,0
142,5
137,3
129,3
125,1
5,07
152,4
153,3
153,0
150,6
147,1
142,2
139,9
V, кг/м3, при
10,1
158,5
160,3
160,0
157,9
155,2
151,9
150,2
15,2
163,8
166,6
165,5
163,7
161,5
158,8
157,5
давлении
20,3
168,5
171,3
170,3
168,7
166,7
164,4
163,4
, бар
25,3
172,7
175,6
174,5
173,0
171,2
169,1
168,2
30,4
179,4
178,3
176,8
175,1
173,2
172,4
35,5
182,9
181,8
180,3
178,6
176,8
176,1
Гелий
287
Таблица
Теплопроводность газообразного гелия в зависимости
от температуры и давления [291]
8.31
р, бар
0,981
98,066
196,131
294,197
392,262
490,328
273
14,30
14,89
15,47
16,05
16,51
17,09
X, 10~2
323
16,05
16,51
16,98
17,45
17,91
18,37
вт/(м-град),
3 73
17,91
18,26
18,61
19,07
19,42
19,89
при температуре,
423
19,65
20,00
20,35
20,70
20,93
21,39
°К
473
21,28
21,52
21,86
22,21
22,45
22,79
р, бар
0,981
98,066
196,131
294,197
392,262
490,328
X, К) вт/(м-
573
24,42
24,66
24,89
25,12
25,35
25,70
673
27,56
27,79
27,91
28,14
28,37
28,61
П р о до л ж е
град), при i
773
30,47
30,59
30,82
31,05
31,16
31,40
н
гел пературе,
873
33,26
33,39
33,61
33,73
33,84
34,07
и е табл
°К
973 |
33,05
33,16
36,29
36,40
36,63
36,75
. 8.31
1073
38,73
38,84
38,93
39,09
39,19
39,43
Таблица 8.32
Давление насыщенного пара гелия [291]
Т
(
г
г
, °к
),9
1,0
1,1
,3
,5
1,7
,9
М
?,3
р, мм рт. сп.
0,04224
0,12170
0,2957
1,22193
3,63354
8,66124
17,6010
31,6106
51,2531
т, °к
2,5
2,7
2,9
3,1
3,3
3,5
3,7
3,9
р, мм рт. с:п.
77,7884
112,474
156,437
210,782
276,610
355,030
447,258
554,723
Т, °К
4,1
4,3
4,5
4,7
4,9
5,0
5,1
5,2
р, им рт. ст.
679,152
822,418
984,366
1165,82
1367,71
1476,60
1590,94
1710,84
288
Газовые теплоносители
Коэффициент сжимаемости гелия z =
R1
Таблица 8.33
в зависимости
от температуры и давления [307, 310]
р,
50,
101,
202,
бар
687
325
650
273
1,0255
1,0498
1,0954
1
1
1
Значения
298
,0232
,0454
,0873
1
1
1
z при температуре
323
,0212
,0415
,0801
1
1
1
348
,0195
,0332
,0739
°К
373
1,0179
1,0354
1,0685
1
1
1
398
,0167
,0329
,0639
Продолжение табл. 8.33
р, бар
50,667
101,325
202,650
1
1
1
423
,0156
,0307
,0597
1
1
1
Значения
473
,0139
,0277
,0540
1
1
1
z при 1
573
,0108
,0213
,0418
емпературе
1
1
1
673
,0090
,0173
,0350
1
1
1
К
773
,0076
,0151
,0296
1
1
1
873
,0060
,0129
,0255
Таблица 8.34
Температура кипения гелия в зависимости от давления [307]
Г, °К
1,46
2,46
2,86
р, мм рт. ст.
1
40
100
Т, °К
3,36
3,86
4,56
р, мм pm. cm.
200
400
760
Т, °К
4,56
5,16
р, кг/см2
1
2
Таблица 8.35
Вязкость Не4 при низких температурах [310]
г, °к
1,3
1,5
2,0
2,5
3,0
4,0
14,0
\х, 10~6
Н'Сек/м2
0,343
0,382
0,488
0,610
0,741
1,020
2,790
т, °к
15
16
17
18
19
20
V-, Ю~6
н-сек/м2
2,890
2,990
3,105
3,225
3,350
3,480
Гелий
289
Таблица 8.36
Теплота парообразования гелия в зависимости от температуры [307]
т, °к
5,0
4,8
4,5
4,0
3,5
3,0
г, кдм/кг
I/O
3,63
4,37
5,17
5,52
5,60
7\ "К
2,5
2.2
2,1
2,0
1,5
г, кдж/кг
5,51
5,41
5,50
5,55
5,35
Таблица 8. 37
Плотность жидкого гелия и равновесного пара гелия в зависимости
г, °к
4,75
4,63
4,24
3,Р1
3,27
2", 46
V', кг/мя
113,9
116,5
124,9
130,5
138,8
145,1
от температуры
у", кг/м3
26,99
23,89
16,37
11,98
6,16
1,99
г,
2,
2,
2,
1,
1,
[307]
20
19
02
64
19
V', кг/м3
145,2
146,2
145,8
145,3
145,2
у", кг/м9
12,14
—
—
—
—
Таблица 8.38
Теплопроводность жидкого гелия в зависимости от температуры
[305, 307, 310]
т, °к
X, Ю-'
впг/(м • град)
2,0
3,89
3,0
6,029
4,0
8,48
В. С. Чиркиц
290
Газовые теплоносители
6. НЕОН
Неон, Ne, 10, А = 20,183 [24,34].
Изотопы: Ne20, Ne21, Ne22.
Газовая постоянная /? = 411,82 дж/(кг-град).
Объем одного моля 22,43 л.
При давлении 760 мм рт. ст.
у" = 0,90±0,01/сг/ж3 при 273,1° К;
71пл = 24,6±0,2°К;
Гкип = 27,1±0,2°К;
гпл =14,2 ±0,2 кдж/кг;
гисп=85,8 ±0,1 кдж/кг;
Гкр = 44,5±0,2°К;
ркр = 27,3 ±0,5 бар;
YKp = 484±l кг/м2.
Для жидкого неона при 27,16° К у/= 1204±5 кг/м3.
Теплоемкость жидкого неона при 28,16° К ср =
= 1,6789 кдж/(кг-град).
Таблица 8.39
Теплофизические свойства газообразного неона при давлении
760 мм рт. ст. [24]
«^
273
373
473
573
673
773
873
0,900
0,659
0,519
0,429
0,365
0,318
0,281
i
«^
1,030
1,030
1,030
1,030
1,030
1,030
1,030
1
« Ci.
,< %
46,4
58,0
68,4
78,9
88,1
97,4
105,6
со
29,71
36,39
42,48
48,26
53,46
58,47
62,98
Is
«%
5,0
8,5
12,8
17,8
23,3
30,0
33,7
to
'о 5
/^
33
55
82
112
146
185
224
Си
0,66
0,65
0,64
0,63
0,62
0,61
0,61
Таблица 8.40
Давление насыщенного пара неона [291]
27
29
К
,0
,2
Р,
1,
2,
бар
013
027
т,
33
37
°К
,1
,0
р,
5
10
бар
,066
,133
т, с
42
44
К
,4
,7
р, бар
20,265
27,256
Аргон
291
7. АРГОН
Аргон, Аг, 18, А = 39,948 [291—293, 311].
Изотопы: Аг36, Аг38, Аг40.
Газовая постоянная /? = 212,3 дж/(кг-град).
Объем одного моля 22,39 л.
При давлении 760 мм рт. ст. v" = 1,7832-5-1,7844 кг/мъ
при 273° К;
Гпл=83,86 ±0,07° К;
ГКип=87,18±0,05°К;
/Ья = 28 кдж/кг;
Гисп=163 кдж/кг;
Г„р=151,16±0,04°К;
/?Кр=47,66±0,98 бар;
YkP = 531,0±5,0 кг/м3.
Таблица 8.41
Свойства газообразного аргона при давлении 760 мм рт. ст.
[34, 291, 293]
I-
273
373
473
573
673
773
873
со
V-
1,784
1,305
1,030
0,850
0,724
0,627
0,558
i-град)
В,
Л
0,519
0,519
0,519
0,519
0,519
0,519
0,519
Л
1,65
2,12
2,56
2,99
3,39
3,79
3,94
1 Д
21,08
26,97
32,17
36,87
41,09
45,21
48,54
h
1,78
3,12
4,78
6,78
9,06
11,7
14,4
1 ^
11,8
20,6
31,2
43,4
56,7
72,0
87,0
0,66
0,66
0,65
0,64
0,63
0,62
0,60
Таблица 8.42
Плотность'газообразного аргона в зависимости от температуры и
давления [291]
Т, °К
70
100
200
V", кг/мЗ, при давлении, бар
0,01
0,069585
0,048588
0,024399
0,10
0,48784
0,24347
1,01
4,9767
2,4411
4,05 | 10,1
21,4410
9,8521
25,087
101,3
351,93
506,6
1430
1050
1013,3
1240
10*
292
Газовые теплоносители
г, ск
300
500
1000
2000
3000
4000
5000
0,01
0,01623
0,00974
0,00487
'0,00243
0,00162
0,00122
0,00097
V
0, 10
0,16227
0,09735
0,04868
0,02434
0,01623
0,01217
0,00973
', кг/м3
1,01
1,6235
0,9734
0,4866
0,2434
0,1622
0,1217
0,0973
Продолжение табл.
при давлении, бар
4,05
6,5066
3,8915
1,9452
0,9729
0,6488
0,4866
0,3893
10, 1
16,327
9,718
4,855
2,429
1,621
1,216
0,973
>
101,3
169,85
95,22
47,43
23,96
16,05
12,07
9,67
506,6
692
421
—
—
—
8.42
1013,3
967
678
—
—
Таблица 8.43
Плотность аргона на линии насыщения [311]
т, °к
90
100
110
у', кг/м3
1374
1307
1238
у", кг/м3
5,0
15,5
32,5
т, °к
120
130
у', кг/м3
1160
1065
у", кг/м3
59,0
104,0
Таблица 8.44
Теплопроводность газообразного аргона при различных давлениях и
и температурах [301]
т, °к
X, 10 2 бт/(м-град), при давлении, бар
1
100
200
300
400
500
180
210
250
270
290
350
400
450
500
550
600
700
800
900
,141
,306
,517
,620
,720
,010
,240
,459
2,667
2,834
3,052
3,407
3,740
4,051
2,914
2,228
2,199
2,151
2,190
2,364
2,536
2,713
2,891
3,064
3,232
3,558
,5,870
4,165
5,194
3,823
3,080
2,937
2,862
2,835
2,914
3,030
3,163
3,303
3,446
3,735
4,020
4,295
6,817
4,989
4,005
3,739
3,563
3,339
3,321
3,371
3,457
3,562
3,677
3,925
4,181
4,435
7,137
5,844
4,777
4,445
2,203
3,828
3,719
3,715
3,756
3,826
3,914
4,121
4,349
4,581
824
6,548
5,426
055
773
285
111
051
052
088
150
318
517
4,730
Аргбн
293
Таблица 8.45
Вязкость газообразного аргона при различных давлениях и
температурах [301[
т, °к
270
290
300
320
350
450
500
550
600
700
800
900
jx, 10 6 н-сек/м2, при давлении, бар
1
20,83
22,09
22,71
23,94
25,69
31,09
33,55
35,90
38,13
42,32
46,19
49,81
50
22,25
23,37
23,93
25,05
26,53
31,73
34,13
36,42
38,61
42,73
46,57
50,14
100
24,46
25,28
25,73
26,64
28,04
32,74
35,00
37,17
39,27
43,27
47,01
50,52
200
30,84
30,59
30,62
30,89
31,59
35,02
36,94
38,86
40,76
44,48
48,02
51,39
300
38,45
36,95
36,49
35,98
35,80
37,68
39,18
40,80
42,47
45,86
49,16
52,38
400
46,01
43,51
42,60
41,34
40,31
40,56
41,61
42,90
44,32
47,34
50,41
53,44
Таблица 8.46
Теплота парообразования для аргона [24]
т, °к
г, кдж 1моль
6381
6205
6016
5820
5598
5351
т, к°
120
125
130
135
140
145
г, кдж 1 моль
5074
4760
4396
3036
3329
2659
90
95
100
105
ПО
115
Таблица 8.47
Теплопроводность жидкого аргона в зависимости от давления и
температуры [291]
Р, бар
24,318
48,636
т, °К
93,6
126,3
97,9
115,9
126,1
147,5
149,2
х, Ю-2
впг/(м-град)
11,89
7,70
11,48
9,32
8,03
5,11
5,69
р, бар,
97,272
121,590
т, °к
93,3
142,3
93,3
118,8
138,2
142,7
х, ю~2
etnj (м> град)
12,42
6,52
12,74
9,54
7,45
6,95
294
Газовые теплоносители
т,
84
86
90
111
120
Г, °К
85
90
100
Вязкость жидкого аргона
°К
,3
,9
,0
,0
,0
IJ-, 10~~3
н-сек/м2
0,282
0,256
0,232
0,137
0,П6
т, °к
127,0
133,5
138,7
147,0
149,0
Т
Таблица 8.48
[291]
(J-, Ю-3
н-сек/м2
0,100
0,077
0,070
0,056
0,050
а б л и ц а 8.49
Теплоемкость жидкого аргона [291]
V
кдж{/ке-град)
1,1
1,1
1,1
т. °к
110
140
—
V
кджЦкг-град)
1,2
1,6
—
8. КРИПТОН, КСЕНОН
Криптон, Кг, 36, А = 83,80 [24].
Изотопы: Кг78, Кг80, Кг82, Кг83, Кг84, Кг86.
Газовая постоянная R =102,3 дж/(кг-град).
Объем одного моля 22,38 л.
При давлении 760 мм pm. cm. у"=3,74 ±0,01 кг/мг при
273° К;
Гпл=И5,96±0,04°К;
71кип=П9,96±0,04°К;
гпл = 8,0±0,4 кдж/кг;
Гисп= П9,3 ±0,4 кдж/кг;
Гкр=209,4±0,1°К;
/?Кр=55,0±5 бар;
YkP = 908±.1 кг\мг.
Для жидкого криптона при 127,16° К у/==2160±5 кг/м3.
Криптон, ксенон
295
Таблица 8.50
Теплофизические свойства газообразного криптона при давлении
760 мм рт. ст. [24, 34]
273
373
473
573
673
773
873
V
3,74
2,74
2,16
1,78
1,52
1,32
1,17
I
0,2486
0,2486
0,2486
0,2486
0,2485
0,2486
0,2486
<3
s|
8,9
11,6
14,3
16,9
19,3
21,7
24,1
T Л.
о ^
А*
23,44
30,60
37,27
43,25
48,54
53,45
59,23
si
«f
0,94
1,7
2,6
3,8
5,0
6,6
8,3
со
~f
6,3
11,2
17,2
24,3
32,0
40,5
50,6
о.
0,66
0,65
0,65
0,64
0,62
0,61
0,61
Ксенон, Хе, 54, А = 131,30 [24, 34].
Изотопы: Хе124, Хе126, Хе128, Хе129, Хе130, Хе131, Хе132,
Хе134, Хе 136.
Газовая постоянная # = 64,6 дж)'(кг-град).
Объем одного моля 22,29 л.
При давлении 760 мм рт. ст.
у"= E,85±0,05) кг/м* при 273° К;
Гпл=161,26±0,04°К;
УКип= 164,36 ±0,04° К;
/"пл = 23,6 кдж/кг;
гИсп=99,2 кдж/кг;
Г„р=289O6±0,01°К;
/?кр=58,7±0,5 бар;
YkP= 1110,0 ±1,0 кг/м3.
Для жидкого ксенона при 166,16° К у'=3060±5 кг/м3.
296
Газовые теплоносители
Таблица 8.51
Тешюфизические свойства газообразного ксенона при давлении
760 мм рт. ст. [34]
к/
273
373
473
573
673
773
873
5,89
4,31
3,40
2,81
2,39
2,08
1,84
сг-град)
0,1549
0,1549
0,1549
0,1549
0,1549
0,1549
0,1549
-3
¦град)
i ~
,<1
5,2
7,0
8,6
10,2
11,9
13,5
15,0
i ^
1 -д
О W*
""* «
21,08
28,24
34,81
40,70
46,39
51,39
54,92
1
1 V?
л
0,56
1,02
1,6
2,3
3,1
4,1
5,1
со
©!
л
3,4
6,6
10,2
14,5
19,4
24,7
29,9
0,61
0,64
0,64
0,63
0,62
0,60
0,58
9. ОКИСЬ УГЛЕРОДА
Окись углерода, СО, М = 28,0005 [34, 291—294].
Объем одного моля 22,4 л.
При давлении 760 мм рт. ст. y//== 1,250-f-1,252 кг/мъ при
273° К;
Гпл = 68,2±0,4°К;
7\шп=81,7±0,4°К;
Гкр=133,2±0,4°К;
/7КР=34,9±О,1 бар;
Ykp=300-f-302 кг/мг.
Таблица 8.52
Теплофизические свойства газообразной окиси углерода
при давлении 760 мм рт. ст. [291]
Т, °К
273
373
473
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
у", кг/м3
1,250
0,916
0,723
0,596
0,508
0,442
0,392
0,351
0,317
0,291
0,268
V
к дою 1 {кг-град)
1,0396
1,0446
1,0584
1,0802
1,1057
1,1321
1,1568
1,1790
1,1987
1,2158
1,2305
втЦм-град)
23
30
36
43
49
54
60
66
70
75
81
(*., Ю~~6
н-сек/м2
16,6
20,7
24,4
28,0
31,2
34,4
37,4
40,4
43,3
46,0
48,7
Двуокись углерода
29?
Таблица 8.58
Теплофизические свойства жидкой окиси углерода в зависимости
от температуры [34]
т, °к
90
100
ПО
120
130
V» кг/мг
жидкость
755
704
646
575
455
пар
10
23
43
78
170
л
2
5560
4991
4425
3701
1947
f
i
2,5121
—
—
—
—
1
0,1186
0,1047
0,0930
0,0814
—
Т л.
1,43
1,14
9,70
8,24
6,47
Таблица 8.54
Вязкость газообразной окиси углерода в зависимости от давления
и температуры [306]
г, °К
273
323
373
423
1 1 100
163
183
203
257
186
201
218
265
н-сек[мгу г
200
226
227
238
276
1ри давлении, бар
400
311
293
289
298
600
394
359
341
—
800
473
422
393
—
10. ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА
Двуокись углерода, или углекислый газ, СО2, Af =
= 44,00995 {291—296, 312—314».
Газовая постоянная /?= 189,0 дж/(кг-град).
Объем одного моля 22,26 л.
При давлении 760 мм pm. cm. температура в нормаль-
нормальной точке сублимации Гн. т. субл= 194,65° К;
^исп=573±2 кдж/кг;
Гкр=304,2°К;
РкР=73,384 бар\
68 кг\мъ. ./* "-' ~
298
Газовые теплоносители
Таблица 8.55
Теплофизические свойства газообразной двуокиси углерода
при давлении 760 ммрт. ст. [315]
t, °с
—75
—50
—25
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ПО
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
350
400
450
500
550
600
650
700
7\ °К
198
223
248
273
283
293
303
313
323
333
343
353
363
373
383
393
403
413
423
433
443
453
463
473
483
493
503
513
523
533
543
553
563
573
623
673
723
773
823
873
923
973
н-сек/м2
9,98
11,22
12,45
13,65
14,13
14,60
15,06
15,53
15,99
16,44
16,90
17,34
17,79
18,23
18,67
19,Ю
19,53
19,96
20,38
20,80
21,21
21,62
22,03
22,43
22,83
23,23
23,62
24,01
24,40
24,78
25,16
25,53
25,90
26,27
28,07
29,79
31,44
33,03
34,56
36,04
37,46
38,85
А, 10~~2
вт/(м-град)
0,936
1,115
1,300
1,489
1,566
1,643
1,720
1,798
1,876
1,954
2,032
2,111
2,189
2,268
2,346
2,424
2,502
2,580
2,658
2,736
2,814
2,891
2,968
3,045
3,121
3,198
3,274
3,350
3,425
3,500
3,575
3,649
3,723
3,797
4,160
4,514
4,861
5,200
5,531
5,858
6,176 |
6
,490
Рг
.
0,7575
0,7544
0,7515
0,7491
0,7470
0,7452
0,7436
0,7422
0,7410
0,7399
0,7389
0,7380
0,7373
0,7367
0,7362
0,7358
0,7354
0,7350
0,7347
0,7345
0,7343
0,734
0,733
Двуокись углерода
299
t, °с
750
800
850
900
950
1000
1100
1200
1300
1400
1500
т, °к
1023
1073
1123
1173
1223
1273
1373
1473
1573
1673
1773
Пр
Р, Ю~6
н-сек/м2
40,19
41,50
42,78
44,02
45,24
46,43
48,72
50,91
52,99
54,95
56,78
одолжение
х. ю-2
впг/(м-град)
6,800
7,105
7,407
7,704
7,993
8,278
8,830
9,362
9,819
10,220
10,534
га б л. 8.55
Рг
0,733
0,732
0,732
0,731
0,731
0,730
0,730
0,729
0.729
0,728
0,728
Таблица 8.56
Теплофизические свойства газообразной двуокиси углероца
в зависимости от температуры и давления [272]
ад)
u
I 5.
о ^~
*-* ?
«о
! «
2*».
273
373
573
773
973
1273
273
373
573
773
973
1273
273
373
573
773
973
1273
1,9130
1,3940
0,9053
0,6712
0,5333
0,4077
Р
= 1 кГ/см2
826
918
1057
1155
1225
1301
= 0
1,47
2,28
3,91
5,49
6,88
8,63
,981-105 я/ж2
14,03
18,25
26,39
33,94
41,10
51,50
9
17
40
70
106
163
,3
,8
,8
,8
7,3
13,1
29,2
50,6
77,1
126,0
р — 10 кГ/см2 =9,807-105
20,46
14,24
9,091
6,707
5,325
4,072
940
949
1065
1158
1227
1303
1,53
2,32
3,93
5,51
6,90
8,64
14,12
18,30
26,41
33,95
41,11
51,51
0,798
1,72
4,06
7,09
10,6
16,3
0,69
1,29
2,91
5,06
7,72
12,6
1
44,60
29,17
18,22
13,40
10,63
41.12
о = 20 кГ[
1122
985
1073
1162
1228
1304
см2 = 19,
1,65
2,39
3,97
5,53
6,92
8,65
6Ы0б
14,36
18,41
26,46
0о, Уо
41,13
51,52
н/м2
0,329
0,830
2,03
3,55
5,30
8,17
0,322
0,631
1,45
2,54
3,87
6,34
0,79
0,73
0,71
0,71
0,73
0,78
0,87
0,75
0,72
0,71
0,73
0,78
0,98
0,76
0,72
0,71
0,73
0,78
300
Газовые теплоносители
Продолжение табл. 8.56
1
г ^
о ^
«О W
1 ^
о ?
-* о
«о
о S
293
373
573
773
973
1273
64,60
44,88
27,41
20,09
15,91
12,16
р = 30 кГь
1214
1026
1080
1166
1230
1305
'см2 = 29,
1,91
2,46
4,01
5,56
6,94
8,63
42-105
15,51
18,59
26,54
34,03
41,16
51,54
н/м2
0,244
0,534
1,35
2,37
3,54
5,46
0,240
0,414
0,968
1,69
2,59
4,24
283
373
573
773
973
1273
303
373
573
773
973
1273
313
373
573
773
973
1273
313
373
573
773
973
1273
р-
102,0
61,46
36,66
26,75
21,18
16,17
= 40 кГ/см2 = 39,23
1583
1074
1087
1171
1232
1306
1,92
2,55
4,05
5,59
6,96
8,68
•105 н/м2
15,82
18,83
26,63
34,08
41,19
51,55
0,119
0,386
1,02
1,78
2,67
4,11
0,155
0,306
0,726
1,27
1,95
3,19
Р
157,00
97,66
55,31
40,05
31,65
24,15
= 60 кГ/см2 = 58,84 • 10б я/ж2
2386
1182
1108
1177
1237
1308
2,58
2,76
4,14
5,65
7,00
8,71
18,14
19,52
26,87
34,22
41,29
51,62
0,069
0,239
0,676
1,20
1,79
2,76
0,116
0,200
0,486
0,854
1,31
2,14
= 78,45-105
261,10
138,10
74,13
53,28
42,03
32,10
3768
1327
П2С
1184
1241
1310
3,47
3,02
4,25
5,71
7,05
8,75
22,47
20,53
27,18
34,39
41,40
51,69
0,035
0,165
0,509
0,906
1,35
2,08
0,086
0,149
0,367
0,646
0,985
1,61
р = 100 кГ/см2 = 98,07 • 105 н/м2
613,50
184,50
93,11
66,45
52,36
| 39,98
7829
1516
1143
1192
1245
1312
6,55
3,34
4,36
5,79
7,11
8,79
44,54
21,99
27,56
34,60
41,54
51,78
0,014
0,119
0,409
0,731
1,09
1,68
0,073
0,119
0,296
0,521
0,793
1,30
0,98
0,77
0,72
0,71
0,73
0,78
1,3
0,79
0,72
0,71
0,73
0,78
1,7
0,84
0,72
0,71
0,73
0,78
2,4
0,90
0,72
0,71
0,73
0,77
5,23
1,00
0,72
0,71
0,73
.0,77
Таблица 8.57
Термодинамические свойства двуокиси углерода на линии насыщения
(линия равновесия жидкость — пар) [315]
t, °с
-56,6
—55
—50
—45
—40
—35
—30
-25
—20
— 15
-10
—5
0
5
10
15
20
25
30
31,05
т, °к
216,55
218,15
223,15
228,15
233,15
238,15
243,15
248,15
253,15
258,15
263,15
268,15
273,15
278,15
283,15
288,15
293,15
298,15
303,15
304,2
р, бар
5,179
5,548
6,831
8,325
10,051
12,029
14,281
16,827
19,691
22,896
26,466
30,431
34,817
39,657
44,988
50,850
57,289
64,356
72,111
78,834
Плотность, кг /ж3
1177,8
1171,7
1152,6
1133,3
1113,6
1093,4
1072,7
1051,4
1029,3
1006,2
981,9
955,1
928,5
898,2
864,2
825,1
777,7
713,8
592,9
46
f
13,797
14,750
18,03
21,86
26,21
31,26
37,04
43,68
51,33
60,16
70,33
82,26
96,26
113,78
134,59
160,5
193,9
242,4
339,7
8,0
Энтальпия
i'
'380,5
383,3
392,5
401,8
411,3
421,0
430,8
440,8
451,0
461,5
472,2
483,3
495,0
507,3
520,4
534,6
550,4
571,0
602,5
63'
, кдж/'кг
729,0
729,3
730,2
731,3
732,4
733,5 ,
734,4
735,0
735,0
734,5
733,6
731,8
729,4
724,2
718,5
712,3
703,6
691,2
664,4
1,3
Энтропия, кджЦкг-град)
S'
2,641
2,650
2,691
2,731
2,772
2,811
2,851
2,891
2,930
2,970
3,010
3,050
3,092
3,136
3,179
3,226
3,278
3,345
3,454
S"
4,250
4,235
4,203
4,175
4,149
4,124
4,100
4,076
4,052
4,028
4,003
3,977
3,950
3,915
3,879
3,843
3,800
3,748
3,658
3,552
Таблица 8.58
Термодинамические свойства двуокиси углерода на линии насыщения
(линия равновесия твердое тело — пар) [315]
-130
-125
-120
-115
—ПО
—105
— 100
-95
—90
-85
—80
-75
-70
—65
—60
-56,5
T, °]
143,
148,
153,
158,
163,
168,
173,
178,
183,
188,
193,
198,
203,
208,
213,
216,
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
55
p
0,
0,
0,
0,
0
0,
0
0
о
0
0
1
1
2
4
5
, бар
00308
00652
01311
02514
04620
0817
1397
2315
3727
5847
8962
345
,981
,870
,097
,179
Плотность
Т
1626
1621
1616
1610
1605
1600
1595
1589
1582
1574
1565
1555
154"
1534
1522
1513
, кг/ м3
т"
0,01139
0,02326
0,04525
0,08416
0,1504
0,2582
0,4298
0,6944
1,0902
1,673
2,515
3,708
5,386
7,721
10,962
13,797
Энтальпия,
i
92,54
97,87
103,28
108,78
114,37
120,05
125,84
131,74
137,75
143,88
150,14
156,55
163,1
169,8
176,6
181,4
кдж/кг
1"
693
696
699
702
705
708
711
714
717
719
722
725
727
728
728
729
,6
,4
,1
,3
,2
,2
,3
,1
,1
,9
,4
,0
,1
,3
,7
,0
Энтропия,
S1
1,2167
1,2535
1,2895
1,3251
1,359-j
1,3942
1,4281
1,4616
1,4951
1,5282
1,5608
1,5931
1,625
1,658
1,689
1,721
кдж/{кг-град)
S"
5,414
5,293
5,180
5,078
4,981
4,892
4,809
4,730
4,658
4,590
4,523
4,462
4,401
4,341
4,281
4,250
Таблица 8.59
Плотность газообразной двуокиси углерода в зависимости от давления и температуры [315]
о, бар
1
5
10
20
40
60
80
100
200
300
400
500
600
273
1,951
10,033
20,85
45,62
—
—
—
—
—
—
—
—
323
1,644
8,353
17,050
35,63
78,94
135,30
219,1
386,4
__
__
—
—
_
3 73
1,4219
7,177
14,529
29,79
62,81
99,75
141,47
188,8
481,6
662,9
—
—
4 73
1,1198
5,620
11,291
22,79
46,42
70,86
96,10
122,07
258,7
389,4
497,5
581,4
646,8
кг/м9, г
573
0,9239
4,626
9,266
18,59
37,41
56,42
75,59
94,89
191,6
284,3
368,3
441,3
503,4
1ри температуре, °К
673
0,7864
|3,933
7,868
15,745
31,51
47,28
63,04
78,76
156,13
[ 229,8
297,9
359,8
414,9
773
0,6846
3,422
6,841
13,672
27,29
40,85
54,34
67,74
133,17
195,2
253,1
306,6
1 355,6
873
0,6062
3,029
6,054
12,089
24,10
36,04
47,88
59,62
116,74
170,8
221,5
268,8
312,7
973
0,5438
2,717
5,430
10,840
21,60
32,27
42,85
53,34
104,24
152,4
197,8
240,3
280,1
1073
0,4932
2,464
4,923
9,826
19,57
29,24
38,81
48,30
94,33
137,9
179,1
217,8
254,3
1 173
0,4511
2,254
4,503
8,987
17,90
26,73
35,49
44,16
86,25
126,2
163,9
199,6
233,3
1273
0,4157
2,077
4,149
8,281
16,492
24,63
32,70
40,69
79,50
116,3
151,3
184,4
215,8
Г Л А В А IX
ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛИ И
ЗАМЕДЛИТЕЛИ
1. ВОДА
Вода, Н2О, М= 18,01534 [34, 272, 291, 316—319].
Параметры критического состояния:
Г„р = 647,30±0,05° К; ркр = 221,29 ±0,03 бар;
Ykp = 307±12 кг/м3.
Таблица 9.1
Плотность воды в зависимости от температуры
и давления [319,320]
т, °к
273
293
313
333
353
373
393
413
433
453
473
493
513
533
553
573
593
613
у', кг/м9, при давлении, бар
20
1001
99Э
993
984
973
959
944
927
908
888
865
—
—
—
50
1002
1001
994
986
974
961
946
929
910
890
867
843
815
784
100
1005
1003
997
988
976
963
948
931
913
893
871
847
821
791
. 7Б7
716
150
1007
1005
999
990
978
965
950
933
915
896
874
851
825
796
764
726
679
612
Таблица
Теплофизические свойства воды на линии насыщения [24, 34, 272, 291, 316—319]
9.2
^
273
283
293
303
313
323
333
343
353
363
373
383
393
403
413
423
433
443
f
0,006108
0,012277
0,02383
0,04241
0,07375
0,12335
0,19917
0,3117
0,4736
* 0,7011
1,0132
1,4326
1,9854
2,7011
3,614
4,760
6,180
7,920
0,006228
0,012513
0,02337
0,04325
0,07520
0,12578
0,2031
0,3178
0,4829
0,7149
1,0332
1,4609
2,0245
2,7544
3,685
4,854
6,302
8,076
V
999,8
9S9,6
998,2
995,6
992,2
988,0
983,2
977,7
971,8
965,3
958,3
951,0
943,1
934,8
926,1
916,9
907,4
897,3
0
42,04
83,90
125,71
167,50
209,3
251,1
293,0
334,9
377,0
419,1
461,3
503,7
546,3
589,0
632,2
675,5
719,2
i
4,218
4,193
4,182
4,178
4,179
4,181
4,184
4,189
4,196
4,205
4,217
4,230
4,245
4,264
4,286
4,311
4,340
4,372
•град)
I
0,559
0,579
0,598
0,613
0,627
0,640
0,650
0,661
0,669
0,677
0,683
0,685
0,686
0,686
0,685
0,684
0,680
0,677
CO
i
'o
A
1787,8
1305,3
1004,2
801,2
653,1
549,2
469,7
406,0
355,0
314,8
282,5
258,9
237,3
217,7
201,0
186,3
173,6
162,8
1
о
1
1
о
7-
1,789
1,306
1,006
0,805
0,659
0,556
0,478
0,415
0,355
0,326
0,295
0,272
0,252
0,233
0,217
0,202
0,191
0,181
f
i
1
о
«
1,33
1,38
1,43
1,47
1,51
1,55
1,58
1,61
1,64
1,67
1,69
1,70
1,71
1,72
1,73
1,73
1,73
1,73
I
i
i
о
or.
—0,63
+0,70
1,82
3,21
3,87
4,49
5,11
5,70
6,32
6,95
7,52
8,08
8,64
9,19
9,72
10,3
10,7
11,3
"аГ
1
i
о
t>
755,1
741,4
726,7
712,0
695,3
676,7
661,9
643,3
625,7
607,0
588,4
568,8
548,2
528,6
507,0
486,4
465,8
443,3
13,49
(
"t
с
i.
I
fK
с
<
J,43
',02
),47
1,35
3,59
5,02
2,57
>,21
1,95
1,74
1,60
1,46
,35
1,26
1,17
1,11
1,05
X
с
ьГ
453
463
473
483
493
503
513
523
533
543
553
563
573
583
593
603
613
623
633
643
бар
10,027
12,553
15,551
19,080
- 23,201
27,979
33,480
39,776
46,94
55,05
64,19
74,45
85,92
98,70
112,90
128,65
146,08
165,37
186,74
210,53
с
ю,
12,
15,
19,
23,
28,
34,
40
47,
56
65
75
87
100
115
131
148
168
190
214
>
225
800
857
456
659
531
140
56
87
14
46
,92
,61
,64
,12
,18
,96
,63
,42
,68
Ч
V
886,
876,
864,
852,
840,
827,
81С,
799,
784,
767
750
732
712
691
66Г
640
610
574
528
450
9
0
7
8
3
3
6
2
0
9
7
3
5
,1
,1
,2
,1
,4
,0
,5
<\>
763,
807,
852,
897,
943,
990,
1037,
1085
1135
1185
1236
1290
1344
1402
1462
1526
1594
1671
1762
1893
1
5
4
7
7
4
5
3
1
3
9
0
9
,1
,1
Л
,7
§
id
1
id
С
4,
4,
4,
4,
4,
4,
4,
4,
4,
5,
5,
5
5
6
6
7
(8
(9
A3
D0
'
«a.
409
451
498
552
614
686
769
866
981
118
28
49
75
10
56
,21
,16)
,80)
,98)
,32)
0,
0,
0,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
I
671
664
657
649
640
628
619
605
592
578
564
548
531
513
,493
,471
,447
,430
,395
,337
1
CO
О
153
145
136
130
124
119
114
109
105
102
98
94
91
88
85
81
77
72
66
56
,0
,1
,3
,4
,5
,6
,7
,8
,9
,0
,1
,1
,2
,3
,3
,4
,5
,6
,7
,9
Продолжен и
C?
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
0,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
о,
>
о
p»
173
166
158
153
148
145
141
137
135
133
131
1?9
128
128
128
127
127
126
126
126
О
a
1,72
1,70
1,69
1,67
1,65
1,62
1,59
1,56
1,53
1,49
1,44
1,38
1,31
1,23
1,14
1,03
0,89
0,71
0,54
0,186
<ъ
§.
<\>
о
11
12
13
14
14
15
16
18
19
21
23
26
29
32
38
43
53
66
109
264
e
,9
,6
,3
,1
,8
,9
,8
,1
,7
,6
,7
,2
,2
,9
,2
,3
,4
,8
габ
2$
*
о
422,
400
376
354
331,
309
285
261
237
214
191
168
144
120
98
76
56
38
20
4
л.
7
1
6
0
5
9
4
8
3
8
2
7
2
6
,1
,7
,7
,2
,2
,5
9.2
cu
1,00
0,95
0,93
0,91
0,90
0,89
0,88
0,88
0,88
0,89
0,91
0,93
0,98
1,04
1,12
1,24
1,42
1,79
2,35
6,79
Вода
307
Таблица 9.3
Теплопроводность воды в зависимости от температуры при
различных давлениях [24,291—300, 304—309, 311—314, 316—319,
321,322]
т, ск
273
283
293
303
313
323
333
343
353
363
373
383
393
403
413
423
433
443
453
463
473
483
493
503
513
523
533
543
553
563
573
583
593
603
613
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,
0,
,559
,579
598
613
627
640
650
661
669
677
683
X, впг/(м
100
0,564
0,584
0,601
0,618
0,632
0,645
0,656
0,666
0,676
0,683
0,688
0,691
0,693
0,693
0,692
0,691
0,687
0,684
0,678
0,672
0,664
0,655
0,645
0,634
0,622
0,611
0,597
0,583
0,569
0,552
0,534
•град), при
200
0,569
0,590
0,605
0,623
0,637
0,650
0,663
0,673
0,683
0,690
0,695
0,698
0,700
0,700
0,699
0,698
0,694
0,691
0,685
0,679
0,671
0,662
0,652
0,643
0,632
0,620
0,607
0,595
0,580
0,566
0,551
0,534
0,515
0,493
0,469
давлении, бар
300
0,573
0,594
0,611
0,628
0,642
0,655
0,668
0,678
0,687
0,694
0,700
0,704
0,706
0,706
0,705
0,704
0,701
0,698
0,692
0,686
0,678
0,669
0,659
0,559
0,638
0,628
0,616
0,605
0,592
0,579
0,565
0,550
0,515
0,516
0,495
400
0,573
0,599
0,615
0,638
0,647
0,659
0,672
0,683
0,692
0,692
0,705
0,708
0,711
0,711
0,709
0,708
0,706
0,705
0,699
0,692
0,684
0,676
0,666
0,657
0,645
0,635
0,625
0,614
0,602
0,590 *
0,577
0,554
0,549
0,534
0,518
308 Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.4
Теплоемкость воды в зависимости от температуры и давления
[316, 319, 323]
т, °к
273
293
313
333
353
373
393
413
433
453
473
493
513
533
553
573
593
613
633
40
4,21
4,17
4,17
4,17
4,19
4,21
4,23
4,28
4,33
4,39
4,48
4,60
4,75
—
—
—
ср, кджЦкг
60
4,20
4,17
4,16
4,17
4,18
4,20
4,23
4,27
4,32
4,38
4,47
4,59
4,74
4,94
—
—
—
>град),
100
4,20
4,16
4,15
4,16
4,17
4,19
4,22
4,26
4,30
4,36
4,44
4,55
4,69
4,88
5,18
5,65
—
—
при давлении, 6af.
150
4,19
4,15
4,14
4,15
4,16
4,18
4,21
4,24
4,29
4,34
4,42
4,51
4,65
4,82
5,08
5,49
6,27
8,03
—
200
4,18
4,14
4,13
4,14
4,15
4,1?
4,20
4,23
4,27
4,33
4,39
4,48
4,60
4,76
4,98
5,32
5,92
6,94
11,51
Таблица 9.5
Вязкость воды в зависимости от температуры и давления [291,322]
т, ск
273
293
313
333
353
373
393
413
433
453
{х, 10"^ н-сек/м2, при давлении, бар
40
1639,21
918,68
599,84
432,32
326,94
260,29
218,86
185,54
160,32
141,40
60
1630,20
918,68
600,74
432,32
326,94
260,29
218,86
185,54
160,32
141,40
100
1630,20
918,68
601,64
433,22
327,84
261,19
219,76
186,44
161,22
142,31
150
1621,20
918,68
602,54
434,12
328,74
262,09
220,66
187,34
162,12
143,21
200
1612,19
918,68
603,45
435,92
330,54
263,89
222,46
188,24
163,02
144,11
Вода
309
т, °к
473
493
513
533
553
573
593
613
633
40
126,09
115,29
105,38
—
—
60
123,09
115,29
106,28
98,17
—
—
Продолжение
i-сек/м2, при давлении, бар
100
126,99
116,19
107,18
99,07
91,87
83,76
—
—
150
127,39
117,09
108,08
9Э,97
92,77
84,84
79,35
71,51
—
габл. 9.5
200
128,80
117,99
108,98
100,87
93,67
86,46
80,34
73,31
63,41
Основные составные части морской воды [297]. Соот-
Соотношение между отдельными составными частями мор-
ской воды во всех зонах и на всех глубинах океана бо-
более или менее постоянно. Соленость воды на поверхно-
поверхности открытого океана составляет в среднем 3,5%.
В замкнутых морях соленость колеблется. В Красном
море соленость достигает 4%, в Черном море—1,8—
2,2%, а в Балтийском — 0,2—0,8%. Естественного урана
в виде растворимых солей в пересчете на металл содер-
содержится в морской воде в среднем A,2^-1,8) -Ю-6 г/л.
Таблица 9.6
Средний состав морской воды [297]
Вещество
NaCl
MgCl2
MgSO4
CaSO4
Содержание
в 1 л воды, г
27,2
3,8
1,6
1,3
Вещество
H2SO4
СаСО3
MgBr2
Итого
Содержание
в 1 л воды, г
0,9
0,1
0,1
35,0
310
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.7
Теплоемкость льда при давлении 760 мм рт. ст. и разных
температурах [291]
Т, °К
23
73
123
V
кджЦкг-град)
0,1214
0,5317
0,8374
Г, °К
173
197
213
V
кджЦкг-град)
1,1304
1,2560
1,3733
7\ °К
233
253
273
V
кджЦкг-град)
1,4821
1,5826
2,1185
2. ТЯЖЕЛАЯ ВОДА [324—334]
Кристаллы тяжелой воды имеют такую же структу-
структуру, как и кристаллы обычного льда. Различие в разме-
размерах кристаллических ячеек кристаллов НгО и D2O чрез-
чрезвычайно мало. Отношение молекулярных объемов приб-
приблизительно равно 1,014. При температуре 284,38° К
A1,23° С) тяжелая вода имеет наибольшую плот-
плотность— 1106,02 кг/мг [обычная вода ; имеет наибольшую
плотность при 277,13°К (+3,98°С)].
Гпл=276,97° К; Ркр=222 бар;
Гкип= 374,58° К; y'kp=363 кг/м*.
Гкр = 644,65° К;
Таблица 9.8
Упругость пара и теплота парообразования D2O
t, °с
0
3,82
10
20
25
30
40
50
60
70
80
90
100
т, °к
273
276,98
283
293
298
303
313
323
333
343
353
363
373
р, кГ/см2
0,00480
0,00664
0,01025
0,02000 .
0,0287
0,0368
0,0647
0,1100
0,1797
0,2843
0,4363
0,6520
0,9503
р, бар
0,00471
0,00651
0,01005
0,01961
0,02815
0,03609
0,06345
0,1079
0,1762
0,2788
0,4279
0,6394
0,9319
[324,325]
гисп, кдж/кг
2329,12
2322,25
2300,52
2280,13
2267,28
2252,54
2225,28
2200,58
2176,55
2152,02
2126,81
2100,10
2075,19
Тяжелая вода
311
t, °с
101,43
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
371,5
г, °к
374,59
383
393
403
413
423
433
443
453
463
473
483
493
503
513
644,66
Пр одолжени
р, кГ/см2
1,000
1,353
1,888
2,584
3,474
4,596
5,993
7,707
9,788
12,29
15,26
18,77
22,87
27,63
33,17
218,6
р, бар
0,9807
1,327
1,851
2,534
3,407
4,507
5,877
7,558
9,599
12,05
14,96
18,41
22,43
27,10
32,53
214,4
е табл. 9.8
гисп« кдж!«г
2051,92
2048,60
2021,22
1995,43
1963,94
1935,56
1903,74
1871,92
1839,18
1803,6?
1769,76
1731,87
1694,10
1654,41
1608,99
—
Таблица 9.9
Теплопроводность тяжелой воды на линии насыщения в зависимости
от температуры [324]
т, °к
283
293
303
313
323
333
343
353
363
3?3
' 383
393
X, em/(м-град)
. 0,572
0,583
0,593
0,602
0,611
0,619
0,626
0,632
0,635
0,637
0,637
0,636
Т, °К
403
413
423
433
443
453
463
473
483
493
503
513
X, em/(м-град)
0,634
0,632
0,628
0,623
0,616
0,609
0,602
0,594
0,585
0,573
0,562
0,549
т, °К
523
533
543
553
563
573
583
593
603
613
623
633
X, em/(м-град)
0,536
0,522
0,508
0,493
0,478
0,462
0,444
0,424
0,402
0,378
0,349
0,308
Свойства тяжелой воды на линии насыщения [291,324]
Таблица 9.10
и
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ПО
120
*
к*
283
293
303
313
323
333
343
353
363
373
383
393
кГ/см''
0,010
0,020
0,037
0,065
0,110
0,180
0,284
0,436
• 0,652
0,950
1,353
1,888
бар
0,00981
0,01961
0,0363
0,0637
0,1078
0,1765
0,2785
0,4276
0,6394
0,9316
1,327
1,851
1106
1105
1103
1100
1095
1091
1085
1078
1071
1063
1055
1046
град)
g
***
4,220
4,208
4,199
4,195
4,195
4,199
4,204
4,212
4,220
4,233
4,241
4,254
•гра
1"
0,578
0,580
0,597
0,611
0,623
0,633
0,638
0,644
0,649
0,649
0,650
0,650
|
СО
'о
rL
1618,1
1229,8
969,9
783,6
652,1
552,1
473,7
409,9
361,9
321,7
293,2
267,7
I
СО
о
1,464
1,113
0,880
0,713
0,595
0,506
0,436
0,381
0,338
0,303
0,278
0,256
сек
'к
о
а
1,19
1,25
1,29
1,32
1,36
1,38
1,39
1,42
1,44
1,44
1,45
1,46
12,30
8,90
6,82
5,40
4,38
3,67
3,14
2,68
2,35
2,10
1,92
1,75
Продолжение табл. 9Л0
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
403
413
423
433
443
453
463
473
483
493
503
513
523
2
3
4,
5,
7,
9,
12,
15,
\8,
22,
27,
33,
39,
г
584
474
596
993
707
788
29
26
77
87
63
17
45
2
3
4
5
7
9
12
14
18
22,
27,
32,
38,
бар
,534
,407
,507
,877
558
,599
05
96
41
43
10
53
69
1037
1027
1017
1006
995
983
970
957
943
928
913
897
881
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
1
I
,266
,283
,300
,329
,358
,392
,430
,472
,513
,568
,631
,702
,790
t
0
0,
о,
о,
о,
0,
0,
о,
о,
0,
0,
о,
о,
I
647
645
643
641
636
630
625
616
607
596
588
578
568
о
245
225,
207,
193,
180,
169,
159,
151,
144,
137,
130,
126,
120,
2
6
9
2
4
7
8
0
2
3
4
5
6
0,
0,
0,
0,
0,
о,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
о
237
220
204
192
182
173
165
158
153
148
144
141
137
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
id
а"
,46
,47
,47
,47
,47
,46
,46
,44
,43
,41
,39
,37
,35
i
а,
I
1,62
1,50
1,39
1,31
1,24
1,18
1,13
1,10
1.07
1,05
1,04
1,03
1,02
314
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.11
Отношение теплоемкостей D2O и Н2О и значения
истинной теплоемкости D2O, кджЦкг град) [291,324,332]
т, к
293
313
333
353
373
393
413
433
453
473
493
513
533
553
573
°р D2O
ср Н2О
1,006
1,004
1,002
0,997
0,992
0,985
0,980
0,972
0,966
0,962
0,958
0,957
0,957
0,957
0,958
ср D,O ПРИ
р—5 0 кГ/см2
или 4 9.03
бар
4,195
4,178
4,170
4,170
4,166
4,170
4,178
4,204
4,245
4,312
4,400
4,534
4,731
—
—
CPD2O ПРИ
р— 100 кГ/см
или 98,07
бар
4,187
4,170
4,157
4,166
4,153
4,153
4,162
4,187
4,220
4,283
4,357
4,492
4,672
4,932
5,418
Таблица 9.12
Теплоемкость твердой D2O в зависимости от температуры [324]
т, °к
Ср,
кдж 1'(кг • град)
20
0,111
50
0,413
80
0,676
ПО
0,942
150
1,275
190
1,602
230
1,914
295
4,135
3. ВОДЯНОЙ ПАР [272, 319, 335—346]
Свойства водяного пара на линии насыщения
Таблица 9.13
373
383
393
403
413
423
433
443
453
463
473
483
493
503
I
I"
1,03
1,46
2,02
2,75
3,69
4,85
6,30
8,08
10,23
12,80
15,86
19,46
23,66
28,53
1
1,01
1,43
1,98
2,70
3,62
4,76
6,18
7,92
10,03
12,55
15,55
19,08
23,20
27,98
»
"
0,598
0,826
1,121
1,496
1,966
2,547
3,258
4,122
5,157
6,394
7,862
9,588
11,62
13,99
I
2675,4
2691,3
2706,3
2720,6
2734,0
2746,5
2757,8
2768,7
2778,4
2786,3
2793,0
2798,0
2801,4
2803,1
к дж/кг
С
2256,7
2229,9
2202,7
21/4,2
2144,9
2114,3
2082,5
2049,4
2015,1
1978,7
1940,6
1900,4
1857,7
1812,2
I
2,135
2,177
2,206
2,257
2,315
2,395
2,479
2,583
2,708
2,855
3,022
3,198
3,408
3,634
2,37
2,49
2,59
2,69
2,79
2,88
3,01
3,13
3,27
3,42
3,55
3,72
3,90
4,09
a;
\
12,0
12,5
12,9
12,9
13,5
13,9
14,3
14,7
15,1
15,6
16,0
16,4
16,9
17,4
о
1
о
20,01
15,08
11,46
8,85
6,89
5,47
4,40
3,57
2,93
2,44
2,03
1,71
1,45
1,24
T
о
a*
1,895
1,412
1,065
0,813
0,624
0,484
0,381
0,302
0,242
0,196
0,159
0,132
0,109
0,0906
1,06
1,07
1,08
1,09
1,10
1,13
1,15
1,18
1,21
1,25
1,28
1,30
1,32
1,37
о
513
523
533
543
553
563
573
583
593
603
613
623
633
643
34,14
40,56
47,87
56,14
65,46
75,92
87,61
100,64
115,12
131,18
148,96
168,63
190,42
214,68
бар
33,48
39,78
46,94
55,05
64,19
74,45
85,92
98,69
112,89
128,64
146,08
165,37
186,74
210,53
V
16,76
19,98
23,72
28,09
33,19
39,15
46,21
54,58
64,72
77,10
92,76
113,6
144,0
203,0
2803,1
2801,0
2796,4
2789,7
2779,6
2765,2
2749,1
2727,3
2700,1
2665,7
2521,8
2564,4
2481,1
2330,8
1
С
1765,6
1715,8
1661,3
1604,4
1542,8
1476,3
1404,3
1325,1
1238,0
1139,6
1027,0
893,0
719,7
438,4
кг-град)
3,881
4,157
4,467
4,815
5,234
5,694
6,280
7,118
8,206
9,881
12,351
16,245
23,027
56,522
«М О.
23
4,29
4,51
4,80
5,11
5,49
5,83
6,27
6,84
7,51
8,26
9,30
10,70
12,79
17,10
Продолжение таол
Ю
I
1
О
17,8
18,3
18,8
19,3
19,9
20,6
21,3
22,0
22,9
23,9
25,2
26,6
29,13
33,73
'I
о
1
1
о
1,06
0,913
0,794
0,688
0,600
0,526
0,461
0,403
0,353
0,311
0,272
0,234
0,202
0,166
ю
1
'о
о"
0,0757
0,0631
0,0533
0,0447
0,0378
0,0317
0,0264
0,0217
0,0176
0,0139
0,0109
0,0074
0,004
0,002
. 9.13
(Ч
о.
1,40
1,45
1,49
1,53
1,58
1,66
1,74
1,85
2,01
2,24
2,50
3,18
5,18
11,07
Водяной пар
317
Таблица 9.Ц
Теплофизические свойства водяного пара в зависимости
от давления и температуры [291]
т, °к
373
393
413
433
453
473
493
513
533
553
573
593
613
633
653
673
693
713
733
753
. 773
793
813
833
853
873
923"
. 973 -
543
563
583
' 603
623
643
663
683
х, ю 2
впг/ (м -град)
р=1
2,47
2,61
2,77
2,95
3,14
3,33
3,51
3,72
3,<2
4,13
4,35
4,57
4,80
5,05
5,29
5,55
5,79
6,06
6,32
6,58
6,86
7,14
7,42
7,71
8,00
8,29
9,04
9,80
V
кджЦке-град)
кГ7с м2 = 0,981
2,060 !
2,014
1,985
1,972
1,968
1,976
1,980
1,985
1,993
2,001
2,010
2,018
2,031
2,039
2,052
2,068
2,085
2,098
2,110
2,123
2,135
2,152
2,165
2,181
2,194
2,206
2,240
2,278
... ю-°
н-сек/м2
Рг
бар
12,06
12,94
13,73
14,51
15,40
16,18
16,97
17,75
18,63
19,42
20,20
21,08
21,87
22,65
23,54
24,32
25,11
25,99
26,77
27,56
28,34
29,22
30,01
30,79
31,58
32,46
34,42
36,48
1,01
,00
0,98
0,97
0,96
0,96
0,96
0,95
0,95
0,94
0,94
0,93
0,93
0,92
0,91
0,91
0,90
0,90
0,89
0,89
0,88
0,88
0,88
0,87
0,87
0,86
0,86
0,85
р = 50 кГ.'см2 == 49,03 бар
5,49
5,30
5,25
5,28
5,37
5,58
5,80
6,04
3,998
3,349
2,985
2,772
2,642
2,546
2,479
2,441
18,34
19,61
20,59
21,67
22,75
23,73
24,61
25,40
,34
1,24
1,19
1,14
1,11
1,08
1,05
1,03
318
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Продолжение табл. 9.14
т- °к
703
723
743
763
783
803
823
843
863
873
923
973
х, ю 2
вт/(м>град)
6,27
6,52
6,77
7,02
7,29
7,56
7,85
8,13
8,41
8,55
9,27
10.03
V
кджЦкг-град)
2,407
2,378
2,361
2,349
2,340
2,336
2,332
2,332
2,328
2,328
2,340
2,353
|л. Ю
н-сек/м2
26,18
26,97
27,75
28,54
29,32
30,11
30,89
31,68
32,55
32,95
35,01
36,97
Рг
1,00
0,99
0,97
0,96
0,94
0,93
0,92
0,91
0,90
0,90
0,89
0,88
583
603
623
643
663
683
703
723
743
763
783
803
823
843
863
873
923
973
623
643
663
683
703
723
743
763
р= 100 кГ/см2 = 98,07 бар
8,36
7,01
6,59
6,56
6,58
6,66
6,86
7,08
7,30
7,53
7,77
8,01
8,28
8,54
8,80
8,93
9,63
10,35
6,958
4,819
3,944
3,471
3,161
2,960
2,822
2,721
2,646
2,596
2,554
2,529
2,512
2,500
2,479
2,470
2,445
2,441
20,50
22,05
23,44
24,71
25,50
26,86
26,97
27,75
28,44
29,22
30,01
30,79
31,58
32,26
33,05
33,44
35,50
37,46
р = 150 кГ/см2 =147,1 бар
10,33
8,70
8,14
7,89
7,82
7,85
8,00
8,19
8,378
5,535
4,417
3,839
3,471
3,224
3,056
2,943
25,50
26,09
26,77
27,36
27,95
28,64
29,32
30,01
1,70
1,52
1,40
1,31
1,23
1,17
1,11
1,07
1,03
1,01
0,99
0,97
0,96
0,95
0,93
0,93
0,90
0,88
2,07
1,66
1,45
1,33
1,24
1,18
1,12
1,08
Водяной пар
319
т, °к
783
803
823
843
863
873
923
973
о
X, 10
в/п/(м-град)
8,39
8,60
8,83
9,06
9,30
9,42
10,03
10,75
Продол
V
кджЦкг-град)
2,864
2,788
2,721
2,684
2,646
2,621
2,562
2,529
жение та б
Р-, Го"
н-сек/м2
30,79
31,48
32,26
33,05
33,73
34,13
35,99
37,95
л
9.14
Рг
1,05
1,02
1,00
0,98
0,96
0,95
0,92
0,89
643,16
663
683
703
723
743
763
783
803
823
843
863
873
923
973
673,16
693
713
733
753
773
793
813
833
853
873
923
973
!5,58
11,21
9,97
9,42
9,14
9,03
9,03
9,15
9,30
9,49
9,69
9,89
9,99
10,58
11,21
16,17
12,54
11,27
10,68
10,37
10,19
10,13
10,20
10,33
10,48
10,65
11,15
11,72
р = 200 кГ/см2 = 196,1 бар
15,776
7,256
5,401
4,467
3,927
3,592
3,335
3,224
3,090
2,964
2,901
2,830
2,793
2,688
2,621
= 250 кГ/см2 — 245,2 бар
1,777
7,042
5,430
4,580
4,053
3,726
3,500
3,316
3,199
3,090
2,977
2,818
2,721
29,23
28,73
28,83
29,22
29,71
30,30
30,99
31,58
32,26
32,95
33,74
34,42
34,81
36,68
38,54
D
31,87
31,99
31,09
31,38
31,77
32,36
32,85
33,54
34,13
34,81
35,50
37,27
39,13
с
*,96
,85
,56
,39
,28
,21
,15
,11
,07
1,04
1,01
0,99
0,97
0,93
0,90
2,33
1,75
1,50
1,35
1,24
1,18
1,13
1,09
1,05
1,02
0,99
0,95
(
),91
320 Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Продолжение табл. 9.14
т, °К
о
X, 10
впг/(м-град)
V
кджЦкг-град)
и. ю
н-сек/м2
Рг
р == 300 /с/7сл2 = 294,2 бар
693
713
733
753
773
793
813
833
853
873
923
973
18,6
14,50
12,74
11,98
11,56
11,32
11,21
11,21
11,28
11,40
11,79
12,28
870
490
757
857
287
902
626
458
3,257
3,140
2,964
2,826
11
7
5
4
4
3
3
3
I
34,72
33,24
33,15
33,24
33,54
34,03
34,52
35,11
35,70
36,28
37,95
39,72
2,22
1,72
1,50
1,35
1,25
1,17
1,12
1,08
1,04
1,02
0,96
0,91
-=400 кГ/см2 = 392,3 бар
733
753
773
793
813
833
853
873
923
973
20,35
16,81
15,04
14,20
13,70
13,40
13,24
13,17
13,27
13,56
9,073
6,971
5,736
4,957
4,438
4,061
3,785
3,584
3,308
3,140
38,83
37,36
36,77
35,77
36,87
37,27
37,66
38,15
39,52
41,09
1,74
1,55
1,40
1,28
1,20
1,13
1,08
1,05
0,99
0,95
р = 500 кГ/см2 = 490,3 бар
763
783
803
823
843
863
873
923
973
22,56
19,10
17,31
16,35
15,77
15,41
15,28
15,00
15,04
7,817
6,561
5,665
5,016
4,555
4,204
4,061
3,643
3,433
42,56
40,99
40,31
40,01
40,01
40,11
40,21
41,19
42,56
1,47
1,41
1,31
1,22
1,15
1,10
1,08
1,01
0,97
Водяной пар
321
Таблица 9.15
Давление насыщенного пара воды в зависимости от температуры [291]
305
307
ЗС9
311
313
318
323
328
333
338
343
348
353
р, мм рпг. ст.
35,7
39,9
44,6
49,7
55,3
71,9
92,5
118,0
149,4
187,5
233,7
289,0
355,0
р, кГ/см2
0,0485
0,0542
0,0306
0,0676
0,0752
0,0977
0,1258
0,1605
0,2031
0,2550
0,3177
0,3931
0,4829
Т, °К
358
333
338
373
383
393
403
413
423
433
443
453
463
р,'мм рт. с п.
434,0
526,0
634,0
760,0
1075,0
1491,0
2030,0
2718,0
3581,0
4652,0
5962,0
7545,0
9443,0
р, кГ/см2
0,5894
0,7149
0,8519
1,0332
1,4609
2,0245
2,7544
3,685
4,854
6,302
8,076
10,225
^2,800
Таблица 9.16
Теплопроводность насыщенного и перегретого водяного
пара [322,342—344]
7V°K
373
423
473
523
573
623
673
723
773
823
873
923
973
1
2,48
2,87
3,32
3,82
4,34
4,90
5,49
6,11
6,74
7,39
8,06
8,74
9,43
5
3,38
3,83
4,38
4,94
5,53
6,14
6,77
7,43
8,09
8,77
9,46
х,
10
3,51
3,93
4,44
4,99
5,57
6,18
6,82
7,47
8,14
8,82
9,50
25
4,29
4,65'
5,16
5,72
6,33
6,96
7,61
8,27
8,95
9,63
ml {м-град), i
50
5,25
5,54
6,02
6,59
7,20
7,84
8,50
9,17
9,85
75
6,37
6,08
6,39
6,89
7,47
8,09
8,74
9,40
10,1
фИ
давлении
100
6
6
7
7
8
8
9
10
t88
,85
,24
,76
,35
,98
,64
,3
150
10
8
8
8
8
9
10
10
,4
,22
,10
,43
,93
,51
,1
,8
бар
200
10
9
9
9
10
10
11
,7
,31
,26
,60
,1
,7
,3
250
И
10
10
10
11
11
,1
,3
,4
,7
,2
,8
300
13,
11,
И,
11,
И,
12,
8
6
2
4
8
4
И В. С Чи-
Чирки н
Таблица
Энтальпия водяного пара в зависимости от давления и температуры [319, 345, 346]
т, к°
473
513
553
593
633
673
713
753
793
833
873
913
300
865,
1042,
1229,
1433,
1676
2155
2743
2986
3155
3303
3434
3559
4
9
9
2
320
866,
1043
1230
1431
1669
2057
2678
2947
3125
3280
3414
3542
4
5
0
6
340
867,
1044,
1230,
1430,
1662
2008
2610
2907
3095
3256
3396
3526
4
1
0
2
360
868,
1044,
1230,
1429,
1656,
1977
2537
2862
3066
3232
3376
3509
4
7
1
0
8
/", кдж/кг, при д<
380
869,
1045,
1230,
1427,
1652,
1952
2465
2816
3036
3209
3357
3493
4
3
2
8
2
400
870
1045
1230
1426
1648
1934
2401
2770
3006
3185
3338
3477
,4
,9
,2
7
,1
авленш
420
871,
1046,
1230,
1425,
1644,
1920
2346
2726
2976
3161
3318
3460
5
6
2
9
3
бар
44С
872
1047
1230
1425
1640
1908
2298
2682
2946
3138
3299
3444
,5
,3
,3
,3
,7
460
873,
1048,
1230,
1424,
1637,
1897
2259
2638
2917
3115
3280
3428
6
0
3
8
6
480
874,
1048
1230,
1424,
1634,
1887
2225
2595
2887
3092
3261
3412
6
6
5
4
8
500
875
1049
1230
1424
1632
1878
2199
2558
2857
3069
3243
3397
,6
,2
,7
,0
,5
Органические теплоносители и растворители
323
4. ОРГАНИЧЕСКИЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛИ И РАСТВОРИТЕЛИ
[347-358]
Теплоноситель на основе смеси неполностью гидри-
гидрированных терфенилов (ГТФ).
Теплоноситель состоит из смеси неполностью гидри-
гидрированных терфенилов (85%) и дифенила A5%). Общее
содержание ароматических углеводородов 89,5 вес. %.
Атомное отношение углерода к водороду 1,13. Плотность
^4°=998 кг/м3. Температура застывания (потеря по-
подвижности) 284° К. Давление паров при 620° К 2,3 бар.
Непредельные углеводороды отсутствуют.
Таблица 9.18
Теплофизические свойства ГТФ [347] i
г, °к
300
350
400
450
500
550
600
V, кг/м3
980
930
880
850
800
780
750
н-сек/м2
11,35
3,40
1,67
0,90
0,75
0,42
0,28
о
X, 10
втЦм-град)
11,60
11,25
10,92
10,60
10,30
9,90
9,60
V
кдж/(кг-град)
1,78
1,85
2,00
2,30
2,70
3,18
3,75
Таблица 9.19
Физико-химическая характеристика ГТФ после
облучения [357,358]
Фракция
при тем-
температуре,
°К
423
423-473
473—515
Интег-
Интегральная
Доза,
Мрад
1400
2500
1400
2500
1400
2500
Плот-
Плотность,
кг/м9
813
813
852
857
934
934
Показатель
преломления
1,4545
1,4560
1,4824
1,4819
1,5267
1,5286
Количество углеводородов,
вес. %
непредель-
непредельных
п,з
11,5
8,6
7,7
5,3
6,0
ароматических
52,2
50,5
60,0
64,8
61,4
65,9
11*
324
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Продолжение табл. 9.19
Фракция
при тем-
температуре,
К
515-538
568-618
Интег-
Интегральная
доза,
Мрад
1400
2500
1400
2500
Плот-
Плотность,
кг/м3
'953
961
998
1001
Показатель
преломления
1,5376
1,5461
1,5702
1,5825
Количество углеводородов,
нее %
нспредель-
4,0
3,6
3,8
4,3
ароматических
89,6
91,9
84,2
90,2
I
При м е ч а и и е. Органические вещества изменя от свои свойства при дли-
длительной выдержке при повышенной температуре и наличии теплового потока.
Настоящая таблица составлена без учета этих факторов.
Глицерин, СзН8Оз, М = 92,095 [34, 291, 351].
Плотность жидкости при 293° К у'=1260 кг/м3; ГШ1 =
= 254,3° К; ГКИП = 563°К; гйсп = 830 кдж/кг при 373° К;
ср = 2,81 кдж/(кг-град) при 373° К; jli = 4,51 н-сек/м2 при
273° К; ц = 0,85 н-сек/м2 при 293° К.
Таблица 9.20
Теплофизические свойства глицерина [291,351]
293
333
353
373
393
413
433
453
473
493
513
1260
1239
1224
1207
1188
1167
1143
1117
1090
1059
1025
град)
2,34
2,55
2,68
2,81
2,89
2,97
3,14
3,22
3,35
3,43
3,56
'о ^
23,1
27,9
28,9
34,9
36,1
36,5
37,4
38,4
39,3
39,8
46,6
СО n
'сД
«о
1 490 000
100 027
35 009
12 945
5197
1834
1000,3
451
216
100
59,8
е
о
1160
80,8
28,6
10,8
4,4
1,6
0,85
0,39
0,20
0,09
0,06
о
0,88
0,89
0,89
1,03
1,06
1,06
1,08
1,08
1,08
1,11
1,28
12 500
909
322
105
41,9
15,2
8,2
3,6
1,9
0,8
0,4
Органические теплоносители и растворители
325
Тетрахлордифенил, С12Н6С14, М = 291,994 [34, 351].
Плотность жидкости при 303° К у/== 1440 кг/мг. При дав-
давлении 760 мм рт. cm, ГПЛ = 266°К; Г1ШП = 613°К.
Таблица 9.21
Теплофизические свойства тетрахлордифенила [291,351]
Т, °К
303
333
423
473
523
573
у, кг/м3
1440
1410
132J
1270
1220
1170
V
кдж/(кг-град)
1,21
1,42
2,05
2,39
2,72
3,10
х, ю-2
em/{м-град)
10,6
12,0
16,3
18,7
21,0
23,5
н-сгк/м2
112 059
17 505
990
470
Моноизопропилдифенил, Ci5Hi6, M= 196,295 [354-
356].
Плотность жидкости при 293° К у'= 979 кг/м3; Ти1 =
= 226° К; 7К1Ш = 563°К.
Таблица 9.22
Теплофизическне свойства моноизолролилдифенила [354—356]
т, °к
300
350
400
450
500
550
600
650
у, кг/м3
971
940
903
875
835
790
745
670
V
кдж/(кг-град)
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
вт/ (м-г рад)
12,4
11,8
11,4
10,8
10,1
9,4
8,7
7,8
V-, Ю 4
И-С2К/ М2
17,00
9,75
5,60
3,75
2,79
1,95
1,43
Метиловый спирт, CH4O, М = 32,042 [34].
Объем одного моля 22,47 л\
Y/ = 790-f-794 кг/м3 при 293° К;
Тпя= 175,2±0,1° К;
^кип = 337,7±0,1°К;
^.Ф = 513,2±0,15°К;
РкР = 79,6 ±0,1 бар;
YkP = 272±2
326
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.23
Теплофизические свойства пара метилового спирта при давлении
760 мм рт. ст. [34,291]
к
250
300
350
400
500
600
700
800
9Э0
-1,55
-1,31
1,10
0,98
0,79
0,67
0,56
0,48
0,43
град)
*
1,37
1,47
1,65
1,79
2,05
2,30
2,53
2,75
2,95
'©5
8,5
14,2
25,0
32,5
54,5
5S5
69,0
83,0
93,0
i ^
i ^_
0,79
0,96
1,19
1,36
1,74
2,10
2,44
2,80
3,18
Д
'?>
1
1
О
—*
5,13
7,27
10,0
13,5
22,0
31,5
42,0
55,0
70,0
Ю
1
1
О
-0,40
0,74
1,03
1,41
2,32
3,34
4,56
6,04
7,78
1,28
0,98
0,97
0,96
0,95
0,94
0,92
0,91
0,90
Этиловый спирт, С2Н6О, М = 46,070 [34].
Объем одного моля 22,55 л.
Y' = 789-r-792 кг1м? при 293° К;
Гпл=158,7±0,ГК;
Гкип=351,5±0,2оК;
Гкр = 516,3±0,1°К;
/?„р = 63,9±0,02 бар;
2761,0 кг/м3.
Таблица 9.24
Теплофизические свойства"*пара"этилового спирта!при давлении]
^ 760 мм pm.tjcm. [34,291]» ^
v
250
300
350
1,89
1,85
1,55
1,45
1,42
1,75
10
15
20
,0
,1
0
0
1
,75
,91
,05
3
5
6
,6
,0
,4
0,
0,
0,
25
58
75
1,44
0,83
0,85
Органические теплоносители и растворители
327
400
500
600
700
800
900
1
1
0
0
0
0
,39
,10
,90
,79
,70
,62
с
1
2
2
2
2
2
f
I
-1
,90
,17
,43
,67
,87
,98
со
1
1
о
26
38
53
71
89
I
i
чэ
,5
,5
,5
,0
,5
Продол
Ю я
1,19
1,51
1,82
2,12
2,42
2,74
ж ен и (
id
¦§.
со
|
О
8,2
13,4
19,3
25,6
33,8
42,4
г табл.
к:
5.
ю
о
а
1,05
1,72
2,49
3,34
4,45
5,62
9.
0
0
0
0
0
0
24
?
,78
,78
,77
,77
,76
,75
Таблица 9.25
Теплофизические свойства жидкого этилового спирта на линии
насыщения [34]
0
с
S
250
300
350
400
500
ч
?¦
784
766
738
683
450
>¦
1,
9,
105,
0
0
0
0
0
0
0
0
3
I
-<
,187
,173
,159
,143
,100
ю
1
о
34,
41,
45,
41,
?
*
5
1
9
8
0
0
0
0
0
«»"
,023
,020
,017
,014
,005
3
3
6
I
,29
,95
,29
U
H
a
V."
824
730
230
Пропиловый спирт, С3Н8О,
Y'=802^-806 кг/м* при 293° К;
7\.л = 147+0,5° К;
^кИП=370,4 ±0,05° К;
^кр=537±0,1сК;
Дер = 50,8±0,5 бар;
Ykp=273±2 кг/м3.
= 60,096 [34].
328
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.26
Теплофизические свойства пара пролилового спирта при давлении
Е-Г
250
300
350
400
500
600
700
800
900
3
2
2
1
1
1
1
0
0
V
,13
,35
,08
,82
,47
,23
,03
,91
,'82
а
о.
i
1,2
1,37
1,56
1,74
2,10
2,42
2,76
3,06
3,38
760 мм 1
со 1
! ^
о <
,<1
11,0
13,5
17,5
23,0
35,0
51,5
71,0
86,5
101,0
рт. ст.
1 д
0,68
0,82
0,Р5
1,09
1,37
1,64
1,92
2,19
2,46
[34]
О
5,
9,
13,
17,
23,
29,
7
0
3
5
2
0
1
о
а*
0,19
0,37
0,56
0,74
1,14
1,61
2,26
3,00
3,76
0
0
0
0
0
0
0
0
0
си
,80
,80
,79
,77
,79
,83
,74
,77
,77
Бутиловый спирт, С4Ню0,
Объем одного моля 22,84 л.
Y' = 808~812 /сг/ж3 при 293° К;
ГП1=183,5±0,4°К;
ткр = 561±0,5°К;
р]<р = 49,5 ±0,1 бар-
ГК1Ш = 390,7±0,3°К.
= 74,123 [34].
Таблица 9.27
Теплофизические свойства пара бутилового спирта при давлении
760 мм рт. ст. [34,291]
!
1'
250
300
350
2
2
2
56
40
,24
1
1
1
1
Й
,18
,37
,55
СО
о
10
10
10
грао)
Ч
,5
,6
,8
ю
1
о
и
0
0
0
и;
н-се
63
,75
,87
о
1
о
>¦
—
—
ю
1
о
о
«;
0,
0,
0,
з"
33
44
53
си
о,
0,
0,
75
75
75
Органические теплоносители и растворители
329
Продолжение табл. 9.27
о*
400
500
600
700
800
900
"§"
2,08
1,79
1,50
1,25
1,10
0,97
п
^4
1,76
2,12
2,48
2,84
3,18
3,50
ll
1
20,1
32,0
47,0
62,5
80,1
99,0
о ^
1,00
1,25
1,49
1,72
1,97
2,21
т
о
6,7
9,8
13,3
17,3
21,7
ю
1
о
а"
0,64
0,85
1,25
1,75
2,30
2,89
0,75
0,78
0,78
0,76
0,75
0,75
Амиловый спирт, C5Hi20, М = 88,151 [34].
Y/ = 808-r-812 /сг/ж3 при 293° К;
Гпл = 156,0±0,5°К;
Гкип = 404,1±0,5°К.
Таблица 9.28
Теплофизические свойства пара амилового спирта при давлении
760 мм рт. ст. [34]
250
300
350
400
500
600
700
800
900
2,76
2,48
2,13
1,78
1,51
1,30
1,17
1 Л6
1,36
1,55
1,75
2,13
2,50
2,87
3,23
3,59
со ^
'о!
15,0
15,5
17,5
20,5
32,5
47,5
64,5
82,0
102,0
1о5.
0,59
0,69
0,81
0,93
1,14
1,37
1 ,Р0
1,80
2,19
о
1
о
1,1
1,8
2,6
3,5
5,2
7,5
10,2
13,3
16,6
ю
о
а"
0,28
0,33
0,42
0,50
0,69
1,00
1,39
1,81
2,22
&
0,40
0,54
0,62
0,70
0,75
0,75
0,73
0,74
0,75
30
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Хлороформ, СНС13, Л1= 119,378 [34].
Объем одного моля 22,6 л.
Y'= 1487-7-1491 кг/м* при 293° К;
Гнл = 204,7±0,5° К;
Гкип = 334,4±0,1оК;
Гил = 79 кдж/кг\
г,тгп = 246 кдж/кг\
Г1ф = 536±1°К;
АФ = 54,7±0,2 бар;
YkP = 496±2 кг/м3;
Р= 128 • Ю-5 1/град.
Таблица 9.29
Теплофизические свойства газообразного хлороформа при давлении
760 мм рт. ст. [34]
1,-
250
300
350
400
500
600
700
800
900
3
3
3
3
2
2
1
1
V
,94
,89
,81
,32
,52
,08
,94
,84
1
0,65
0,553
0,558
0,621
0,678
0,721
0,749
0,760
0,768
<N
I
1
С
4
7
9
11
15
19
24
30
¦град
,18
,2
,5
,7
,0
,5
,9
,5
т *
2?
0,92
1,09
1,25
1,43
1,76
2,10
2,43
2,75
—
I
СО
1
о
7*
1,7
2,8
3,9
5,7
8,3
11,4
14,8
18,2
0
0
0
0
1
1
2
2
N
Ю
О
<3
,22
,36
,50
,78
,17
,67
,22
J8
0,77
0,77
0,78
0,73
0,71
0,68
0,67
0,66
Четыреххлористый углерод, ССЦ, М—153,823 [34].
Y'= 1592^-1597 кг/м* при 293° К;
Гпл = 250,4±0,5°К;
Гк„п=349,9±0,5°К;
Гпл = 14,7 кдж/кг;
Гисп= 192,5 кдж/кг;
Гкр = 556,4±0,5оК;
р„р=45,6±0,5 бар;
Y,tp = 558±2 кг/м3;
а = 25,7- Ю-3 н/м при 300° К.
Органические теплоносители и растворители
331
Таблица 9.30
Теплофизические свойства пара четыреххлористого углерода
при давлении 760 мм рт. ст. [34]
о
250
300
350
400
500
600
700
800
9Э0
V-
5,83
5,28
4,73
3,74
3,11
2,69
2,36
2,07
а
<м
<^>
0,500
0,540
0,573
0,600
0,628
0,645
0,658
0,668
0,680
'о i
."s
,< 40
5,4
6,7
8,1
9,5
12,5
15,6
18,7
22,1
25,3
ю N
1 5?
ii
_
1,18
1,33
1,63
1,94
2,23
2,52
2,81
(сек
<o
1
1
о
_
2,2
2,8
4,3
6,2
8,2
10,5
12,9
(сек
%
ю
I
1
о
_
.—
,
0,34
0,51
0,75
1,06
1,41
1,79
0,79
0,81
0,83
0,82
0,84
0,83
0,77
0,75
0,74
Ацетон, С3Н6О, М = 58,081 [34].
Y'=7904-795 кг/м3 при 293° К;
71пл=179!0±0,1°К;
7\шп=329,0±0,1оК;
''пл = 96 кдж/кг;
гисп=522 кдж/кг;
Гкр=508,7±0,5оК;
/>кР=47,2±0,5 бар;
YkP=273±2 кг/м3;
Р=143,Ы0-5 1/град.
Таблица 9.31
Теплофизические свойства пара ацетона при давлении
760 мм рт. ст. [34]
о
. к
250
300
2
2
,23
,05
<
1
1
к
А
,18
,33
со
7
11
1
1
0
5
ю
с
о,
0,
63
78
сек
CD
i
I
О
0
0
1
1
о
в*
,28
,39
0
0
(и
а,
,99
,87
332
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Продолжение табл. 9.31
350
400
500
600
700
800
<С0
5.
"iij"
V
1,87
1,71
1,49
1,15
0, f 9
0^87
0,78
i
l
2
2
2
2
a
Ci.
5:
!6i
,85
,07
,30
,49
,63
« 1
.< 1
15,0
20,0
29,5
42,5
56,5
72,0
89,5
LO
1
С
0,
1,
1,
1,
1)
2!
2,
**
90
04
31
58
84
12
39
1
1
5
9
13
18
24
29
0
,8
,2
.7
,2
,9
,9
'сек
°k
ю
1
1
0
a
0,53
0,69
1,19
1,81
2,50
3,35
4,36
0,85
0,84
0,77
0,76
0,73
0,74
0,66
Бензол, С6Н6, ЛГ = 78,П5 [34].
-/ = 8774-882 кг/м3 при 293° К;
ГП11 = 279±0,2°К;
Гкип = 353±0,2°К;
г,1Л = 127 кдж/кг;
Л1сп = 396 кдж/кг;
7\ф = 562,0±0,1°К;
/71ф = 49,3 ±0,2 бар;
302 /3
р= 106 • 10 1/град.
Таблица 9.32
250
3jO
350
400
Теллофизическис
3,04
2,69
2,37
a
1,02
1.13
1,26
1,44
1 свойства
760 мм i
7 1
0 ^
.<-!
7,0
11,5
15,5
20,0
пара бензола при
pm. ст.
0,70
0,71
0,72
0,90
[34]
1
0
1,5
2,4
3,3
4,3
давлении
т
о
0,22
0,33
0,42
0,55
0,68
0,72
0,79
0,77
Аммиак, сера, сернистый газ и нефтепродукты
333
Продолжение табл. 9.3-
500
600
700
800
9Э0
1,75
2,00
2,24
2,44
2,55
5
!
о
1
ю
о
31,0
44,5
52,5
82,5
102,5
1,31
1,58
.1,83
2,14
2,54
6,6
•),5
13',1
17,0
21,7
0,95
1,47
2,08
2,86
3,75
0,70
0,65
О/Ч)
0,58
5. АММИАКГ СЕРА, СЕРНИСТЫЙ ГАЗ И НЕФТЕПРОДУКТЫ
Аммиак, NH3, Af =17,031 [34,
Объем одного моля 22,08 л.
«у'.-=771-=-772 кг/м* при 273° К;
Y«816-t-818 /сг/ж3 при 194,2° К;
ГПл=195,5±0,4°К;
Ткип=239,8±0,4°К;
Гкр=140,76±0,5°К;
ркР=113±0,5 бар;
235±2 кг/м3.
360].
Таблица 9.33
Теплофизические свойства газообразного аммиака при давлении
760 мм рт. ст. [34]
v 250
300
% 350
400
500
v 600
-'700
800
v; 900
V
0,810
0,715
0,610
0,523
0,425
0,373
0,300
0,261
0,233
кг-град)
2,00
2,08
2,18
2,27
2,45
2,63
2,79
2,Р5
3,12
¦град)
° -S-
18,5
24,0
31,0
38,0
53,0
71,0
88,5
108,0
129,0
1 •*•
о "и"
0,88
1,06
1,24
1,43
1,80
2,19
2,57
2,96
з,зэ
i
—. «о
^^
10,0
15,0
20,0
26.5
42,5
62,5
85,0 -
113,0
141,5
ю
1
1,П
1,80
2,33
3,19
5,14
7,?5
10,7
14,2
17,9
а,
0.Р0
0,83
0,85
0,83
0,83
0,82
0,79
0,80
0,79
334
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Сера, S, 16, А-32,064 [34, 361].
Y = 2050-f-2060 кг/мг для кристаллической ромбической
серы (а-фаза);
Y= 1920-I-1960 кг/м3 для аморфной серы (fj-фаза); а-фа-
а-фаза переходит в р-фазу при 370,2° К;
ГПЛ = 385,9°К (а-фаза);
Г™ = 392,0° К (р-фаза);
ГКИП = 717,8°К;
гпл = 38,9—39,2 кдж/кг при 293° К;
ср = 0,775 кдж/(кг-град)\
Я=0,28 вт/(м-град).
Ромбическая модификация серы имеет различные
коэффициенты теплового расширения по трем осям, из-
изменяющиеся от 18-10—6 до 80-Ю-6 1/град.
Двуокись серы (сернистый газ или сернистый ангид-
ангидрид), SO2, M = 64,06 [34].
Объем одного моля 21,89 л.
у = 2,9260-^2,9266 кг/м3 при 273° К;
Тшт = 263,2 ±0,02° К;
Тич= 197,86 ±0,02° К;
Г1ф = 430,5 ±0,04° К;
ркр —78,8 бар;
ivp — О? jt _L. А, /хс/Ш .
Таблица 9.34
Теплофизические свойства сернистого газа при давлении
760 мм pm. cm. [34]
250
300
500
700
900
1100
1300
3
2
1
1
0
0
0
V-
,11
,68
,60
,15
,88
,72
,61
0
0
0
0
0
0
кг-грае
,622
,724
,790
,829
,850
,870
-3
•град)
7,0
9,8
17,5
26,8
37,3
48,3
57,8
<
1
1,
2,
2,
3,
4,
5,
15
34
14
91
66
40
13
а?
о
о
3,5
5,0
12,0
25,0
40,0
59,0
81,0
ю
1
о
а*
0,39
0,56
1,39
3,03
5,06
7,78
11,05
0,90
0,89
0,86
0,83
0,79
0,76
0,73
Таблица 9.35
Теплофизические свойства жидких то пли в при 293 °К и 760 мм рт. ст. [34,361]
Топливо
с
84,0
85,0
85,5
86,0
86,3
86,5
86,5
87,5
87,8
Состав
массы
Н
15,9
14,9
14,4
13,7
13,3
12,8
12,5
11,2
10,7
горючей
. вес. %
S
Следы
0,05
Следы
0,2
0,3
0,3
0,5
0,6
0,7
О и N
Следы
0,05
0
0,1
0,1
0,4
0,5
0,7
0,8
Зольность, %
0
Следы
0
0
Следы
0,02
0,1
0,2
0,3
Влага, %
0
0
0
0
Следы
»
1,0
3,0
4,0
Низшая теп-
теплота сгора-
сгорания, кдж/кг
43 961
43 543
43 333
42 957
42 622
42 329
41240
39 440
38 686
и
?
740
700
840
850
860
880
890
890
890
1
2,093
2,093
2,219
2,219
2,010
2,010
2,177
2,177
2,177
(О
1
2
2
3
20
22
27
43
15
т}
18,60
23,30
11,60
10,50
22,10
22,10
6,98
6,98
6,98
Температура, °К
кипе-
кипения
>
г
О)
ф
"О/
Ф
73
СИ
W
I
О
Бензин высшего
качества . . . .
Бензин 3-го сорта
Керосин высшего
качества . . . .
Керосин торговый
Дизельное авто-
автотракторное го-
горючее
Соляровое масло
Мазут малосернис-
малосернистых марок:
10
40
80
420
400
310—470
370—520
473—673
Примечание. Мазут содержится в нефтяных фракциях, перегоняемых при температурах 4 73—643 °К; его хими-
химический состав и удельный вес меняются в зависимости от сорта нефти. Химические свойства и состав горючей массы бензина
изменяются в зависимости от метода получения и сорта нефти. Обычно бензин состоит из насыщенных алифатических соеди-
соединений, меняющихся в пределах от С6Н12 до CJ2H26; в среднем состав соответствует С8Н18 (октан). Коэффициент объемного
расширения нефтепродуктов Э«955 • 10"в Цград при температуре 4 00 °К.
зз:
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.33
Теплофизические свойства смеси селитр (высокотемпературный
теплоноситель) состава: 40% NaNO2, 53% KNO3, 7% NaNO3;
Гкип«850гК; ГПЛ-=415,4°К [351]
г, °к
423
433
443
453
463
473
483
493
503
513
523
533
543
553
563
573
583
593
еоз
613
623
633
643
653
663
673
683
у, кг/м3
1973
1967
1959
1951
1943
1934
1Р25
1919
1911
1903
1895
1887
1879
1871
1864
1855
1849
1841
1834
1826
1819
1812
1804
1797
1790
1783
1773
X, 10~2
вт/(м-град)
44,1
44,0
43,8
43,7
43,6
43,5
43,4
43,3
43,0
42,8
42,6
41,9
41,3
40,7
40,0
39,3
38,7
38,1
37,4
36,9
36,2
35,6
34,9
34,3
33,6
33,0
32,3
.;, ю-4
и-сек/м'2
177,88
146,76
123,00
104,84
90,41
78,93
69,60
61,94
55,63
50,26
45,75
41,92
38,58
35,63
33,18
30,:-2
29,06
27,19
25,72
24,35
23,17
21,89
20,91
20,03
19,14
18,37
17,64
/, кдж/кг
338,29
352,11
365,35
380,58
324,82
409,05
423,28
437,52
451,76
465,99
480,23
494,45
508,70
522,Г3
537,17
551,40
565,64
579,87
594,11
608,34
622,58
636,81
651,05
665,28
679,52
693,75
707,9")
Рг
57,4
47,5
39,9
34,1
29,5
25,8
22,8
20,4
18,4
13,7
15,3
14,2
13,3
12,4
11,8
11,2
10,7
10,1
9,75
9,39
9,11
8,74
8,52
8,30
8,10
7,91
7,76
Аммиак, сера, сернистый газ и нефтепродукты
337
т, °к
693
703
713
723
733
743
753
7оЗ
773
783
7b*3
803
813
823
у, кг/м3
1769
1762
1754
я 1748
1741
1734
1728
1721
1715
1708
1701
1695
1688
1681
>., ю-2
em/(м-град)
31,7
31,1
30,5
29,8
29,2^
28,5
27,9
27,2
25,6
25,9
25,4
24,8
24,1
23,5
Продолжение т а б
ч, ю-4
н сек/м2
16,98
16,37
15,81
15,28
14,79
14,34
13,92
13,52
13,14
12,79
12,48
12,16
11,88
11,59
/, кдж/кг
722,22
736,45
750,6Э
764,93
779,16
793,40
807,63
821,87
836,10
850,34
864,57
878,81
892,63
906,85
л. 9.36
Рг
7,60
7,50
7,37
7,29
7,20
7,16
7,09
7,06
7,02
7,01
7,00
7,00
7,00
7,00
Таблица 9.37
Температура воспламенения и пределы взрываемости некоторых
газов в смеси с воздухом или кислородом [34]
Газ
Водород
Окись углерода
Метан
Ацетилен ....
Этилен
Этан
Пропилен ....
Пропан
Бутилен
Бутан
Пентан
Сероводород . . .
Аммиак ...
Температура воспламене-
воспламенения, °к
с воздухом
623—863
883-931
923—1023
608-713
813—823
793—903
728
783—853
728
748—823
748—823
619—652
1053
с кислородом
1
723—863
853-931
833—973
623—713
758—793
793—°03
693
763—843
673
733—823
813—823
493-588
973—1133
Пределы взрываемости
газа, % по объему
с воздухом
4,1—75
12,5—75
5—15,4
1,95—82
2,5—34
2,5—15
2,1—9,5
2,1-9,5
1,7-9,0
1,5—8,5
1,1—8,0
4,5—45,5
14—33
с кисло-
кислородом
4,5—95
13—95
5-60
2,8-93
3-62-
4—50
13—80
338
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
6. ГИДРИДЫ ЛИТИЯ, ЦИРКОНИЯ, ИТТРИЯ И НИОБИЯ
Гидрид лития, LiH, M = 7,947 [362—368].
При давлении 760 мм рт. ст. содержание водорода
12,68%;
Y = 760-^820 кг/м3;
Гпл = 890-7-953° К;
ДЯ°298 = —89,35±1,67 кдж/моль;
5обр = —68,66 кдж/ (моль • град).
LiH — солеобразующий гидрид, реагирует с влажным
воздухом, бурно взаимодействует с водой, интенсивное
выделение водорода наблюдается при температуре свы-
свыше 770° К. Сохраняется длительное время в сосудах с
герметичными крышками. Соединение дейтерия с литием
LiD по теплофизическим свойствам практически не от-
отличается от LiH.
Таблица 9.38
Число атомов водорода в 1 см3 некоторых гидридов
при 300 °К [369]
Гидрид
LiH
ZrH2
YH2
UH3
Число атомов
водорода, 1 О22
5,9
7,2
5,6
8,2
Гидрид
TiH2
н2о
Н2 (жидк.)
СН4 (жидк.)
Число атомов
водорода, 1022
9,5
6,7
4,2
6,3
При комнатной температуре образец, приготовленный
прессованием порошка, или литой стержень отличается
малым весом и высокой прочностью. Цвет темно-серый.
Таблица 9.39
Сравнение свойств плавленых гидрида лития и галогенидов щелочных
металлов при 300 °К [169, 363, 367]
щество
со
LiH
LiD
LiF
NaCl
800
880
2600
2160
V
кдж/(кг -град)
4,38
4,75
4,01
—
em/(м-
ю,
ю,
9,
5,
град)
0
0
2
9
«*~
36
36
34
40
о
Ч
К?
893
893
1115
1074
авление
за при
тавле-
с12й
600
600
0,
0,
к •
X Q.
Об
10
00
с
<
0
1
0
0
^s
,33
,00
,01
,01
Гидриды лития, циркония, иттрия и ниобия
339
В процессе облучения в реакторе при интегральном
потоке нейтронов 2 • 1018 нейтронам2 и температуре
300° К гидрид лития теряет до 50% содержащегося в нем
водорода, изделие становится настолько хрупким, что
легко крошится; теплопроводность снижается почти в
два раза.
Таблица 9.40
Термическая диссоциация LiH [364—366]
т *ск
296,65
773,15
Рдис. Ю 2 бар
0,0023
0,0093
т , °к
953,15
1123,15
Рдпс- 1°~2б"Р
3,59
10113,00
Таблица 9.41
Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения для
гидрида лития, полученного методом порошковой металлургии
[363—365]
т, °к
300
400
500
600
X, впг/(м-град)
8,0
7,0
5,8
4,9
а, 10~6
1 /град
40
46
51
57
г, °к
700
800
900
X, em/{м-град)
4,3
3,8
3,4
а, 10~6
1 /град
63
70
11
Таблица 9.42
Давление насыщения гидрида лития в зависимости от температуры
[370]
г, °к
293
298
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
р, бар
3,987-Ю-33
1,869-Ю-32
1,902-10-22
1,315-10—"
0,988-Ю-12
5,596-Ю-ю
6,285-Ю-8
2,40010-6
3,793-Ю-5
3,096-Ю-4
1,731-Ю-3
7,25810—3
г, °к
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
Р, бар
2,43110-2
6,81710-2
0,1654
0,3574
0,7007
1,237
2,142
3,416
5,181
7,531
10,552
14,298
340
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.43
Теплоемкость гидрида лития в зависимости от температура
[362—368, 370]
т, к
Р'
кдж! (моль-град)
293
298
400
50Э
633
34.50
34,68
,':8,40
42,06
45,71
г. К
кдж,'{моль-град)
703
833
933
10K
1133-3333
49,37
53,02
5 3, г 8
58/.2
Гидриды циркония [363, 366, 369, 371].
Цирконий с водородом дает следующие химические
соединения: ZrH, ZrH2, Zr2H, Zr4H (для циркония Л-—
= 91,22, для водорода А = 1,00797) [169, 363—368, 372].
Для ZrH2 Г11Л = 923°К.
Т а б л и ц а 9.44
Плотность гидридов цчркония и концентрация в них водорода при
760 мм pm. ст. и 293 °К [32, 366]
Гидрид
ZrH
ZrH2
Zr2H
Zr4H
V, кг/м3 !
Число атомов
водорода в
1 си3, 102-
5 520
574)
5930
3,09
7,38
0,99
Молекуляриьы
вес
Содержание •
водорода, %
92,2^8
93,23)
183,448
335,888
1,9 :0
2,130
0,549
0.275
Ыа практике используется гидрид циркония с содер-
содержанием водорода от ZrHi,5 до ZrHi)9 при температурах
800—1000° К. Порошок гидрида циркония воспламеняет-
воспламеняется на воздухе при температуре около 700° К. При 820° К
наблюдается эвтектоидное превращение.
Гидрид циркония внешне напоминает графит, лишь
более тяжелый, и обладает меньшей степенью черноты.
Цвет темно-серый. При температуре выше 800° К и кон-
концентрации водорода более 1,8 вес. % (~ZrHiN) наблю-
наблюдается быстрое выделение водорода и разрушение гид-
гидрида, Теплота образования ZrH2 163 кдж/моль.
Гидриды лития, циркония, иттрия и ниобия
341
Таблица 9.45
Термическая диссоциация ZrH2 [366]
.с* К
923
9:5
998
1027
"дис ' 10
бар
25,7
40,0
53,3
65,7
гд..с. К
1052
1076
1090
"дис. 10 2
бар
80,0
93,3
101,3
Таблица 9.46
Давление водорода над гидридом циркония в зависимости от атомного
отношения водорода к металлу (концентрации водорода)
и температуры [32]
Атомное
отношение
Н/Ме
1,00
1,05
1,10
1.15
1,2)
1,25
1,30
1,35
1,40
1,45
1,50
1,55
1,60
1,65
1,70
1,75
,80
1,85
1,Р0
1,95
2,00
825
10
10
10
10
10
10
10
10
10
11
12
13
15
2Э
35
140
40Э
зооэ
3000
3000
300)
р, мм рп
875
13
13
13
13
13
13
13
13
16
19
¦ 23
27
33
49
66
123
933
3300
3000
3303
3 H0
. сп., при
9 75
20
20
2)
25
33
35
40
45
50
55
60
70
90
160
323
640
3000
3000
3000
3330
33J0
температуре, "!
1075
100
100
103
103
по
125
140
165
190
225
260
400
930
3003
3000
3030
—
1 125
333
303
333
333
303
303
300
303
403
430
550
800
2100
3330
3330
—
—
342
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.47
Теплопроводность гидридов циркония, полученных методом
порошковой металлургии, в исходном состоянии в зависимости от
температуры и концентрации водорода, вт/(мград) [32, 371, 372]
Т, СК
60% На или
H/Zr=l,5
300
20,0
500
17,5
700
15,5
900
'13,0
пооз
10,5
Примечание. В результате удаления основной массы водорода из гид-
гидрида полученный цирконий (слегка гидрированный) имеет при 300 СС
Х<10 em){м-град).
Таблица 9.48
Теплопроводность гидрида ZrHi>85 полученного методом
гидрирования иодидного циркония [366, 371]
Г, СК
300
500
700
X, em/(м-град)
35,8
35,5
34,8
г, СК
900
1000
1100
X, em/(м-град)
29,0
21,0
9,3
Таблица 9.49
Теплоемкость гидридов циркония в зависимости от концентрации
водорода и температуры [373]
т, °к
300
400
500
600
700
800
900
с кджЦкг-град)
ZrHl,07
0,39
0,43
0,47
0,52
0,58
0,78
1,50
ZrH0,32
0,31
0,33
0,36
0,40
0,43
0,51
0,60
н2
14,2
14,4
14,5
14,5
14,5
14,7
Zr
0,290
0,313
0,332
0,349
0,360
0,365
Гидриды лития, циркония, иттрия и ниобия
343
Таблица 9.50
Коэффициент диффузии водорода в гидриде
циркония при различных температурах
[169, 363—365]
* » ^
773
873
973
973
973
1023
Содержание во-
водорода , ат. %
65,8
63,3
59,8
60,0
60,0
60,0
Коэффициент диффу-
диффузии, 1 0~~6 см2/сек
0,15
1,2
7,2
7,2
7,6
29
Таблица 9.51
Удельное электрическое сопротивление и коэффициент Холла
гидридов циркония [169, 365, 366]
Гидрид
ZrH1>54
ZrHi>88
300
69
66
54
°K
,1
,6
,7
P.
77
49
47
33
ю~
°K
,2
,3
,2
° ОМ-
4,2
44
43
28
ж
°K
5
8
9
1,1
44
43
28
°K
,5
,8
,9
Коэффициент Холл г
см3/к
300 °К
—34,8
+42,0
+39,0
77 °К
—37,3
+39,8
+50,4
1, 10~~5
4,2 °К
—29,9
+39,8
+48,7
Таблица 9.52
Фазовые границы в гидридной системе сплава Zr—25 вес. % U [169]
Граница
фазы
1
2
3
4
983
Поглоще-
Поглощение во-
водорода,
см3/г
39,6
62,7
86,1
128,1
°К
Давление,
мм рт
5
5
12
13
. ст.
5
9
4
0
1021
Поглоще-
Поглощение
во-
дорода,
см3
36
57
87
129
/г
,7
,4
,2
,2
°К
Давление,
мм рт
10
12
33
35
. ст.
6
0
7
,0
104<
Поглоще-
Поглощение
во-
дорода,
см9
35
50
88
129
/г
,2
,8
,3
,8
Давление
мм рт
18
18
67
67
. cm
4
4
0
5
344
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Гидрид иттрия, YH2, М-90,921 [363—368, 371, 372,
374].
Внешне в изломе отличается крупнокристаллической
структурой и темно-синим цветом кристаллов. Обладает
высокой прочностью. При температуре более 900° К во-
водород отщепляется от металла, наблюдается разложе-
разложение гидрида.
Таблица 9.53
Термодинамическая характеристика гидридов и дейтридов
иттрия при 298 °К [109]
Соединс-
¦
ние
YH2
YD2
ср, ю-3
кдж/(моль-град)
34,512 + 0,067
45,104 ±0,092
(н°2с
Зависимость плотности гидрида иттрия от
Содержа -
ние водо-
водорода,
вес. %
1,С8
1,26
1,44
[169, 365]
Число ядер
водорода
в 1 см3 гид-
гидрида, 1022
2,80
3,28
3,72
Плот-
Плотность,
кг/м3
4360
4347
4335
Содержание
водорода,
вес. %
1,59
1,82
2,19
- н°) ю-
кдж/моль
5872,8 + 12
6946,3±14
Таблиц
содержания
Число ядер
водорода
в 1 сн3 i ид-
рида, 102-
4,12
4,69
5,61
-3
а 9.54
водорода
Плот-
Плотность,
кг м3
4330
4311
4290
Таблица 9.55
Зависимость давления от температуры для гидрида иттрия при
постоянном объеме и различном числе ядер водорода в 1 см3
[169, 374]
т, °к
855
1313
1367
1413
1479
1533
1589
н ' '10'2
0,195
1,030
3,434
7,259
14,813
—
—
0
2
6
Давление,
,343
,060
,180
—
N
бар
u=4,8-1022
ri
0
0,687
2,354
4,611
6,671
Л,Н-3.7.,С
0,098
0,785
Гидриды лития, циркония, иттрия и ниобия
345
Таблица 9.56
Зависимость теплоемкости гидрида иттрия от температуры и числа
ядер водорода в 1 см3 [169, 374]
т, °к
255
283
343
398
433 '
478
513
553
613
с кдж/(кг-град)
7VH = 5,4- 1 О22
0,3768
0,3852
0,4187
0,4605
0,5024
0,5443
0,5862
0,6280
0,6699
ЛГ =4,8-1022
п
0,3349
0,3433
0,3684
0,4061
0,4354
0,4689
0,5233
0,5862
0,6490
т, 'К
668
748
838
888
928
973
Ю13
1053
1088
с кдж/(кг-град)
ЛГ =5,4-1022
ri
0,7118
0,7535
0,7955
0,8374
0,8792
0,9211
0,9530
0,9944
1,0470
ЛГ =4,8-1022
Н
0,7327
0,8478
0,9420
—
—
—
—
—
—
Таблица 9.57
Зависимость теплопроводности гидридов иттрия от содержания
водорода при 700°К [374]
Соединение
Y
YHi,,
YH1>6
X, em/(м-град)
12,04-0,3
18,2 + 0,4
19,2-1-0,4
Соединение
YH.,,0
YHa,,
X, em/(м-град)
33,0-1-0,7
21,;j-j:0,6
Таблица 9.58
Теплопроводность образца гидрида иттрия, содержащего 1,95 вес. %
водорода, в интервале температур 366—1173°К [375]
т, °к
К вш/(м-град)
360
29,9
477
24,6
588
20,8
700
17,6
81 1
15,2
922
13,8
1033
13,2
1144
12,6
346
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.59
Теплопроводность гидрида иттрия, полученного методом порошковой
металлургии, при различных температурах [169, 374]
т, °к
366
477
588
6S9
X, em}{м-град)
ЛГн=5,0Ы022
28,84
24,54
20,82
17,68
ЛГН=4,22-Ю22
59,36
48,86
40,72
33,61
г, °К
810
921
1033
1144
X, виг/(м-град)
Af =5,0Ы022
Н
15,24
13,84
13,14
12,68
ЛГн = 4,22-1022
26,52
21,17
19,31
18,03
Таблица 9.60
Удельное электрическое сопротивление гидрида иттрия в зависимости
от содержания в нем водорода [169, 374]
Содержание
водорода,
вес. %
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
р, 10
ом-м
75
65
54
50
45
43
40
Содержание
водорода,
вес. %
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
р» 1 о
ом-м
37
35
33
31
30
28
27
Содержание
водорода,
вес. %
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
. 1Л — 8
р, 1 U
ОМ -М
23
25
24
22
22
21
20
Таблица 9.61
Коэффициент линейного расширения гидрида иттрия в зависимости
от температуры [169, 374]
т, к
300
400
500
600
700
800
Л///2оо
0,02
0,09
0,19
0,30
0,45
0,60
а, К)-6
\/град
7,0
8,1
9,2
10,3
11,4
12,4
т, °к
900
1000
1100
1200
1300
Л///,оо
0,77
0,95
1,19
1,43
1,70
а, 10~~6
1 /град
13,1
14,0
14,9
15,8
16,7
Примечание. /2оо — длина образца при 200 °К; А/ — увеличение длины
образца при нагреве его от 200 до Г°К.
Гидриды лития, циркония, иттрия и ниобия
347
Таблица 9.62
Линейное расширение на длине 25 мм для гидрида иттрия
с различным числом атомов водорода в 1 см3 [169]
г, °к
300
338
373
423
483
535
588
648
698
755
Линейное расширение,
ю-
Н~ '
0
0,4
0,8
1,3
1,85
2,5
3,5
4,5
5,6
6,7
мм
N„—4,8-1022
Н
0
0,4
0,8
1,3
1,85
2,5
3,5
4,3
5,1
6,1
т, °к
810
865
923
973
1033
1088
1140
1198
1248
1313
Линейное расширение,
10~3 мч
Л/ =5,4.1022
м
8,0
9,1
10,3
11,7
12,8
14,2
15,6
16,4
19,5
20,3
ЛГ_ =4,8-1022
7,2
8,2
9,3
10,4
И,7
13,0
14,3
15,8
17,3
18,9
Например, при нагреве от 300 до 698 °К длина образца, содержащего
N„=5,4-1 О22 ядер водорода в 1 см3, возросла от 25 до B54-0,0056) мм.
Н
Таблица 9.63
Результаты испытаний гидрида иттрия на разрыв [169]
т, °к
Нагрузка,
кГ/мм2
Время До
разрушения,
Удлине-
Удлинение, %
Минимальная
скорость
ползучести,
%/
Парциальное
Давление,
мм pm. ст.
1255
1366
1255
1366
1356
2,67
1,73
3,94
1,97
2,67
4,
136
114
6
NH =
6
9
iVH =
,1
,9
,1
4
5
,8.10м
16,0
2,0
4-Ю22
5,5
28,0
11,0
0,139
0,028
0,20
2,2
414 Н2 и
346 Не
724 Н2 и
36 Не
517 Н2 и
243 Не
1035 На
1035 Н2
348
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Гидриды ниобия, NbH и NbH2 [363—366].
При давлении 760 мм рпг. ст. 7 = 6000-^-6600 кг/мг.
Число атомов водорода в 1 смг гидрида C,87-^4,26) х
X 1022.
Таблица 9.64
Плотность гидридов ниобия
Гидрид
NbH
NbH2
Молекул яр -
11Ы11 ВСС
93,914
94,922
i
Содержание I Плотность,
водорода, % 10{ кг/м*
1,073
2,113
6,6
6,0
Гидрид ниобия NbH2 устойчив к кислотам, не гигро-
гигроскопичен, стоек до 353° К, при дальнейшем повышении
температуры легко сгорает на воздухе. Полное разложе-
разложение в условиях атмосферного давления при Г>1200°К.
Теплоемкость при 293° К Ср = 0,02 кдж/(моль-град).
Сверхпроводимость наступает при Г<15°К.
Таблица 9.С5
Растворимость водорода в ниобии при различных
давлениях и температуре 673°К [366]
Давление, бар
1
5
10
20
30
50
Растворимость,
г-атом Н j
г-атом Nb
0,126
0,534
0,558
0,593
0,595
0,620
бар
100
300
500
800
1000
Растворимость,
г-атом Н
г-атом Nb
0,643
0,690
0,715
0,728
0,732
Гидриды лития, циркония, иттрия и ниобия
349
Таблиц а 9.66
Температуры, которым соответствует парциальное
давление водорода над гицрлдом в зависимости
ог атомного отношения водорода к ниобию [169]
Атомное
oiношение
H/Nb
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0, .35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
O,9J
Т, 'К
0, 1
523
473
453
448
443
443
443
443
443
443
443
433
423
4C
383
—
—
ч, соответствующая парциальному ,
1,0
593
553
543
533
523
513
503
4Г8
493
493
488
483
463
443
423
мм риг. с п.
1 0
643
623
593
588
583
578
575
573
573
570
553
538
5','3
473
413
_
100
773
738
713
698
683
678
673
663
653
643
628
6СЗ
573
523
483
423
давлению,
1000
1173
973
903
863
843
823
803
793
788
773
763
743
713
633
623
55 3
373
Таблица 9.67
Давление водорода над гидридом ниобия в зависимости
от температуры и атомного отношения водорода к ниобию [32]
Атомное
отношение
H/Nb
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,04
0,05
1 173
70
130
210
400
600
680
1000
р , мм рп
2
1073
40
80
150
180
350
400
600
973
18
40
60
80
100
180
ЗЗЭ
1. СП,
873
7
15
25
33
40
70
100
при температура, °"
7 73
2
4
7
8
15
22
30
G73
0,5
0,8
1,5
2
3
5
7
<
573
0,1
0,17
0,25
0,30
0,6
0,8
473
_
—
—
—
—
—
—
350
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Атомное
отношение
H/Nb
0,06
0,10
0,15
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
1,00
1 173
_
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Рн , мм рт
1073
820
—
—
—
—
—
—
—
—
973
400
1000
—
—
—
—
—
Продолжение табл.
. ст., т
873
150
350
600
—
—
—
—
—
три температуре, °К
773
50
100
150
250
400
700
1000
—
—
—
673
10
20
30
45
60
90
150
250
500
1000
—
573
1,2
2,2
3
4,2
5
7
8
18
40
60
—
9.67
473
—
—
—
—
4
40
7. ГИДРИДЫ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
Гидрид рубидия, RbH, M = 86,478 [32].
При давлении 760 мм рт. ст. y = 2590 кг\мъ. Содержа-
Содержание водорода 1,166 масс. %. Число атомов водорода в
1 см3 гидрида 1,82-1022. Разлагается при Г>550°К, если
р<760 мм рт. ст. @,981 бар). Цвет белый. Теплота
образования АЯ°298 = —50,24 кдж/моль. Энтропия обра-
образования 5Обр= — 66,15 кдж/(моль • град).
Зависимость давления диссоциации от температуры
(°К) выражается формулой
1вР
9,2.
Рдис,
Термическая
т, ск
10-2 бар
Таблица
диссоциация гидрида рубидия
273
0,2
593
45
643
53
9.68
723
70
Гидрид цезия, CsH, M= 133,913 [40, 362].
При давлении 760 мм рт. ст. у^ЗА20 кг/м3. Содержание
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов
водорода 0,753 масс.%. Число атомов водорода в 1 см3
гидрида 1,54 • 1022. Разлагается при Г>300°К, если р>
>760 мм рт. ст. @,981 бар). Цвет белый. Теплота
образования Д#°298=-—88,3 кдж/моль. Энтропия обра-
образования 5Обр = —66,15 кдж/(моль-град) {366]. Зависи-
Зависимость давления диссоциации от температуры (°К) вы-
выражается формулой
Рдис.
Термическая
г, °к
10~2 бар
диссоциация
483
0,26
Та
гидрида
593
4,79
блиц
цезия
а 9.69
[366]
713
105
Гидрид натрия, NaH, M = 23,998 [32, 366].
При давлении 760 мм рт. ст. у= 1360-^-1400 кг/мъ. Со-
Содержание водорода 4,48 масс. %. Число атомов водоро-
водорода в 1 см3 гидрида 3,4-1022. Гпл~ 698° К. Разлагается
при Г>700°К, если р<760 мм рт. ст. Цвет серовато-
белый. Теплота образования АЯ°298 = —57,77 кдж/моль.
Энтропия образования 5Обр = —61,96 кдж/(моль-град).
Зависимость давления диссоциации от температуры
(°К) выражается формулой
lgp=-^ + 2,51^+3,956.
При Г = 573°К Д
«1,01 бар.
10,6- Ю-2 бар, при Г^725°К
Таблица 9.70
Зависимость давления водорода
для NaH от температуры [32]
г, °к
р, мм рт'. ст.
600
10
650
100
700
1000
352
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Гидрид калия, КН, Af = 40,110 [32, 366].
При давлении 760 мм рт. ст. y= 1430-f-1470 кг/мд.
Содержание водорода 2,513 масс.%.
Число атомов водорода в 1 смг гидрида 2,16-1022.
Разлагается при Г>700°К. Цвет белый. Теплота обра-
образования Д#°298 = —56,94 кдж/моль. Энтропия образова-
образования 5Обр = —65,3 кдж/(моль-град). Зависимость давле-
давления диссоциации от температуры (°К) выражается фор-
формулой
Таблица 9.71
Зависимость давления водорода для КН
от температуры [32]
г, ск
р, мм рт. с/п.
620
10
670
100
720
1000
Таблица 9.72
Термическая диссоциация гидрида калия
[366]
7\ К
Рдпс, Ю-2 бар
573
10
623
72
683
75
Гидриды щелочноземельных металлов [32].
Элементы второй группы периодической системы об-
образуют относительно устойчивые гидриды в виде белых
или серовато-белых кристаллов. Так же, как и гидриды
щелочных металлов, они являются гидридами ионной
формы, и поэтому их часто называют солеподобными
гидридами.
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов
353
Таблица 9.73
Некоторые физические свойства гидридов щелочно-
щелочноземельных металлов [32]
Гидрид
ВеН2
MgH2
СаН2
SrH2
ВаНа
0,
1,
1,
3,
4,
кг/м*
86
12
90
27
21
Число атомов
водорода
в 1 с ч'л
гидрида, Ю22
5,8
5,1
4,9
4,43
3,66
Температура
разложения,
°К
Выше 400
» 500
» 1200
» 900
(плавление)
Выше 1000
Таблица 9.74
Давление и температура для равновесного состояния
гидрида магния [362, 371]
т, °к
603
650
700
р, мм рпг, ст.
3,67
10,82
30,62
г, °к
750
800
849
р, мм рпг. ст.
71,45
146,72
280,79
Таблица 9.75
Концентрация водорода в магнии, насыщенном водородом [371]
Т, °К
713
743
778
Молярная
концентрация
Н
0,020
0,031
0,026
Mg
0,980
0,969
0,974
т, °К
783
833
Молярная
концентрация
Н
0,030
0,093
Mg
0,970
0,907
12 В С. Чиркни
354
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Таблица 9.76
Давление разложения дейтерида магния в зависимости
от температуры [371]
т, °к
550
580
р.
1
3
бар
,62
,27
т, °к
615
650
р,
7
15
бар
,35
,48
1
i
т, °к
700
760
р,
41
112
бар
,17
,34
Т, °К
800
825
р,
202
271
бар
,48
,64
8. ДЕЙТЕРИД УРЛНЛ И ГИДРИДЫ
ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Таблица 9.77
Термодинамические, свойства дейтерида fi-урана (UD3) в зависимости
от температуры [376]
Ту К
5
15
25
35
45
60
80
100
120
140
167,6
170
200
220
240
260
280
300
330
350
Допуск
•град)
0,26
1,21
- 4,53
9,19
13,45
18,46
23,35
27,65
32,48
38,39
49,07
47,60
45,80
49,70 .
53,76
57,78
61,67
65,36
70,55
73,81
±0,02
град)
! {моль'
л
со *
0,26
0,85
2,14
4,40
7,24
11,83
17,84
23,51
28,97
34,40
42,21
42,89
50,08
54,63
59,13
63,58
68,01
80,77
78,87
83,12
±0,03
0,67
6,82
33,45
101,8
215,7
456,7
876,6
1387,1
1Р87.0
2 693,7
3895,2
4011,7
5 338,6
6 293,2
7 327,3
8 442,7
9 637,6
10 908-
12 948
14 391
о о
1
о
1
0,130
0,398
0,804
1,491
2,445
4,216
6,879
9,642
12,41
15,16
18,97
19,30
23,39
26,03
28,60
31,11
33,59
36,03
39,63
42,02
±0
,02
Дейтерид урана и гидриды тяжелых металлов 355
Таблица 9.78
Некоторые физические свойства борогидридов [32]
Состав
А1 (ВН4K
Ве(ВН4K
Bi0Hi4
LiBH4
NaBH4
Th (BH4L
Zr(BH4L
n
544
670
950
68!
1074
2590
1185
3 ВОДО-
5 гидри-
TOMOl
1 CM''
о Я2
У (^ ,
IT1 О. Ё{
5,55
5,12
6,58
7,34
6,94
8,62
7,64
гпл- °К
208,7 (кипит
при 317,7)
374—400
370 (кипит
при 486)
550 (разла-
(разлагается)
Разлагается
при Г>630
Разлагается
при Г>300
Разлагается
при Г>273
СХ •
О ^
Давлен*
300 К,
120
0,5
1,0
1,0
0,01
100
150
Другие свойства
Легко взаимодейст-
взаимодействует с воздухом
и водой
Бурно сгорает на
йи^Д у At
Сгорает на воздухе
при Т>350°К
То же
Устойчив на возду-
воздухе и в холодной
воде
Медленно разлага-
разлагается на воздухе
Медленно взаимо-
взаимодействует с воз-
воздухом
Таблица 9.79
Некоторые физические свойства гидридов тяжелых металлов [369]
Состав
СеН3
5500
6220-
6760
в водо-
3 гидри-
§*
° й~
7,0
7,12—
22,4
ГП.Г ^К
>1300
Разлагается
при Т>300
сх .
О) ^
CQ О
Ч[сО
ю-5
500
Другие свойства
Темно-синий,
на воздухе
гается до
Устойчив
и не разла-
1200°К
12*
355 Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Состав
СиН
LaH3
NiH3
Та,Н
ThH2>4
TiHi|2
UH3
VH3
у, кг/
6380
5230
7040
14720
8250—
9000
3700—
3900
10900
5300
в водоро-
идрида,
Ь
о *"*
6,0
6,73
14
2,47
4,77—
8,48
4,7—
9,5
8,27
16,2
Про дс
Разлагается
при 7>300
Разлагается
при Т>1300
Разлагается
при Г>300
Разлагается
при Г>900
—
—
R.CO
600
ю-4
500
0,3
—
—
—
>лжение табл. 9.79
Другие свойства
Красновато-коричневый
—
—
Устойчив на воздухе при
300°К, цвет темно-се-
темно-серый—черный
Легко воспламеняется на
воздухе при Г>500°К,
пирофорси. Цвет чер-
ныи
Воспламеняется на возду-
воздухе при 7>700°К
Неустойчив на воздухе,
при Г>300сК разлага-
разлагается
—.
9. НЕКОТОРЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ТАБЛИЦЫ ПО СВОЙСТВАМ
ГИДРИДОВ
Таблица 9.80
Состав, цвет и ллотност ь некоторых гидридов [32, 366]
Гидрид
Cd.H2
HgH2
RaH2
ScH2
Ga2H6
In2H6
InH3
Молекуляр -
ный вес*
114,416
202,606
228,016
46,976
145,488
236,288
117,844
Содержание
водорода,
масс. %
1,76
0,99
0,88
4,29
4,16
2,56
2,55
Цвет
Белый
»
»
Черный
Бесцветный
Коричневый
»
Плотность
кг/м3
—
8800
—
—
—
—
Вспомогательные таблицы по свойствам гидридов
357
Гидрид
LaH3
LaH2
La3H8
СеН3
Се3Н8
СеН2 (*)
CeH2(S)
СеН0,7(г,)
NdH2'
NdH24
SmH2'
SmH3
EuHi 95
GdH2
SiH4
Si2H6
Si3H8
GeH4
Ge2H6
Ge3H8
SnH4
HfH2
ThH3
ThH15
ThH2
SbH3
Ta2H
SeH2
PuH2
PuH3
Молекуляр-
Молекулярный we*
141,934
141,926
424,794
143,144
428,424
142,136
142,135
140,825
146,256
146,659
152,36
153,374
153,926
159,266
32,118
62,220
92,322
76,622
151,228
225,834
122,722
180,506
235,062
943,272
234,054
124,774
362,904
80,976
244,016
245,024
Пр
Содержание
подорода,
масс »;,
2,11
1,44
1,84
2,09
(
,89
,42
,42
),50
,38
,65
,32
,96
,21
,26
12,56
9,72
8,73
5,26
4,00
3,57
3,28
1,10-1,17**
1,27
1,60
0,86
2,40
0,28
2,49
0,82
1
,22
одолжение табл. 9.80
Цьет
Черный
»
»
»
Красно-коричневый
»
»
»
Черный
»
»
»
Темно-серый
—
Бесцветный
»
»
»
»
»
»
Серый
Черный
Серый
»
Бесцветный
Серо-черный
Бесцветный
—
—
Плотность,
кг/мя
5250
5140
—
5230
—
5400
5400
—
4940
6080
5650
6520
876 3
7080
680
688
725
1523
1980
2200
—
11 390—
11 370
—
8 250
9 200
2 204
14 720
2120
—
* Молекулярные веса даны в соответствии с рекомендациями XX Между-
Международного конгресса по теоретической и прикладной химии, 19G5 г.
* * В пределах области гомогенности.
Таблица 9.81
Температура и теплота фазового перехода некоторых гидридов [366]
Гидрид
ВаН2
СеН2
Фазовый
переход
Температура
фазового
перехода, ГК
773,15—873,15
343,5
Тепло га фазового
перехода,
кдж/моль
—
358
Водородсодержащие теплоносители и замедлители
Гидрид
РН3
H2S
H2Se
НС1
НВг
HI
Фазовый переход
\~~*'\
\~*\
rj—*rJ
о—»*
'i ~>Г\
'Л -> с
i
/.
П р о д о л ж е н и е
Температура фазового
перехода, °К
30,45
88,05
109,45
126,15
82,25
172,53
79,05
89,15
113,35
116,75
252,85
126,55
табл. 9.81
Теплота фазового
перехода,
кдж/моль
0,079
0,485
1,515
0,481
1,575
1,117
1,038
0,265
0,329
0,355
0,078
0,080
Таблица 9.82
Температуры плавления, кипения и сублимации
некоторых гидридов [366]
Температура, К
Гидрид
AgH
SrH2
ВаН*
Ga2H6
СеН2
в2нв
SiH4
Si2He
Si3H8
Si4Hi0
GeH4
Ge2He
Ge3H8
SnH4
PbH4
SbH3
BiH3
H2Se
НоТё
PdH2 78
плавления
—
1488
251,6
1373
¦
88
140,5
15"ьб
179,5
108
164
167,4
123
—
184,5
295
20е)
222
1396
кипения
_
—
—
412
—
185,5
162,2
258,5
220,1
382,0
184,5
302
383,5
221
260
226
—
231
269
сублимации
773
1273
873-1273
—.
—
___
гз
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Вспомогательные таблицы по свойствам гидридов
359
Таблица
Термическая диссоциация гидридов [366]
9.83
Гидрид
СаН2
ZnH2
CdH2
ВаН2
HgH2
А1Н3
(Т1НзЬ-
(TIH)^
LaH2
CeH3
CeH2
РгНз
РгН2
YbH2L
GeH4
GeH4
Ge2H4
SnH4
PbH4
Температура, °К
полного
разложе-
разложения
—
298
351
—
398
373
403
673
300
473
1073—
1173
573
—
585
873
613
633
488
298
2Г8
диссоциа-
диссоциации
873
878
948
1387
10C8
1023
1053
1068
1273
—
—
623
773
823
873
—'
—
—
—
—
—
—
Давление
диссоциа-
диссоциации,
10~2 бар
0,013
3,74
8,83
19,45
35,95
54,66
87,12
113,85
98,12
г
0,00013
0,00040
0,0021
0,0032
—
—
—
—
21175
.
формула зависимости
давления диссоциации
от температуры
7782
Irt пГ 1 Q П7П
Jg p zrr-z -рО,и/и
10,758
igP ~ T
ТАМ
\gp - ,,,08- т
10416
1 d n "¦" 1 П ООП
9796
1 а п v Q Ч7П
15 р - j,-j,u
.
350
Водородсодержещие теплоносители и замедлители
Продолжение табл. 9.83
Гидрид
Температура, ' К
полного
разложе -
ння
диссоциа-
диссоциации
Давление
диссоциа-
диссоциации,
10~ вар
формула зависимости
давления диссоциации
от температуры
ThH4
1173
523
298
555
671
601
623
640
657
663
21,33
32,33
39,99
66,66
85,59
93,99
101,32
4220
580
630
717
298
43,30
17,86
134,65
46,66
т
1850
Т
4500
+9E4
ThH2
BiH3
H2S2
H2Se
PoH2
UH,
P11H2
PuH2|fl
PuH2>87
Примечание. Показатель степени х изменяется от нуля до
нескольких десятков.
lgp*
\gpx-
7,
4,
2
13-
T
17-
T
,7-
1С3
103
103
+ 9,28
+8,77
-1-29,9
ГЛАВА X
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ АКТИВНОЙ
ЗОНЫ РЕАКТОРА
1. ГРАФИТ [377—396]
Углерод может существовать в двух аллотропических
формах: в виде графита и алмаза, отличающихся друг
от друга структурой молекул и их расположением в кри-
кристаллической решетке.
Атомный вес углерода 12,01115; углерод имеет два
природных изотопа с массовыми числами 12 и 13.
Для графита характерна кристаллическая структура
с гексагональной решеткой. Кристаллы графита образу-
образуют слои в виде чешуек, связь между которыми недоста-
недостаточно прочна. Особенностями структуры кристалла гра-
графита определяются его технологические свойства. В
кристаллах алмаза атомы расположены симметрично и
имеют очень прочные связи, по четыре у каждого атома.
Превращение алмаза в графит происходит при нагреве
алмаза выше 1300° К. Графит в алмаз перевести очень
трудно.
Практический интерес представляет искусственный
графит. Его получают прессованием или выдавливанием
тестообразной массы из кокса и пека. Выдавливание
осуществляется при помощи прошивных прессов (в про-
прошивных изделиях кристаллы ориентированы вдоль оси
прессования, в прессованных — перпендикулярно к оси
прессования). Спрессованная масса проходит термооб-
термообработку при 2000—3500° К, при этом оси кристаллов
получают соответствующее преимущественное направле-
направление. Прессованные изделия характеризуются более хао-
хаотическим расположением кристаллов по сравнению с
прошивными.
3 2
Высокотемпературные материалы активной зоны
Теплофизические и механические свойства графита
в значительной степени зависят от величины, формы и
взаимного расположения кристаллов, а следовательно,
от технологии изготовления.
На воздухе при температурах 773—873° К начинается
окисление компактного графита; 7^ = 4500-^-5000° К при
давлениях более 100 бар. При атмосферном давлении
графит сублимирует при температуре около 4000° К.
Плотность графита зависит от его микропористости
и при 300° К достигает 2280 кг/м3. Плотность, замерен-
замеренная рентгенографическим методом, равна 2280±
±100 кг/м3. Естественные курейские и туруханские гра-
графиты имеют плотность до 2250 кг/м3. Плотность прессо-
прессованных графитовых изделий колеблется от 1500 до
1960 кг/м3 в зависимости от технологии изготовления.
Плотность графитов и изделий из них, выпускаемых
заводами, лежит в тех же пределах, за исключением
антифрикционных графитов, у которых плотность дости-
достигает 1900 кг/м3, и пирографитов, уплотненных специаль-
специальными углеродсодержащими пропитками. Графиты с по-
повышенной пористостью (пенографиты) в зависимости от
размера пор могут иметь малую плотность, примерно
300 кг/м3.
Таблица Ю. 1
Плотность почти идеального графита, определенная методом погру-
погружения в различные среды [397]
Материал
Плотность,
Ю8 кг 1м*
Искусственный графит
Окисленный графит
Порошок
Естественный цейлонский графит (99,5%)
Пиролитический углерод
я-Гексан
Гелий
Метанол
Гелий
Метанол
Гелий
2,091
2,093
2,224
2,220
2,253
2,251
2,070
До 2,200
Графит
363
Таблица 10.2
Плотность углерода, определенная методом погружения в керосин
(приблизительные значения) [397]
Материал
Материал
Активированный уголь
Сахарный уголь ....
Кокосовый уголь ....
Уголь из древесины
хвойных пород ....
Уголь из целлюлозы . .
Пековый кокс из древес -
ной смолы
Уголь из древесины твер-
твердых пород
Костяной уголь ....
Углерод, получаемый из
крови
1,46
1,50—
—1,58
1,51
1,60 |
1,60 I
1,70
1,87 !
1,94
2,01 I
Ацетиленовая сажа . . .
Битуминозный уголь . .
Антрацит
Каменноугольный ^аэ . .
Полубитуминозный уголь
Пековый кокс из камен-
каменноугольного дегтя . .
Лигнит
Печная сажа
Ретортный уголь ....
Нефтяной кокс
04
09
09
09
11
14
18
18
23
2,23
Таблица 10.3
Зависимость плотности графита от температуры [34]
г, ск
300
ЗГЗ
473
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
1373
1473
1573
1673
,500
1,492
.,480
,470
1,462
1,445
.,423
,410
1,398
1,378
1,362
1,340
,318
1,300
,280
Плотность,
1,700
1,695
1,677
1,660
1,645
1,630
1,612
l,600
1,585
1,565
1,545
1,520
1,492
1,465
1,432
103
кг/л/3
1,800
1,795
:
1,775
1,760
,745
,725
,712
,690
1,680
,660
1,635
,610
1,581
,550
,522
1,900
1,895
1,874
1,855
1,837
1,820
1,802
1,790
1,772
1,750
1,721
1,700
1,668
1,635
1,600
354
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.4
Изотопы углерода [29]
Изотоп
С10
С11
С12
С13
С14
О*
Содержание в естественном
элементе, %
—
98,892
1,108
—
—
Период
полураспада
19,1 сек
20,4 мин
Стабилен
»
5568 лет
2,4 сек
Таблица 10.5
Сравнение ядерных свойств графита и других замедлителей [377]
Замедлитель
Графит:
реакторный
чистый .
Бериллий ....
Окись бериллия
Тяжелая вода
(99,85% D2O)
Вода . . .
Л
12
12
9
25
20
18
с
1
2
1
3
1
1
,65
2
85
0
10
0
со
1
1
о
4,0
3,5
9,0
9,0
2,6
660
4,8
4,8
7
11,2
15
44
3,32
3,99
10,8
6,5
0,86
218
i
i
0,398
0,547
0,84
0,81
0,50
1,45
м
190
277
150
200
3300
61
L,
см
' 57
42
25
27
92
7
П р и м е ч а н и е. А — атомный или молекулярный вес; Y — плотность;
<jfl—сечение поглощения нейтронов; gs—сечение рассеяния нейтронов;
2а- макроскопическое сечение поглощения нейтронов; Ss — макроскопическое
сечение рассеяния нейтронов; М— коэффициент замедления; L —диффузия
Таблица 10.6
Некоторые свойства пропитанного и стекловидного углерода [385]
Свойства
Кажущаяся плотность,
103 кг/м3 . .
Пропитанный
углерод
Стекловидный
углерод
Термическое испытание до температуры
1573 °К
1,75—1,92
1573 °К
1,45—1,50
3273 °К
1,43—1,48
Графит
365
Продолжение табл. 10.6
Свойства
Пропитанный
углерод
Стекловидный
углерод
Термическое испытание до температуры
1573 °К I 1573 °К | 3273 К°
Пористость ^Г^'
%
Твердость
Прочность ка изгиб,
кГ/см2
Удельное электросспро-
электросспротивление, 10—6 ом-м
Содержание золы, °/о . .
Газопроницаемость,
см2/сек
Теплопр оводность,
вт/{м-град)
Коэффициет линейного
расширения, 10—6
1/град
8-15
45-55
(по Шору)
400—500
9—11
0,2
Ю-»—10-е
11,6—140
2,0—2,5
0,2-0,4
4—5
(по Моосу)
500—1000
35—50
0,1
Ю-11—Ю-12
3,49-4,65
1,8—2,2
30—35
0,С5**
Ю-»
15,12—17,45
* Фактическая плотность, определенная методом погружения в бензол.
** После высокотемпературной химической обработки содержание золы
достигает 0,05%; в ее состав входят (Ю %): 2,0Мп; 0,1 Mg; 0,1 2S1; 6,4АР,
HOFe; 1 ЗСа; 4,9Си; @,084-5) В; 2.5 9КЧ.
Таблица 10.7
Сравнение скоростей окисления графита в движущемся газе
(N2:Oa=81:13 по объему) при 1173±25°К [385]
Материал
Озычный грасЬит
Пирографит
Графит высокой плотности
Стекловидный углерод
Время реакции, мин
потере веса
70%
68
120
160
205
80%
95
138
185
225
90%
ПО
175
225
270
, при
100%
140
250
575
365
Примечание. В таблице приведены скорости окисления в потоке
5 л/мин) смеси газов. Размеры образцов 0,015X0,0 15x0,001 м.
366
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.8
Распределение в графите пор по размерам, олределенным ртутным
методом [385]
Материал
Обычный графит . .
Грa J» it высокой плот-
плотности
Пропитанный непро-
непроницаемый графит
Стекловидный угле-
углерод
2
О
Оби
пор.
С2
11
о
0,35
Распределение
7-103-
7-10»
А
27
3,5
—
—
1 - 1 03-
7-Ю3
А
4
1,5
2,5
—
пор, %
ю-2-
ю-3
А
3
6
2,5
0,35
2
ас о.
л о
I3
7
7
7
1
1 '?
V ?"
-104
-104
• 103
-103
Таблица 10.9
Теплопроводность графитов с различной плотностью
при температуре 293°К и направлении теплового потока
вдоль главной оси кристаллов [34,377,382]
1
1
1
1
,40
,45
,50
,55
X. вт1(м-град)
75—79
91-94
102—106
119—122
i
i
7.
10
1,
1,
1,
1,
3 кг/м*
60
65
70
75
X, ып/Сч-град)
130—135
146
1?8
234
Таблица ЮЛ0
Тепло лроводность графитов с плотностью 1650—1720 кг/м3
в зависимости от температуры [34,382—385]
т, ск
293
473
873
1173
1473
1773
2073
в/п/(м-град)
151—205
116—137
79—101
53—84
50—71
42—63
—
em/ (м- град)
99—130
71 — 102
47—75
37—58
30—50
26-42
13—37
-1,5
-1,5
-1,5
-1,5
-1,5
-1,5
—
Графит
357
Теплопроводность реакторного графита
т, °к
100
200
зэо
400
500
600
700
800
900
зависимости от температуры
X, em/{м-град)
параллельно
прессованию
210
190
170
150
120
110
100
80
70
перпендику-
перпендикулярно прес-
прессованию
160
145
130
115
100
88
75
65 -
57
7\ К
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
Т а б л и
плотностью 170С
[32,381—384]
X, вт/(м
параллельно
прессованию
67
61
58
55
54
53
52
51
ц а 10.11
) кг/м3 в
•град)
перпендику-
перпендикулярно прес-
прессованию
54
51
49
47
45
43
41
40
Таблица 10.12
Теплопроводность измельченного графита в зависимости
от размера частиц (количество отверстий в сите на
1 см2) при температуре 293°К [12]
Размер частиц,
3
6
16
Сухая са
отв/см2
ж а
7, 103
о,
0,
0,
0,
кг/м*
70
48
42
17
X, ет/ (м-град)
1,20
0,384
0,183
0,0598
Чистый графит с плотностью, приближающейся к
2240 кг/ж3, имеет при комнатной температуре коэффи-
коэффициент теплопроводности до 260 вт/(м-град). Теплопро-
Теплопроводность слоя графитовых частиц размером 0,4—3,0 мм
при температуре до 343° К определяется по формуле
В. 3. Богомолова [12] [с погрешностью ±Fч-8)%]
I = 34,5bBlg0'74~~0>31g втЦм- град).
Для заводской смеси частиц, т. е. для графитирован-
ного боя, в области 0,55<е<0,65
¦V лп с\ \ 0,74 —0,ЗЬ ,, ^ч
\= 40,5>Blg— — вт!{м-град).
0,74 — е
338
Высокотемпературные материалы активной зоны
Здесь Хв — коэффициент теплопроводности воздуха; е =
=-— —плотность укладки графитовых частиц; Yh —на-
—насыпной вес графита; у — плотность куска графита, из
которого приготовлена крошка.
Таблица Ю.13
Коэффициент теплопроводности слоя графитовых частиц в зависи-
зависимости от его пористости ?-= A— s)
р, отн. ед
А, em/(м-град)
0,4
0,28—0,43
0,5
0,17—0,28
0,6
0,12—0,21
0,7
0,10—0,20
Таблица 10.14
Зависимость среднего коэффициента линейного расши-
расширения от температуры для различных сортов графита
[29,386—389]
Т, К
373
473
573
673
773
873
973
а, 10—6 1/град
Пиролитический
г рафит
2,5
4,5
6,5
8,5
10,5
12,0
14,0
Графит на основе
нефтяного кокса
7,5
9,0
11,0
13,0
14,2
16,2
17,5
Графит на основе
ламповой сажи
15,2
16,5
18,0
20,1
22,5
25,0
—
Таблица 10.15
Коэффициент линейного расширения графитов в зависимости от
температуры и плотности, 10~6 Цград [12,386]
т, °к
273
523
773
1023
1273
1523
1773
Y=d.6
all
4,5-5
5,2—5
6,0—6
6,7—7
7,3—8
—
5-5- 1 .
,5
,8
,6
,4
,0
72)-1 О3 кг/ж3
а1
2,3—3,1
2,9—4,0
3,8-4,8
4,5—5,4
5,2—5 0
6,0—6,7
—
V= A.55-S-1
«II
4,4-7,2
5,2-8,2
5,9—8,8
6,6—9,6
7,3—10,2
8,0—10,9
9,0—11,5
,86)-lО3 кг/м9
1,1-3,2
1,8-4,1
2,5—4,9
3,2-5,6
4,0—6,0
4,8—6,8
5,4-7,4
Графит
359
Таблица 10.16
Коэффициент линейного расширения блоков реакторного графита
плотностью 1750 кг/м3 в зависимости от температуры и направления
выдавливания, 10- 6 \/град [29,386—389]
т, °к
373
473
573
673
аН
1,76
1,92
2,08
2,24
3,54
3,68
3,82
3,93
Г, °К
773
873
973
а11
2,40
2,56
2,72
4,10
4,24
4,38
Линейное расширение реакторного графита рассчи-
рассчитывается по формулам
/„ =/0A + 1,6-Ш-6/ 1- 1,6.10~9/2),
/л. = /0A +3,4.10-6/+1,4.10-Ч2).
Таблица 10.17
Средние значения коэффициента линейного расширения реакторного
графита плотностью 1720 кг/м3 для различных температурных интер-
ь валов в зависимости от направления выдавливания, 10~~6 \/град
[29,386—389]
т, °к
291—373
291—423
291—473
291—523
291—573
291—623
291—673
а11
1,80
1,86
1,93
2,00
2,06
2,14
2,22
ал
3,60
3,70
3,77
3,85
3.S2
4,00
4,07
т, °к
291—723
291—773
291—823
291-873
291—923
291—973
а и
2,31
2,40
2,50
2,60
2,70
2,80
4,13
4,20
4,25
4,30
4,35
4,40
Таблица 10.18
Коэффициент объемного расширения алмаза для раз-
различных температурных интервалов [397]
298—378
378-478
478—573
573-673
р, ю-6
1 /град
4,50
6,70
8,58
9,81
т, к°
673—773
773—873
873—923
р, ю-6
1 /град
10,70
11,55
12,30
370
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.19
Удельное электросопротивление графита плотностью
1720 кг/м3 [34]
ТУ °К
293
473
673
873
р, 10 ом-м
16,0
13,?
12,8
12,6
т, °к
1273
1773
2273
2773
3273
р, 10~~^ ом-м
12,4
13,0
13,6
14,8
15,0
Таблица 10,20
Теплоемкость, энтропия и энтальпия графита [29,390]
т, °к
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
р, 10
кдж/(моль -град)
8,65
11,94
14,80
16,87
18,40
15,70
20,65
21,52
22,20
22,69
23,30
23,74
ю-3
кдж/моль
1053
2104
3000
5016
6900
8716
10800
12873
15500
17291
19650
21947
SQ-S273t Ю-3
к дж/ (моль- гра д)
5,70
8,71
11,70
14,54
17,30
19,85
22,35
24,48
26,60
28,50
30,40
32,10
Таблица 10.21
Теплоемкость графита в зависимости от температуры
[32,390,397]
т с\с
200
300
400
500
600
кдж:/(кг-г рад)
0,42
0,72
1,00
1,23
1,39
Г, °К
700
800
900
1000
1100
СР,
кдж/(кг-град)
1,51
1,63
1,71
1,79
1,86
Графит
371
т, °К
Продолжение табл. 10.21
кдж1(кг-град)
Т, К0
кдж1(кг-град)
1200
1300
1400
1500
1600
1,90
1,94
1,98
2,02
2,04
1700
1800
1900
2Э00
2,06
2,08
2,09
2,10
Таблица 10.22
Прочность образцов реакторного графита при комнат-
комнатной температуре в зависимости от ориентировки оси
образца по отношению к направлению выдавливания
[29,32, 391]
Прочность, кГ/мм2
При сжатии
На изгиб
При растяжении
Параллельно
3,22
1,46
0,98—1,2
Перпенди-
Перпендикулярно
3,47
1,06
0,59
Таблица 10.23
Временное сопротивление разрыву вдоль и поперек ориентации
кристаллов графита (у= 1700 яг/л/3) [29,391]
т, °к
293
673
1,45
1,62
*b_l , кГ/лш*
1,05
1,22
Т, "К
873
1073
звц, кГ/мм*
1,68
1,80
<*в ! , кГ/мм2
1,28
1,40
Предел текучести при растяжении вдоль ориентации
кристаллов графита ав и ~0,4^0,7 кГ/мм2, при этом
^JL = 1 ^45 и а. == ^i- = 0,275 -*- 0,485 кГ/мм2.
sBj_ 1 ,45
Относительное удлинение обычно не превышает
~0,25%. Предел прочности при кручении около
1,0 кГ/мм2. Прочностные свойства графита улучшаются
при нагревании до 2773° К, затем резко ухудшаются.
372
Высокотемпературные материалы активной зоны
Для искусственных графитов с плотностью ~1700 кг/мг
твердость колеблется в пределах 3—5,5 единиц по Моо
су. Предел прочности на сжатие равен ~4 кГ/мм2 (до
6—7 кГ/мм2).
Таблица 10.24
Модуль упругости графита плотностью 1860 кг/м* в зависимости
от температуры и направления выдавливания [32,390]
г, °к
273
473
673
Е || у кГ/мм2
600
725
750
Е±, кГ/лш2
275
310
323
т, °К
973
1273
1873
Е || f кГ/мм*
765
840
925
Е±t кГ/мм*
370
420
500
Таблица 10.25
Механические свойства графита плотностью 1820 кг\мъ
(образцы вырезаны параллельно направлению выдавли-
выдавливания) [29]
Механические свойства
Предел прочности при сжатии . .
Предел прочности при растяже-
растяжении
Модуль Юнга
Модуль сдвига
Интервал изменения
свойств, кГ/мм2
2,1—3,5
0,7-2,1
G-гЮ).Ю2
2,8-Ю2
Таблица 10.26
Скорость окисления графита в углекислом
газе [29]
г, °к
Скорость окис-
окисления, д}(г-ч)
873
973
1073
ю-5
4-10—4
1,5- Ю-'3
Графит
373
Таблица 10.27
Скорость окисления графита плотностью 1760 кг/м3 на воздухе [29]
т, °к
673
723
773
Скорость окис-
окисления, гЦг-ч)
3,5-10-5
2,0.10-4
1,5-Ю-з
т, °к
823
873
Скорость окис-
окисления, гЦг-ч)
7,510-з
3,0-Ю-2
Таблица 10.28
Скорости окисления обычного и пиролитического
графита, г/(гч) [169]
г, гк
723
773
823
873
Пиролитичсский 1рафит
1,2410-5
9,24-10-5
4,21-10-4
1,7110-3
Обычный графит
3,5-10-4
1,8-Ю-з
6,0-Ю-з
Таблица 10.29
Накопленная энергия облученного графита [90,169]
Температура
облучения, К
Интегральная доза,
1020 нейтрон/см2
Накопленная энер-
энергия, дм/г
525 4,8 205
503 5,7 230
466 5,3 255
Таблица 10.30
Результаты облучения графита интегральным потоком
нейтронов 1 1020 нейтрон/см2 (Е>1 Мэв) при темпера-
температуре 673—873°К [169]
Начальная
ность,
1
1
1
103
,74
,74
,78
плот-
кг/м3
Изменение веса,
%
—о,
-о,
-о,
11
27
08
Отношение
коэффициен-
то в теплового расши-
расширения*
2
1
J
75
05
08
374
Высокотемпературные материалы активной зоны
Начальная
ность, 1 О3
1
1
1
,79
,81
,90
плот-
кг/ м3
П|
) О Д О Л
Изменение веса,
о/
о
—0
—0
52
30
99
жение табл. 10.30
Отношение коэффициен-
коэффициентов теплового расши-
расширения*
3,68
3,20
* Коэффициенты теплового расширения измерены перпенди-
перпендикулярно и параллельно оси выдавливания перед облучением.
Таблица 10.31
Результаты облучения графита интегральным потоком
16-1020 нейтрон/см2 в потоке нейтронов любых энергий
при температуре 823—873 °К [90,169]
Марка графита
GL-10
GL-11
VC
КС
CSF
TSGBF
Изменение длины в
образца
перпендикулярно
+ 0,022
-1-0,015
+0,005
+0,025
—0,005
—0,008
направлении оси
параллельно
+0,003
—0,019
—0,017
—0,022
—0,012
Таблица 1
10.32
Облучение графита высокой плотности интегральным потоком
16-1020 нейтрон/см2 в потоке нейтронов любых энергий при
температуре 823—873 СК [90,169]
Марка графита
NC-1 (непропитанный)
NC-2 (пропитанный)
NC-3 (непропитанный)
NC-4 (пропитанный)
Плотность,
1С3 кг/м3
1,81
1,90
1,8-3
1,92
Изменение длины в направ-
направлении оси образца, %
перпенди-
перпендикулярно
+0,085
Ь0,128
+0,095
+ 0,087
параллельно
-0,021
-0,020
—0,009
—0,087
Графит
.475
Таблица 10,33
Увеличение удельного электросопротивления графита
плотностью 1650 кг/м3 в зависимости от интегрального
потока и температуры облучения [398]
Интегральный
поток, 1 О20
нейтрон/см2
0
1
2
3
4
Относительное увеличение
удельного
электросопротивления
3 53—373 °К
0,50
2,30
2,25
2,20
2,15
523 СК
1,10
1,40
1,55
—
Табл
и
623 °К
0,05
0,70
1,10
1,25
1,30
ца 10.34
Зависимость удельного теплового сопротивления для
графита плотностью 1650 кг/м3 от интегрального потока
и температуры облучения [399]
Интегральный
поток, 1О20
нейтрон/ см2.
0
1
2
3
4
5
6
7
Относительное увеличение
' удельного
теплового сопротивления
298 СК
0
15,0
22,0
23,5
30,0
35,0
38,0
41,0
353-373 °К
0
7,0
10,0
12,5
13,5
—
453 °К
0
1,5
2,0
2,5
—
Таблица 10.35
Радиационный рост графита плотностью 1650 кг/м3
при температуре 300 °К в зависимости от интегрального
потока и направления выдавливания образцов [29,90.400]
Интегральный
поток, Ю20
нейтрон/с мг
0
5
Относительное изменение 'длины, %
перпендикулярно
0
0,3
параллельно
0
0,2
376
Высокотемпературные материалы активной зоны
Продолжение т а б л. 10.35
Интегральный
поток,
1020 нейтрон [см2
10
15
20
25
30
35
40
Относительное изменение длины, %
перпендикулярно
1,1
1,6
2,3
2,7
3,2
3,4
3,5
параллельно
0
—0,3
—0,5
-0,7
—0,8
—0,75
—0,60
Таблица 10.36
Влияние температуры на радиационный рост графита
плотностью 1780 кг/м3 при различных интегральных
потоках нейтронов [90, 392—397, 401]
г, °к
298
323
348
373
ЗС8
423
448
Относительное изменение
9,43-1020 нейтрон/см2
0,87
0,64
0,44
0,28
0,17
0,09
0,05
1 ,55-
длины, %
1 О20 нейтрон/см2
0,12
0,09
0,07
0,05
0,04
0,02
—
Таблица 10.37
Радиационный рост некоторых сортов реакторного графита
различной плотности при температуре 303° К в зависимости
от интегрального потока нейтронов и направления выдавливания
образцов [396]
3
2
S
i
s
1трон
li
i
2
1830
0,
o,
Относительное изменение длины,
перпендикулярно
кг/м9
2
25
1790
0,
о,
кг/м3
15
20
1730
0,
0,
кг/м3
12
15
1830
0,
0,
кг/м3
04
08
/о
параллельно
1790
о,
0,
кг/м3
05
1
1730
0,
0,
кг/м3
1
11
Графит
377
Продолжение т а б л. 10.37
1 ^
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Относительное изменение длины
перпендикулярно
1830 кг/м3
0,35
0,40
0,60
0,70
0,85
1,1
1,25
1,45
1,70
1,50
2,05
2,35
2,75
'
—
—
1790 кг/м3
0,30
0,35
0,45
0,55
0,60
0,65
0,67
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0/5
1,0
—
—
—
—
—
1 7 30 кг/м3
0,25
0,30
0,40
0,45
0,60
0,70
0,85
0*90
1,10
1,20
1,30
1,40
1,60
1,70
1,85
1/5
2,20
2,35
2,48
2,60
—
о/
» /0
пара/лельно
1830 кг/м3
0,09
0,10
0,05
0
-0,1
—0,12
—0,15
—0,25
—0,30
—0,35
—0,40
—0,50
—0,65
—0,70
—0,80
—0,85
—0/0
—
1
790 кг/л
0,12
0,13
0,09
0,05
0,02
—0,02
—0,10
—0,15
—0,20
—0,22
—0,30
—0,32
—0,35
—0,40
—0,45
—0,48
—0,49
—0,50
—0,55
—0,60
—0,65
3
1730 кг/м3
0,15
0,18
0,20
0,21
0,21
0,20
0,19
0,15
0,12
0,10
0,07
0,05
0
—0,03
-0,1
-0,15
—0,20
—0,25
—0,30
—
Примечание. Данные настоящей таблицы не рекомендуется экстрапо-
экстраполировать на температуры, отличающиеся от 303° К.
Таблица 10.38
Изменение длины / и теплопроводности реакторного графита
марки А плотностью 1720 кг/м3 и начальной теплопроводностью
129 вт/(м град) в зависимости от интегрального потока
и направления выдавливания образца [402]
Направление
выдавливания
Перпенди-
Перпендикулярно
Температура
облучения,
°К
420
Измеряемый
параметр
[/, %; х.
вт/(м-град)]
1
Интегральный поток,
1020 нейтрон/см2
5
-!-3
69
15
-15
50
25
+ 6
378
Высокотемпературные материалы активной зоны
Продолжение табл. 10.30
Направление
выдавливания
Перпенди-
Перпендикулярно
Параллельно
Температура
облучения,
°К
470
520
420
470
520
Измеряемый
параметр
[/. %; К
втЦм-град)]
1
А
/
Л
/
/
/
Интегральный поток,
1 О20 нейтрон /см2
5
; о,7
89
по
-0,9
—0,5
—0,2
15
н-з
66
+0,4
90
— 1,8
— 1,2
25
-И
50
+ 0,8
57
—2,4
2. КАРБИДЫ, НИТРИДЫ, СИЛИЦИДЫ, БЕРИЛЛИДЫ
Карбид кремния, SiC, M = 40,10 [403—406].
Плотность а- и р-модификаций 3120—3230 кг/м3. Пре-
Превращение кубической модификации p-SiC в гексаго-
гексагональную cc-SiC происходит, по различным данным, при
температурах от 2100 до 2500° К.
Карбид кремния при температурах более 2000° К раз-
размягчается, а в области температур 2400—3000° К разла-
разлагается. Тройная точка, температуры плавления и кипе-
кипения не исследованы.
Таблица 10.39
Теплофизические свойства спеченного мелкозернистого карбида
кремния в исходном состоянии [403, 406]
Т, К'
200
250
300
350
400
500
600
700
800
900
103 кг/ж3
3,23
3,22
3,20
3,19
3,18
3,15
3,12
3,10
3,08
3,05
V
кдж/{кг-град)
0,50
0,58
0,67
0,76
0,81
0,92
1,02
1,09
1,15
1,19
X, em/(м-г рад)
36
34
31
30
29
26
23
21
1е)
17
о, 10 2 ом-м
17
16
15
14,5
14
12
11
10
9
8
а, 10 — 6
1 /град
4,4
—
4,5
—
4,5
—
4,8
—
5,0
—
Карбиды, нитриды, силициды, бериллиды
379
Продолжение табл. 10.39
т, °к
1000
1100
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2500
103 кг/л;3
3,01
2,98
2,с;б
2,91
2,85
—
V
кд ж 1 {кг • град)
1,22
1,25
1,27
1,32
1 ,34
1,36
1,39
1,40
1,41
х,
em/(м град)
16
15
14
13
12
12
12
13
14
Р.
10 2 омм
7
6,5
6
5,5
5
5
—
—
—
а, 10~~6
1/град
5,3
5,5
5,8
—
—
—
Таблица 10.40
Теплопроводность, вт/(мград), пенокарбида кремния
различной плотности в атмосфере аргона и в вакууме
Ю-3 мм рт. ст. [[407, 408]
т, °к
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
7=1280 кг/м3
го
CQ
19,422
16,515
—
—
—
—
—
16
10
6
5
5
5
7
,864
,234
,978
,582
,466
,466
—
—
—
•
7
5
4
3
^=1050 кг/м3
вак у
,385
,524
,187
,431
—
—
—
—
—
8
5
4
3
3
3
3
4
2
а
7
,432
,873
,012
,256
,314
,481
,838
,419
3
3
2
2
2
у =880 кг/м3
s
1
,489
,082
,791
,559
,559
—
—
-
4,303
3,722
3,373
3,140
2,907
2,907
2,907
2,907
1
1
1
V=55
S
1
,851
,861
,86!
—
—
Э кг/мг
2,
2,
2,
1
—
152
152
210
—
Таблиц а Ю.41
Коэффициент линейного расширения
карбида кремния в зависимости
от плотности и температуры [405, 409]
у, 103 кг/м9
2,7
т, к
300—600
300—1200
а, 10~6 Х/град
4,4
4,9
380
Высокотемпературные материалы активной зоны
Продолжение табл. 10.40
2,
3,
Л,?/Л/8
9
1
у, к
300—600
300—1200
300—60Э
300—1200
а, 10
4
5
4
5
11 \/град
,6
,1
,8
,3
Таблица 10.42
Скорость испарения и давление пара
карбида кремния в зависимости
от температуры
т, к
о о о о
о о о о
w, 10 7 г/(см*-сек)
0,83
5,87
6,17
7,68
р, мм pm. с п.
7,41-10-«
5,62-10-5
6,27-10-5
8,29-10-5
Твердость по шкале Мооса 9,15—9,5. Микротвер-
Микротвердость 3000—3200 кГ/мм2. Предел прочности при растя-
растяжении равен 34,8 кГ/мм2 при 1100° К и 37,6 кГ/мм2 при
300° К. Кристаллический SiC при температуре 2000° К
под нагрузкой 3,5 кГ/см2 не диффундирует в течение
50 ч. Предел прочности на изгиб при 1600° К равен
19,2 кГ/мм2.
Карбид бериллия, Ве2С [403, 387, 412].
Теоретическая плотность y==2440 кг/м3. Плотность
карбида, полученного по реакции ВеО + С, достигает
2300—2400 кг/м*.
Карбид бериллия имеет кубическую структуру, хоро-
хорошо прессуется и спекается в инертной атмосфере. На
воздухе нестоек; взрывоопасен. Энергия образования
Ве2С AF24ooik = —38,8 кдж/моль. В интервале темпера-
температур 300—400° К ср= 1,60±0,05 кдж/'(кг-град).
Карбиды, нитриды, силициды, бериллиды
381
Таблица 10.43
Коэффициент теплопроводности карбида бериллия
плотностью 2200 кг/м* в атмосфере аргона [34, 413]
т, °к
А, впг/(м-град)
300
32
500
25
700
21
900
18
Таблица 10.44
Давление пара карбида бериллия [33, 405]
7', ГК
р, бар
1900
6-Ю-3
2100
4-10-2
2400
0,44
2600
1,5
Таблица 10.45
Коэффициент линейного расширения карбида
бериллия [33]
т, ск
а, Ю-6 \/град
300-325
5,6
3 00—500
7,7
300 700
9,5
300—900
10,5
Таблица 10.45
Удельное электрическое сопротивление Ве2С в зависимости
от содержания свободного углерода и охиси бериллия при 293° К
[34, 414]
Состав, %
р, Ю-2 ОМ-М
100 Во,С
1,1
90 Ве2С+
-но с
0,14
80 Ве2С+
+ 20 ВсО
4,13
60 Ве,С+
-f 4 0 BeO
10,9
100 ВеО
7-107
382
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.47
Некоторые механические свойства горячепрессованных и спеченных
образцов Ве2С и Ве2С-[-ВеО при 300° К [341
Состав, %
100 Ве2С
90 Ве2С -1- 10 С
80 Ве2С + 20ВеО
60 Ве2С + 40 ВеО
100 ВеО
Прочность
на сжатие,
кГ/мм2
73,5
71,4
89,6
130
Предел
прочности
на изгиб,
кГ/мм2
8,3
10,4
15,8
13,3
Модуль
упругости
(сжатие),
103 кГ/им2
32,3
22
31,4
38,4
Предел прочности на изгиб для Ве2С при температу-
температуре 1600° К равен 4,9—9,8 кГ/мм2. Модуль упругости, по-
полученный на прессованном ВегС методом статической
нагрузки, колеблется от 21 000 до 24 800 кГ/мм2. Измере-
Измерения производились на образцах с пористостью от 10
до 25%.
Карбид циркония, ZrC [415—417].
Теоретическая плотность у = 6600 кг/м3, полученная
экспериментально у = 6400 кг/м3 при содержании угле-
углерода 11,62 ат.%.
Тп:1 = 3450^-3800° К;
Таблица 10.48
Теплофизические свойства карбида циркония [32, 415—417]
Г, К
200
300
400
\0\Укг/м3
6,7
6,6
6,5
V
кдж1{кг-град)
0,409
0,456
0,461
V
em l {м- град)
26
20
18
а, 10~6 1/град
5,3
6,74 + 0,15
6,9
р, 10~8 ом-м
65
Для теплоты образования ZrC получены значения в
пределах 150—190 кдж!{моль-град). Твердость по Мо-
осу 8—9 единиц. Микротвердость колеблется от 2600
до 3500 кГ/мм2. Модуль упругости 35 500 кГ/мм2.
Карбиды, нитриды, силициды, бериллиды
383
Таблица 10.49
Коэффициенты линейного расширения карбида циркония
в зависимости от температуры [34, 415—417]
т, °к
а, 10-6 \!град
250—350
6,2
250—6 50
8,1
250-1000
9,4
250—1300
10,1
Таблица 10.50
Теплоемкость карбида циркония в зависимости
от температуры [418]
Т, "К
300
700
900
1100
1300^
1500
1700
V
кдж/{кг-град)
0,458
0,466
0,482
0,496
0,507
0,518
0,528
т, ск
1900
I 2100
2300
1 2500
2700
3000
У
кдж 1 (кг-град)
0,538
0,549
0,559
0,568
0,578
0,593
Таблица 10.51
Скорость испарения и давление пара
карбида циркония в зависимости
от температуры [4191
г, к
10 '«?/ (см2 с г к)
10"
Р.
' мм ptn с и.
1700
1900
2100
0,06
0,30
0,56
0,05
0,22
0,43
Таблица 10.52
Предел прочности ZrC при растяжении
в зависимости от температуры [42]
т, °к
а, кГ/мм2
1000 1250
7,3 1 8,4
1
1500
9,2
384
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.53
Температура плавления сплавов карбидов циркония и тантала [415]
Состав сплава, вес. %
100 ZrC
30 ZrC —70 ТаС
20 ZrC — 80 ТаС
Гол- °«
3800
3970
4150
Состав сплава, вес. %
Ю ZrC —90 ТаС
5 ZrC — 95 ТаС
100 ТаС
гп.г ч<
4180
4020
4000
Таблица 10.54
Теплоемкость, кдж1(кгград), сплавов карбидов циркония и ниобия
в зависимости от температуры и состава, вес.
% [403, 419]
т. °к
1000
1300
1600
1900
2200
2500
2800
3100
10 NbC-
90 ZrC
0,4882
0,5062
0,5225
0,5380
0,5531
0,5681
0,5828
0,5979
20NbC—
80 ZrC
0,4873
0,5049
0,5217
0,5372
0,5527
0,5377
0,5828
0,5979
4 0 NbC-~
GO ZrC
0,4853
0,5033
0,5200
0,5359
0,5518
0,5673
0,5832
0,5987
60 NbC—
4 0 ZrC
0,4832
0,5012
0,5183
0,5347
0,5510
0,5668
0,5832
0,5991
80 NbC—
20 ZrC
0,4811
0,4995
0,5167
0,5334
0,5501
0,5663
0,5832
0,5995
Карбид титана, TiC [411, 413, 419].
Теоретическая плотность у = 4900 кг/м3; наибольшая
плотность изделия y==4850 кг/мг.
Гпл = 3450^-3550° К;
Гкип = 4600°К.
Таблица 10.55
Теплофизические свойства карбида титана [32, 411, 419]
т, °к
250
300
500
700
V»
Ю3 кг/м3
4,92
4,85
4,80
4,75
с ,
кджЦкгград)
0,605
0,697
0,709
0,725
X, епг/(м град)
33
29
18
11
а,
10~6 \/град
7,35
7,72±0,19
7,63
7,79
р,
1 0 ол« • м
78,3
При образовании TiC выделяется тепло в количестве
46—48 кдж/кг.
Карбиды, нитриды, силициды, бериллиды
385
Таблица 10.56
Предел прочности TiC при растяжении
в зависимости от температуры [34]
т, ск
а, кГ/ММ2
1000
12,0
1250
10,0
1500
5,5
Предел прочности на сжатие равен 300 кГ/мм2 при
температуре 300° К. Твердость по Моосу 10 единиц.
Микротвердость при нагрузке 30 г составляет 2988±
±125 кГ/лш2. Модуль упругости 4,6- 106 кГ/см2.
Карбид ниобия, NbC [405].
Таблица 10.57
Плотность карбидов ниобия в зависимости от состава
[405]
Формула карбида
NbC
NbCM7
NbC0>72
NbC0>68
NbC0,54
NbC0 45
NbQ/,33
NbC0,23
NbC0,05
Nb
ХимическиГ
Nb
88,6
89,^7
91,44
91,91
93,41
94,36
95,81
96,84
99,15
99,88
состав, %
С
11,40
10,07
8,49
8,10
6,51
5,46
4,06
2,92
0,68
—
Y, Ю3 кг/ж3
7,82
7,78
7,74
—
7,86
7,83
8,00
8,54
8,52
8,62
Таблица 10.58
Теплоемкость карбида ниобия в зависимости
от температуры [405]
Т, К
300
1000
с , кдж/ (кг-град)
0,3559
0,4790
т, °К
1200
1400
с , кдж 1 {кг-град)
0,4915
0,5032
13 В. С. Чиркни
383
Высокотемпературные материалы активной зоны
т, °к
1600
1800
2000
220Э
2400
Продолжена
с , кдж/(кг-град)
0,5150
0,5262
0,5380
0,5493
0,5303
т, °К
2300
280Э
3000
3200
ie табл. 10.58
с , кдж/(кг-град)
0,5719
0,5832
0,5945
0,6058
Карбид ванадия, VC [405].
Таблица 10.59
Теплоемкость карбида ванадия в зависимости
от температуры [405]
т, гк
50
100
150
200
с , кдж/{кг-град)
2,2
10,5
18,0
25,1
т, °к
250
300
350
400
с , кдж/(кг-град)
33,5
37,8
42,0
Таблица 10.60
Стойкость различных карбидов против окисления на воздухе
[405, 406]
Карбид
TiC
ZrC
TaC
NbC
Активное
окисление
при темпера-
температуре, °к
1300—1600
1300—1600
1300—1600
1300—1600
Карбид
VC
Мо2С
WC
Активное
окисление
при темпера-
температуре, °к
1000—1300
700—1000
700—1000
Таблица 10.61
Теплофизические свойства при комнатной температуре спрессованных и спеченных карбидов
в исходном состоянии [403—421]
Карбид
NbC
Nb2C
TaC
Ta2C
МоС
Мо2С
VC
v2c
we
w2c
HfC
Сг3С2
Сг7С3
грода,
ч
К
СО
СУ о^-
Ч
11,41
6,07
6,23
3,21
11,13
5,91
19,08
10,54
6,12
3,16
6,3
13,33
9,0
5,33
*
3800
3200
4100
3800
3000
2700
3100
2900
2800
3000
4200
2200
2000
1790
п
О
7,82
7,85
14,50
15,50
8,88
9,18
5,48
5,75
15,65
17,30
12,67
6,68
6,90
6,80
1
i
I
0,о55
0,316
0,188
0,162
0,294
0,267
0,531
0,370
0,184
0,143
0,402
0,546
0,523
0,493
X, вт/(м-град)
14 D00° К)
44A200—2500° К)
19 D00° К)
22
36
—
7
25
30
29
36
6,5 D00° К)
13
а, 10~6 Мград
при 300—1200° К
6,5
7,2
8,2
7,2
5,3
8,0
4,2
5,6
3,9 + 0,1
575
5,6
10,3 C00-1100° К)
10,0C00—1100° К)
10,1 C00—1100 °К)
сзо
'о
51
55
42
—
19
71
65
19
53
81
45
75
—
о
о
bj
3,45
3,22
2,91
—
5,44
2,76
—
6,13
4,28
3,59
3,80
—
я
II
и
||
!&
1931 ±96
2123 + 200
1599 + 49
1714 + 159
1500
1500+130
2100 + 58
1780+144
3000
2900
2700
2100
1650
388
Высокотемпературные материалы активной зоны
Нитриды [32, 406, 408, 409, 416, 418, 419, 421].
Таблица 10.62
Теплофизические свойства при комнатной температуре некоторых
нитридов, полученных прессованием и спеканием в вакууме
10—3 мм рт. ст. и не подвергавшихся какой-либо обработке
[406, 408, 409, 418, 419, 421]
рид
н
S
X
TiN (о)
TisN(e)
ZrN
HfN
VN
NbN
TaN
CrN
Cr2N
MoN
Mo2N
Mo3N
W2N
e азо-
s
X 40
a, f-
<U C3
4
3g
22,65
8,9
13,31
7,28
21,5
13,1
7,19
21,7
11,87
12,73
6,75
5,4
3,67
*
3500
2600 + 50
3250 ±50
3200 ±100
2400 + 50
2600 + 50
3300 ±100
— 1700
(диссоциа-
(диссоциация)
— 1500
300 (разла-
(разлагается)
~900
He стоек
0
5,21
4,77
7,35
13,8
6,04
8,4
13,8
5,9
6,5
8,6
8,С
9,9
12,1
г град)
1
0,803
0,532
0,445
0,346
0,745
0,407
0,281
0,525
0,495
0,342
0,293
0,263
0,164
1
29
—
14
—
31
10
23
32
60
16
—
50
—
Й
1 §
010
*— s
« в
9,35 + 0,43
—
7,2
6,9
8,1
10,1
3,6
6,6
9,4
4,5
—
4,9
—
=.
о
QO
1
О
11,1
—
13,6
33,0
85,9
200
135
36
76
4,0
—
—
—
Таблица 10.63
Теплопроводность нитридов титана
в исходном
Т, °К
200
300
400
500
600
700
800
и циркони*
i после
состоянии в зависимости от температуры
X, впг/(м-град)
TiN
44
34
26
20
16
12
9
ZrN
35
27
20
15
И
10
9
т, пк
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
X, 6
TiN
7
6
6
5
5
5
4
спекания
[32, 416]
гп/(м-град)
ZrN
8
7
6
6
6
6
5
Силициды [403, 416, 419].
Таблица 10.64
Некоторые теплофизические свойства силицидов тугоплавких металлов при 300° К в исходном состоянии
[403, 416]
Силицид
TiSi2
ZrSi2
HfSi2
VSi2
NbSi2
TaSi2
CrSi2
MoSi2
WSi2
ярный вес
>>
лек
1
104,72
147,392
234,662
107,114
149,078
237,120
108,168
152,112
240,022
и:
1800
2000
2000
1С00
2400
2450
1750
2300
2450
с»
а?
о
4,35
4,88
7,20
4,42
5,45
8,83
4,40
6,30
9,33
1
0,267
0,203
—
—
—
—
0,488
0,386
0,103
•град)
1
13
18
—
—
26
12
6
2Э
19
~7
«0 О
„ си
7,9
5,6
—
3 3
—
—
5,1
6,2
ом-м
00
1
1
О
16,9
75,8
—
66,5
50,4
46,1
9,4
21,6
12,5
1
а
1!
S's
890
1060
930
960
1050
1400
ИЗО
1200
1070
26,4
23,8
—
—
—
—
—
43,0
50,0
390
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.65
Теплота образования и температура плавления силицидов тантала
и молибдена [419]
Силицид
Ta2Si
Ta5Si3
TaSi2
-Art2g8,
кдж 1моль
128,5
363,0
109,7
Tn.v °K
2783
2773
2473
Силицид
Mo3Si
MO5Sl
MoSi2
~Д^298'
кдж/моль
88,3
276,3
113,9
тпл> °к
2323
2373
2303
Бериллиды D76].
Таблица 10.66
Теплофизические свойства бериллидов ниобия, тантала и циркония,
полученных горячим прессованием [422]
Бериллид
NbBe19
NbBeJ
Nb2Be19
TaBe12
Ta2Bel7
ZrBel3
Zr2Bel7
°
с
1950
2000
2000
2100
2250
2200
2250
2
3
3
4
5
2
3
n
О
,90
,27
,15
,17
,03
,71
,07
Предел прочности
кГ/мм2
о
О
О
СО
15,5
21,8
21,1
21,8
21,1
17,6
17,6
о
о
_
24,6
21,8
—.
21,8
—
—
*
о
о
00
16,
25,
19,
18,
25,
17,
25,
5
3
0
3
0
6
0
0
0
0
0
0
0
0
Удлинение,
о
О
О
со
,1
,1
,1
,1
,1
,05
,1
о
о
(М
0,10
0,15
0,15
0,10
0,20
0,07
0,10
%
2
7
3
2
5
0
0
о
о
00
,4
,0
,0
,6
,0
,6
,1
3. ОКИСЛЫ БЕРИЛЛИЯ И ДРУГИХ МЕТАЛЛОВ
ФАРФОРЫ И КРИСТАЛЛЫ
Окись бериллия, ВеО, М = 25,012 [423—431].
Плотность монокристалла y==3025 кг/м3; в зависимо-
зависимости от условий прессовки и отжига плотность изделий
наиболее часто находится в пределах 2200—2950 кг/м3.
Изделия, полученные горячим прессованием, имеют плот-
плотность 2600—2950 кг/м3. Изделия, полученные литьем с по-
последующим отжигом или полусухим прессованием и от-
отжигом, имеют плотность 2200—2800 кг/м3.
Окислы бериллия и других металлов
391
Гпл = 2820±50°К;
Гкип = 4530±160°К;
Гил = 71 кдж/моль;
/-исп = 500 кдж/моль.
Окись бериллия получается прокаливанием гидро-
гидроокиси Be (ОН) 2 или солей бериллия. Теплота образова-
образования ВеО при 300° К равна 624 кдж/моль. Окись бериллия
обычно получается в виде порошка, каждая крупинка
которого имеет кристаллическую структуру. При темпе-
температурах выше 2473° К ВеО возгоняется. Пары ВеО кон-
конденсируются в кристаллы больших размеров, имеющих
высокую твердость. Порошок окиси бериллия при тем-
температуре >2000°К хорошо спекается, образуя монолит-
монолитную массу белого цвета, похожую по внешнему виду на
фарфор.
Таблица 10.67
Теплопроводность спеченной окиси бериллия в зависимости
т, °к
373
473
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
1373
1473
1573
1673
1,
33
25
20
16
14
12
11
10
9
8
8
7
7
7
от плотности
89
,5
,1
,3
,8
,4
,6
,4
,3
,4
,6
,1
,6
,5
,4
и температуры
X, впг/(м-град), при
2,0
58,3
41,9
33,7
27,4
22,9
19,2
16,0
13,5
10,9
8,7
6,7
4,9
2,7
1,3
2, 1 1
67,0
51,2
41,3
33,5
28,3
24,0
20,2
16,9
14,5
12,6
11,3
10,2
9,4
8,8
[423,
плотности,
2,
73
58
46
35
30
25
21
18
16
14
13
12
11
11
16
,3
,7
,4
,5
,3
,6
,9
,8
,4
,7
,5
,5
,8
,3
429]
103 кг/*3
2,23
88,4
68,8
52,8
41,9
35,6
30,2
25,4
21,7
19,0
16,9
15,3
14,1
13,1
12,3
2,87
157,0
79,7
65,5
54,1
46,6
40,3
32,9
30,5
27,1
24,0
21,3
18,9
16,9
15,5
392
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.68
Теплоемкость окиси
бериллия
в зависимости от температуры [429]
т, к с
173
273
373
473
573
673
773
873
973
1073
1173
1273
,кдж/(кг-град)
0,51
0,91
1,25
1,46
1,64
1,77
1,87
1,98
2,07
2,10
2,13
2,14
кдж/(моль-град)
1,3
22,7
31,4
35,8
41,0
44,3
47,0
49,4
51,7
52,4
53,0
53,2
Таблица 10.69
Коэффициент линейного расширения спеченной окиси бериллия
[32-34, 429]
т, °к
300—400
300—600
300-900
а, 10~~6 1/град
5,5 + 1,0
8,0 + 0,6
9,6 + 0,8
г, °к
300—1100
300—1300
а, 10 6 \/град
10,3±0,9
10,8±1,0
Таблица 10.70
Удельное электрическое сопротивление спеченной окиси бериллия
плотностью 2250 кг[мъ [32, 429]
г, °к
1273
1473
1673
р, 10 2 ом-м
8-Ю7
4-10е
2,5-105
Т, °К
1873
2073
2273
р, 10 2 ом-м
3,5-104
6,5-103
1,6-Ю3
Окислы бериллия и других металлов
393
Таблица 10.71
Коэффициенты линейного расширения для некоторых спеченных
окислов и других высокотемпературных материалов, 10—б У/град
[30—34, 432—444]
Материал
MgO
А12О3
ZrO2 (моноклинная)
ZrO2 (кубическая -f- моноклинная)
MgO.Al2O3
3Al2O3-2SiO2
SiO2 (плавленая)
TiO2
Sm2O3
Eu2O3
Cd2O3
Thb/
uo2
PuO2
С (графит)
С (ядерный графит)
SiC (горячепрессованный и пропи-
пропитанный кремнием)
TiC (горячепрессованный)
ZrC (горячепрессованный)
Si3N4
В4С
HfC
BN
UC
U3Si
U3Si2
CO
Ю
1
1
со
о
CN
13,2
6,9
7,6
6,4
5,2
4,3
0,6
7,1
—
—
7,0
8,6
8,2
3,9
2,1
3,7
6,9
—
—
5,0
.
2,0
10,1
13,4
15,3
CO
oo
l
1
со
CN
13,2
7,9
9,2
7,9
7,5
5,2
0,6
7,7
—
—
8,5
9,4
9,9
4,3
2,6
4,1
7,1
6,7
—
5,2
6,6
2,0
10,7
15,8
15,2
со
о
1
1
со
CM
13,2
8,3
9,7
7,9
8,1
5,5
0,6
7,9
10,8
10,5
10,0
8,3
8,9
9,9
10,5
4,5
2,9
4,2
7,3
—
—
5,3
2,0
11,1
17,5
15,0
CO
CN
1
CO
O5
CN
13,7
8,5
10,3
7,6
8,6
5,8
0,6
8,3
—
—
9,1
10,4
11,4
5,6
—
4,4
7,5
—
2,5
5,5
2,0
11,4
14,6
о
CO
CO
1
CO
CN
14,4
8,9
11,3
8,3
9,4
—
—
8,9
—
—
—
9,9
10,9
—
—
—
4,6
8,0
—
—
5,8
—
—
394
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.72
Коэффициент линейного расширения
монокристаллического кварца
перпендикулярно и параллельно оптической
оси [445]
т, °к
273
298
323
348
373
423
473
523
573
623
673
723
773
823
a f , 10~6 1/град
12,9
13,48
14,07
14,67
15,27
16,47
17,70
19,07
20,74
23,40
26,20
30,95
40,15
69,20
а , 10~6 \/град
7,06
7,42
—
—
8,57
10,18
12,12
13,41
15,24
18,10
23,20
41,80
Таблица 10.73
Коэффициент линейного расширения
монокристаллического корунда
перпендикулярно и параллельно ориентации
кристаллов [445]
т, °к
273
323
373
423
473
523
573
623
673
723
773
823
873
923
973
1023
1073
1123
1173
а , 10~~6 1/град
4,80
5,45
6,03
6,50
7,03
7,36
7,64
7,86
8,05
8,21
8,35
8,49
8,00
8,70
8,80
8,88
8,96
9,04
9,08
а , \0~-&\/град
5,62
6,21
6,76
7,27
7,74
8,14
8,46
8,70
8,90
9,10
9,30
9,46
9,59
9,69
9,76
9,80
9,84
9,88
9,92
Теплофизические свойства различных спеченных окислов [432—444]
Таблица 10.74
Материал
А12Оз
MgO
CaO
SiO2
NiO
TiO2
ZrO2
uo2
ThO2
PuO2
°
a
-2500
3100
2800
2000
2500
1900
3200
3000
3400
2300
CD
— c*
8,
13,
9,
2,
12,
7,
10,
8,
9,
3
о
о
т
C0(
8
5
0
0
0
4
0
0
0
i
3,7—3,8
3,3—3,5
3,0—3,1
2,3—2,6
5,0—5,1
4,0—4,1
5,2—5,3
10,2—10,97
8,0
10,0
10,4
11,46
ость,
H
CJ
a
о
4,5—7,5
0
3-8
0
9
0
5—6
0
26
0
4
0
13
0
15
0
17
0
15
0
400
28
30
34
36
14
15
7
13
9
13
7
8
1
1
7
10
6
8
3
5
,4
,7
,3
,3
,8
,2
,8
,9
500
21
22
27
28
10
12
6
10
7
9
6
6
1,5
1,7
6,5
9,5
5,7
6,9
3,5
5,2
X, em}{м-град),
700
12
13
15
16
8
9
5
9
5
6
5
5
1,5
1,8
4,6
7,4
3,5
4,6
2,9
4,2
900
8
9
10
12
7
8
5
8
5
6
3
3
1,
1,
5,
5,
3,
3,
2,
3,
5
8
8
4
3
3
4
6
при температуре
1100
7
7
8
8
*7
8
5
7
3
5
3
3
1
1
3
4
2
3
2
3
,6
,9
,3
,0
,8
,0
,0
,1
1300
6
6
7
7
7
7
6
6
3
5
3
3
1,
2,
2,
3,
2,
2,
1,
2,
7
0
8
2
4
5
7
6
1500
5
5
6
6
6
6
7
7
5
5
3
3
1,8
2,0
2,6
2,7
2,2
2,4
1,4
2,2
OI/
1700
5
5
6
6
6
6
—
.—
5
5
1,9
2,0
2,5
2,5
2,1
2,2
—
—.
1800
6
6
7
7
7
7
—
—
2,0
2,0
2,5
2,5
1,8
2,0
2000
7
7
9
9
8
8
—
—
—
—
—
—
2,0
2,0
—
—
Примечание Теплопроводность спеченных окислов зависит от чистоты и кристаллической структуры исход-
исходных порошков, метода и степени прессования и режимов спекания Теплопроводность порошкообразных окислов зависит
от объемного веса, размера зерен и влажности; для любых порошкообразных окислов ?„ лежит в пределах 0,1—
1,1 вт/(м . град).
Таблица 10.75
Тип фарфора
Установочный
Низковольтный ....
Высоковольтный ....
Химически стойкий . . .
Фарфоры
(свойства
Состав, вес
1
О*
СО
70,10
70,18
64,03
65,51
<
25,10
23,78
24,27
22,30
d
о
1и
0,51
1,19
0,79
0,39
6
ь
0,28
0,06
0,32
при
• %
о
5
0,21
0,69
0,91
0,38
комнатной температуре)
о
1?
0,02
0,16
0,25
0,17
о
та
о
Я;
3,77
1,72
4,03
4,00
>,
S
1
о
с
л
о
о
Тверд
6
6
7
7
sf
о о.
Is
о ^
0,925
0,845
0,750
0,759
А
О
Я
Я<^1
^|-
Тепле
вт/(м
0,28
0,22
0,27
0,31
[34]
Удельное
электро-
электросопротивление,
10~5 ом-м
объемное
9V
><
3
я ы
в нор]
услов:
8
3,1
2,45
—
о
л а
и "
после
держк
—
1,15
—
поверх-
поверхностное
X
2
s
в Hopi
услов
_
—
59
—
S
после
выдер
В ВОД(
—
30,4
—
s
к
ей
*
напря
S
к
я
I!
_
—
14
—
о
Я
У
<v
X
(_
о
&•
1
1800
1800
1900
Фаянсы (свойства при комнатной температуре) [34]
Таблица 10.76
Тип фаянса
V, 1 О3 кг/м*
Пори-
Пористость, %
6ср>
10~6 IIград
C00—1000° К)
Предел
прочности на
сжатие, кГ/см2
Предел
прочности на
изгиб, кГ/см2
X, втЦм-град)
Глинистый фаянс
Известковый фаянс . . . .
Полевошпатовый фаянс:
хозяйственный . . . ,
санитарно-технический
1,45—1,8
1,86-2,0
1,86-2,1
1,86—2,2
19—21
12—16
8—12
8-12
5,4
5,8—6,2
4,4—5,8
4,4—5,8
400—1000
800—1500
30Э0—4000
3000—4000
50—150
80—200
150—300
200—400
0,93
0,99
1,30
1,1С
Таблица 10.77
Огнеупорные материалы [12, 34, 446]
Материал
у, 103 кг/л*3
B93 К)
а, вт/{м-град)
с¦ кдж/(кг-град)
Максималь-
Максимальная рабочая
температура,
Шамотный кирпич
Пеношамот
Кирпич:
динасовый
магнезитовый . •
хромомагнезитовый ....
хромитовый
Изделия:
силлиманитовые (муллитовые)
корундовые (алундовые) . .
цирконовые
карборундовые
Плавленый шлак
Песок кварцевый
1,8—1,9
0,95
0,6
1,9—1,95
2,6-2,8
2; 75—2,85
3,0-3,1
2,2—2,4
2,3—2,6
3,3
2,3—2,6
600
1600
2600
1500
0,84-{-0,0006 t
0,28+0,0002 t
0,10+0,000125 t
0,9 + 0,0007 /
5,0+0,0015 t
1,95 (при
t=Q + 600е С)
1,2 + 0,00035 t
1,55 + 0,0002 t
1,9+0,0016 t
1,19+0,00055 t
9 (при f=1000° С)
0,15
0,38
0,63
0,300
0,88-0,00255 t
0,9+0,00026 t
1\ 05+0,00027 t
0,9+0,00027 t
0,9+0,00026 t
0,8 + 0,0004 t
0,55+0,00013 t
0,93+0,000135 t
0,919
0,919
1350—1450
1350
1300
1700
1650—1700
1700
1550—1700
1650
160C—1700
1750—1800
1400—1500
1100
1100
1100
1050
Примечание. Здесь /—температура в °С.
398
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблица 10.78
Теплопроводность различных материалов
в кристаллическом и аморфном состояниях при 300° К
[121]
Материал
X, вт/(м-град)
Монокристаллы NaCl . . .
Деформированная NaCl . . .
Аморфный кварц
Монокристаллы AgCl . . .
Деформированный AgCl . .
Сегнетова соль
Аморфная сера
Монокристаллы BiS2:
параллельно оси . . .
перпендикулярно к оси .
Селен аморфный
Селен мелкокристаллический
Зак!сь меди
Сплав Гутчинса (Bi—Sn) . .
5,52
5,36
1,30
1,26
1,36
0,47
0,21
1,36
0,84
0,17
1,09
1,44
1,50
Таблица 10.79
Модуль упругости керамических материалов при различных
температурах, 103 кГ/мм2 [432—444]
Материал
BeO
MgO
A12O3 (монокристаллмческая)
A12O3 (поликристаллическая)
ZrO2 (стабилизированная)
SiO2 (плавленая)
3A12O8-2SiO2
MgO-Al2O3
ThOa
UOa
С (графит)*
С (ядерный графит)
С (конструкционный графит)
SiC (пропитанный кремнием)
о
о
со
34,6
31,5
36,6
36,9
19,3
7,4
19,1
16,1
24,4
21,7
14,0
1,05;
1,29
0,51
0,53
39,3
о
о
СО
33,6
29,6
36,1
35,3
17,4
7,6
18,7
15,4
23,8
20,7
1,07
0,52
—
38,5
о
о
30,8
26,9
31,7
31,5
15,6
8,2
18,0
14,9
21,7
19,5
1,13
0,54
—
37,6
о
о
СО
"~"
28,5
25,8
30,6
30,1
15,1
—
—
14,3
20,5
—
—
1,15;
1,41
0,56
0,59
36,9
о
о
ю
*"*
18,0
24,6
29,4
28,0
13,7
—
—
—
—
—
1,2
0,6
—
35,9
Окислы бериллия и других металлов
399
Продолжение табл. 10.79
Материал
TiC (горячепрессованный)
TiC (с 10% Ni)
Si3N4 (плотность 69% теоретиче-
теоретической)
BN
ис
о
о
ГО
31,5
40,6
6,2
8,6
22,0
о
о
о
30,1
38,6
6,0
о
о
27,3
36,7
1,1
о
о
со
26,2
35,2
6,2
1500° К
25,2
* В направлении, перпендикулярном к направлению прессования, прочность
составляет примерно 30% приведенных значений.
Таблица 10.80
Предел прочности на изгиб керамических материалов
при различных температурах, кГ/мм2 [432—444]
Материал
ВеО
MgO
А12О3
ZrO2 (стабилизированная)
SiO2 (плавленая)
MgO-Al2O3
3AI2O3-SiO2
Sm2O3
Gd2O3
ThO2
UO2
С (ядерный графит)*
С (конструкционный графит)
SiC (пропитанный кремнием)
SiC (горячепрессованный)
TiC (горячепрессованный)
TiC (с 20% Со)
Si3N4 (плотность 78% теоретиче-
теоретической)
BN**
ис
1300°К
17,5
18,8
25,2
17,7
10,8
8,6
8,4
1,4
2,0
21,0
17,5
1,7
2,3
17,0
37,8
77,0
112,0
15,4
11,1
35,0
4,3
15,5
23,1
11,9
—
7,6
4,9
—
20,3
22,4
1,7
2,3
17,5
46,2
63,0
82,6
20,0
1.5
14,6
* В направлении, перпендикулярном к направлению выдавли-
выдавливания, прочность меньше примерно на 20%.
** В направлении, перпендикулярном к направлению прессова-
прессования, прочность меньше примерно на 50%.
400
Высокотемпературные материалы активной зоны
Таблиц а 10.81
Влияние нейтронного облучения на коэффициент теплопроводности
некоторых спеченных окислов [435, 436]
Окисел
ВеО
А13О3
SiO2 (а-кварц)
Плавленый кварц
ZrSiO4
MgO-Al2O3 (шпинель)
2MgO-SiO2 (форстерит)
Фарфор
Слюда
Интегральный
ноток быстрых
нейтронов,
нейтрон/см2
7-Ю19—3-Ю20
3-1019
4-Ю20
6-1019
6-Ю20
5-1018
5-1020
3-Ю18
1,9-Ю19
1,7-1019
4,1-1019
5.101»
7-1019
6-1019
6-1019
6-1019
4-Ю20
4-1019
2-Ю20
Т, к
300
300
300
300
300
40
100
10
10
5
5
300
300
300
300
300
300
300
300
X, em/'{м-град)
ДО
облучения
25
17
17
.25
25
570
480
1000
1000
0,5
0,5
50
10,5
10,5
6,9
11,3
11,3
0,7
0,7
поел е
облучения
17,0
9,6
3,8
12,6
8,4
300,0
220,0
600,0
2,0
0,6
0,7
1,0
5,5
3,1
4,6
5,4
3,0
0,5
1,2
Таблица 10.82
Влияние облучения при 420° К на свойства керамических материалов
[424, 425, 435]
Материал
А12Оз (монокристаллическая)
3
1 1
I I
la-
la6
16
60
Изменение свойств при 30(Г К,
%
уменьше-
уменьшение
тепло-
провод-
проводности
50
66
изменение
плотности
—0,3
— 1,0
уменьше-
уменьшение
модуля
упруго-
упругости
— 10
Окислы бериллия и других металлов
401
Продолжение табл. 10.82
Материал
А12Оз (спеченная)
ВеО
MgO (монокристаллическая)
SiO2 (плавленая)
Циркон
ZrO2
TiO2
MgO-Al2O3
2MgO-2Al2O3-5SiO2
SiC
3
s 1
§g*
111
3
40
7
6
15
100
5
19П
6
100
7
16
40
5
16
30
16
6
3-6
30
7
40
6
5
16
30
5
8
Изменение свойств
при 300 ' К, %
уменьше-
уменьшение
теплопро-
теплопроводности
42
77
33
—
—
—
81
33
61
48
48
73
73
изменение
плотности
—0,17
+7,0
+0,3
—0,03
—0,04
—1,0
-0,1
0 2
—\j, ^>
+2,8
+2,1
+2,3
+ 1,2
—6,7
—7,1
—0,5
—0,75
0
0
-0,3
—
-0,68
—1,08
уменьше-
уменьшение
модуля
упругости
— ли
—
—
—
—5
—45
-10
—5
—
—27
—
Примечание Данные настоящей таблицы справедливы для темпера-
температуры облучения 420° К. С повышением температуры степень радиационных
повреждений уменьшается.
ГЛАВА XI
МАТЕРИАЛЫ С БОЛЬШИМ СЕЧЕНИЕМ ПОГЛОЩЕНИЯ
ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ
1. БОР И БОРИДЫ
Бор, В, 5, Л = 10,811+0,003* [447—457].
Изотопы: В10, В11. Содержание в естественном элемен-
элементе, %:
В10 от 18,45 до 18,98
В11 от 81,02 до 81,55
При давлении 760 мм рт. ст.
Гпл = 2300-^2400°,К; гпл= 1100 кдж/кг\
Гкип = 27504-2850° К; гисп=17 400 кдж/кг.
При 300° К плотность кристаллического бора у =
= 2330±20 /сг/ж3, аморфного — 2300 /сг/ж3. Средний ко-
коэффициент линейного расширения ^кристаллического бо-
бора при нагревании от 300 до 1000° К а = 8,3-10~6 1/град.
Удельное электрическое сопротивление преосованного
бора при 300° К р= 1,8-10~8 ом-м, при 400° К р =
= 1,3-10~6 ом-м. Коэффициент теплопроводности опрес-
Таблица И. 1
Зависимость теплоемкости бора от температуры [32, 447]
7\ °К
230
300
с , кджЦкг-град)
0,801
0,997
Т, °К
400
500
i
с , кдж/(кг-град)
1,285
1,533
* Атомный вес колеблется вследствие изменения изотопного со-
состава элемента.
Таблица П.2
Теплофизические свойства боридов тугоплавких металлов в исходном состоянии
Борид
TiB2
ZrB2
HfB2
VB2
NbB,
TaB2
CrB2
Mo2B5
W2B5
вес
3
sc
ft
к
с;
элеку
69,522
112,842
200,112
72,564
111,528
202,570
73,618
245,935
421,755
3250
3300
3500
2700
3300
3400
2500
2400
2500
о
4,5
6,1
11,2
4,6
6,0
11,7
5,6
8,0
11,0
1
\
0,635
0,448
0,396
—
0,621
0,383
0,695
—
—
рад)
з
I
21
23
—
—
17
11
22
27
32
C00-1200 °К)
град
1
о
7,3
5,5
5,3
7,5
8,0
5,1
11,1
—
7,9
а?
а|
о
оо
|
1
О
28,4
9,2
12,0
19,0
34,0
37,4
84,0
18,0
43,0
А
ДОСТ
ft
н
1икро
<
3400
2250
2900
2800
2600
2500
2100
2300
2700
о
54
35
—
27
25
26
21
30
29
404 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
сованного и спеченного бора при температурах
300—360° К Я «1,5 вт/ (м. град).
Теплоемкость бора в интервале температур 300—
1200° К рассчитывается по формуле
ср = 4,1868A,54 +4,40-10Г) кдж/(кг-град).
Таблица 11.3
Давление пара бора [164]
Т, °К
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
Р, бар
8,18-10-ю
6,96-10-9
4,7Ы0-8
2,63-Ю-7
1,25-10-6
5,10-Ю-5
1,84-10-5
г, К
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
р, бар
5,97-10-5
! ,76-10—4
4,54-10-4
1,09-Ю-3
2.46.10-3
5,23-Ю-3
1,06-Ю-2
Таблица 11 • 4
Плотность некоторых боридов
редкоземельных элементов [448, 449]
Борид
ЕиВ„
SmBB
GdBe
DyBe
Плотность,
103 кг/-и*
4,95
5,07
5,25
5,35
Количество
бора, 103 ке/м3
1,48
1,53
1,54
1,53
Таблица П.5
Теплопроводность никеля в зависимости от концентрации
бора и температуры, вт/(мград) [450—453]
Содержание бора,
вес. %
2
4
6
370
43,
37,
30,
К
03
80
82
770
37,
33,
30,
К
80
73
24
1170
41,
37,
31,
К
87
22
98
Бор и бориды
405
Содержание бора,
вес. %
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Продол
370 °К
26,75
22,68
18,61
15,12
12,21
9,89
8,14
6,Р8
5,82
5,82
ж ен ие
770 ТК
26,75
23,26
19,77
18,61
16,28
13,96
12,79
11,63
10,47
9,89
табл. 11.5
1170 ЧК
26,75
24,42
19,77
16,28
14,54
11,63
11,63
11,63
11,63
11,63
Т а б л и ц а И .6
Удельное электрическое сопротивление
металлов и их гексаборидов при комнатной
температуре [449, 458]
Элемент
La
Се
Рг
Nd
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
P. 10"
Металл
56,8
75,3
68,0
64,3
88,0
81,3
140,5
56,0
87,0
107,0
79,0
27,0
79,0
~8 om-m
Гексаборид
15,0
29,4
19,5
20,0
207,0
84,7
44,7
37,4
—
43,6
—
406 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Таблица И.7
Теплопроводность при комнатной температуре
гексаборидов различных элементов [448, 449]
Борид
СаВ6
SrBe
ВаВа
YBe
LaB6
СеВ,
РгВ6
X, Ю" вт/{м-град)
23
26
36
29
47
34
41
Борид
NdB6
SmB6
EuB6
GdB6
TbBtt
YbB6
ThBe
X, 10" вт/(м-град)
M
14
23
20
20
25
42
Таблица П.8
Некоторые физические свойства при комнатной температуре
сплавов гексаборидов металлов [448, 459]
Состав сплава,
вес. %
YB6 — LaBe
100 0
75 25
50 50
25 75
0 100
YB6 - СеВб
100 0
75 25
50 50
25 75
0 100
LaB6 — СеВ6
50 50
Удельное
электросоп-
электросопротивление,
10"~8 ом-м
40,4
62,1
37,8
22,2
17,8
40,4
92,3
66,6
65,6
43,3
340,0
Коэффициент
термо-э. д. с.
10,03
4,85
3,14
3,28
2,55
10,03
0
1,78
1,3
1,1
Микро-
твер-
твердость,
кГ/мм3
2900
2400
2200
2400
3950
2270
2060
2430
Плотность, 103 кГ/м3
рентгенов-
рентгеновская
3,65
3,87
4,10
4,48
4,72
3,65
4,23
4,52
4,34
4,71
4,79
пикномет-
рическая
—
3,30
3,79
4,15
3,85
3,50
3,65
4,11
Кобальт, кадмий, гафний, серебро
407
Таблица 11 -9
Коэффициент термического расширения гексаборидов
различных элементов [448, 460]
Борид
СаВб
SrB6
ВаВб
YB6
LaBe
CeBe
PrBe
а, 10~6 \/град
i
6,50
6,68
6,80
6,?4
5,60
6,20
7,55
Борид
NdB6
SmB6
EuB6
GdB6
TbBe
YbB6
ThBe
a, 10~ \/град
7,26
6,50
6,86
8,68
7,79
5,85
7,84
2. КОБАЛЬТ, КАДМИИ, ГАФНИЙ, СЕРЕБРО [32, 50, 70 461]
Кобальт, Со, 27, А = 58,9332 [32]
Изотоп — Со59.
При давлении 760 мм рт. ст.
ГПЛ=|1763±5°К; гпл = 280=ь4 кдж/кг;
Гкип = 3600+200° К; гисп = 6300 кдж/кг.
Таблица П.10
Теплофизические свойства кобальта [32]
г, °к
100
120
220
290
340
370
420
470
520
570
620
670
720
770
820
870
920
970
V»
1С8 кг/м*
8,90
8,89
8,88
—
с , кдж1{кг-град)
0,410
0,412
0,423
0,435
0,440
0,450
0,460
0,468
0,480
0,494
0,500
0,515
0,530
0,543
0,560
0,578
0,595
0,613
X,
втЦм-град)
37,5
44,0
66,0
70,9
74,5
94,0
101,0
107,0
113,0
117,0
121,0
124,0
126,0
126,8
. 125,5
123,5
120,5
116,5
а, 10~~6
1/град
10,2
10,4
11,4
12,2
12,6
13,1
13,3
13,7
14,1
14,5
14,8
15,2
15,4
15,7
15,9
16,2
16,4
16,6
р, io~~8
ом-м
4,95
5,2
5,9
6,5
6,8
7,1
7,4
7,6
8,0
8,2
8,4
8,5
8J
8,7
8,7
8,7
8,6
8,4
408 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Продолжение т-абл. 11.10
Т. СК
1020
1070
1120
1170
1220
1270
1370
1470
1570
1670
V.
1С* ks/m*
.
—
8,85
—
с к дм/ (кг-град)
0,633
0,674
0,678
0,700
0,730
0,762
0,830
0,890
0,897
0,940
А,
вш/ (м-гр
112,0
107,0
101,5
96,0
89,0
82,0
66,0
49,0
30,0
11,0
а., 10~6
1 /град
16,8
16,9
17,2
17,4
17,6
17,7
18,0
18,3
18,5
18,7
р. ю "8
ом • м
8,1
7,8
7,4
7,1
6,6
6,3
5,1
3,9
2,5
1,1
Таблица 11.11
Плотность и температура плавления для сплавов кобальта
с хромом и никелем [32]
Со
65
34
55
25
20
44
Сг
25
25
25
15
20
20
Состав сплавов кобальта
N1
2
32
10
20
20
20
С
0,40
0,40
0,40
0,15
0,40
0,40
Fe
1
1
1
31
24
3
Mo
6
—
3
4
4
, вес,
W
6
—
8
2
4
4
%
SI
0,6
0,6
0,6
0,5
0,7
0,7
Mn
0,3
0,6
0,6
1,5
1,5
1,5
Nb
—
—
1
4
4
у, 103 кг/м*
B93 °K)
8,54
8,21
8,61
8,20
8,31
8,66
тпл,
°к
1543
1556
1583
1583
1623
1563
Таблица 11.12
Температура кипения кобальта в зависимости
от давления
1980
2158
2468
2758
pt мм pm. ст.
0,1
1,0
10,0
50,0
2908
3163
3373
р, мм pm. cm.
100,0
300,0
760,0
Для жидкого кобальта теплоемкость
ср = 1,11 кдж/ (кг • град).
Кобальт, кадмий, гафний, серебро
409
Таблица 11.13
Теплопроводность и линейное расширение для сплавов кобальта с
хромом и никелем в зависимости от температуры (состав см.
в табл. 11.11) [32]
X, вт/ (м -град)
Содержание Со,
вес. %
65
34
55
25
20
44
зоо °к
83,7
76,8
80,3
79,1
80,3
87,2
боо к
95,4
83,7
85,1
87,2
93,0
700
97
89
95
94
°К
,7
,6
,4
,2
800 К
102,3
95,9
104,7
101,2
103,5
110,5
900 с
115,
107,
111,
—
К
1
0
6
Продолжение табл. 11.13
Содержание
Со, вес. %
65
у 34
55
25
20
44
G00
9
9
9
10
10
11
ск
,5
,1
,8
,7
,5
,8
700 °К
10,0
9,8
10,0
10,9
10,5
11,7
а, Ю~6
800 °К
10,4
10,1
10,1
11,1
10,5
11,5
1 /град
900 °К
10,9
10,5
10,3
11,4
10,6
11,8
1100 °К
11,0
10,8
10,5
11,8
10,9
11,8
1200 °К
11,0
—
12,0
11,2
11,9
Кадмий, Cd, 48, Л = 112,40 [32, 50, 70, 461].
Изотопы: Cd106, Cd108, Cd110, Cd, Cd112, Cd113, Cd114,
Cd116.
При давлении 760 мм рт. ст.
Гпл = 594,4+0,3° К; гпл = 53,59+1,67 кдж/кг;
Гкип= 1038+1° К; гисп= 1184+20 кдж/кг.
Гафний, Hf, 72, А = 178,49 [32, 50, 70, 461].
Изотопы: Hf174, Hf176, Hf177, Hf178, Hf179, Hf1W).
При давлении 760 мм рт. ст.
Гпл = 2500+2523° К;
7'шш=5470°К.
410 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Таблица 11.14
Теплофизическме свойства кадмия [32, 462]
т, к
83
293
373
473
594,66
673
Я73
1073
V. Ю3
кг/ м3
8,65
8,02
7,93
7,68
7,49
с ,
кдж/ (кг-град)
0,1855
0,2345
0,2386
0,2428
0,2910
0,2914
0,2914
0,2914
em/ (м-град)
104,67
93,04
91,88
90,71
89,78
43,96
—
1П~"8
ом -м
2,Р5
10,98
13,60
14,20
33,77
33,70
34,82
36,22
Давление
пара,
мм ptn. en.
0,0002
0,472
5,228
134
1100
При 300° К у^ 13 290+10 /сг/ж3; ср = 0,138 кдж/(кгХ
Хград).
Средняя теплоемкость в интервале температур 300—
400° К составляет 0,1470 кдж/(кг-град).
При температуре 2030±35° К гексагональная решет-
решетка переходит в объемноцентрированную кубическую.
Коэффициент линейного расширения гафния в ин-
интервале температур 300—1300° К равен 5,9-10~6 1/град.
Модуль упругости 9840 кГ/мм2.
Микротвердость иодидного гафния при нагрузке 60 г
составляет 206 кГ/мм2.
Таблица 11.15
Атомная теплоемкость гафния в зависимости
от температуры [50]
т, °к
13
20
30
40
50
70
V
кдж/ (г-агпом-град)
0,15
0,55
2,57
6,71
16,32
21,87
Г, °К
90
100
110
200
210
300
у
кджЦг-атом • град)
22,63
22,63
22,%
25,05
25,05
26,15
Кобальт, кадмий, гафний, серебро
411
Таблица И.16
Теплопроводность гафния в зависимости
г, °к
320
400
500
ог
X, впг/(м-г
22,3
22,0
21,5
температуры [50]
рад)
Т, °К
600
700
800
X, em/
21
20
20
м-г рад)
,0
,7
,5
Таблица 11.17
Удельное электросопротивление гафния в зависимости
от температуры [50]
т,
0
1
3
20
90
320
«к
,7
,3
,6
р, 10 8 ом-м
Сверхпроводник
3,0
3,1
3,2
9,7
32,7
т, °К
400
600
900
1600
1800
1900
р, 10 8 ом-м
47,1
75,0 .
105,3
177,0
175,0
164',0
Таблица 11.18
Давление пара гафния [50]
г, °к
р, бар
2140 10~10
2280 10-*
Цинк, Zn, 30, А =65,37 [32].
Изотопы: Zn64, Zn66, Zn67, Zn68, Zn70.
Металл характеризуется следующими свойствами:
Температура, °К:
плавления 692
литья 703—723
горячей обработки (прокатки) 403—443
отжига 323—373
начала ре<ристаллизации 300
Линейная усадка, % 1,57
Плотность при 293 °К, кг/м* 7140
Коэффициент линейного расширения B93—
523 °К), \/град 39,7-10-6
Теплопроводность при 300 °К, вт/{м-град) 3
113
412 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Серебро, Ag, 47, А = 107,868 [32].
Изотопы: Ag107, Ag109.
Температура плавления 1233° 1\.
Плотность серебра чистотой 99,99% при 293° К Y =
= 10 500 кг/м\
Коэффициент линейного расширения при 273—373° К
а=18,7-Ю-6 XIград.
Теплопроводность при 300° К А,=418 вт/(м-град).
3. РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ДИСПЕРГИРОВАННЫЕ МАТЕ-
МАТЕРИАЛЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Таблица 11.19
Зависимость удельного электросопротивления
эрбия от температуры [463]
50
100
150
200
250
300
р, 10"
в направлении
оси а
19
36
46
55
65
75
"8 ом-м
в направлении
оси с
15
21
26
31
37-
44
Таблица П.20
Зависимость удельного электросопротивления
диспрозия от температуры [449, 464]
т, °к
50
100
150
200
Р, 10 8 ом-м
12
42
76
72
Т, К
250
300
350
400
р, 10 8 ом-м
75
80
85
92
Таблица И.21
Физические свойства редкоземельных металлов [50, 448]
Элемент
Лантан
Церий
Празеодим
Неодим
Самарий
Европий
Гадолиний
Тербий
Диспрозий
Гольмий
Эрбий
Тулий
Иттербий
Лютеций
Скандий
Иттрий
Символ
La
Се
Рг
Nd
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Sc
Y
Q.
о
2
О
Атомный
57
58
59
60
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
21
39
вес
Атомный
138,91
140,12
140,907
144,24
150,35
151,96
157,25
158,924
162,50
164,930
167,26
168,934
173,04
174,97
44,956
88,905
« ?
^ со
6,174
6,771
6,782
7,004
7,536
5,259
7,895
8,272
8,536
8,803
9,051
9,332
6, ?77
9,842
2,985
4,478
в
1190
1070
1210
12Э6
1345
1100
1585
1630
1680
1734
1770
1818
1О'-7
1925
1810
1790
в
S
а
3740
3740
3400
3300
2170
1710
3270
3070
2870
2870
3170
2000
170Э
3600
3000
3200
'моль
i
с
6,69
9,21
6,90
10,89
10,89
8,37
15,49
16,33
15,91
17,16
17,16
18,43
6,28
18,83
17,59
17,57
с/ моль
1
в
Я
416
397
330
289
193
177
339
293
292
285
308
245
173
333
339
346
[моль-град]
* СО
27,84
28,85
27,00
30,15
27,17
25,12
46,89
27,38
28,13
27,00
27,65
27,00
25,12
27,00
25,16
25,16
1
[град C00
т ?
8,0
7,0
6,0
8,0
—
26,0
8,0
10,0
12,0
9,5
11,0
11,6
31,0
12,5
11,4
10,8
(Мо
о
о
СО
1
1
13,9
10,9
11,7
12,9
8,7
10,0
9,6
—
—
14,7
(Me
)м-м B 93
00
1
о
сГ.
56,8
75,3
68,9
64,3
88,0
81,3
140,5
—
56,0
87,0
107,0
79,0
27,0
7Э,0
66,0
80,1
ло-
н
§1
О .•?
3* X
51
8,9
0,7
11,2
44
6 500
4 500
44 000
44
1 100
64
166
118
36
108
24
1,4
414 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Таблица 11.22
Теплопроводность сплавов типа нимоник с добавками окислов
редкоземельных элементов E вес. %) в зависимости от
температуры, вт/(м град) [453]
Т, °К
373
473
573
673
773
873
973
1073
1173
Исходный
нимоник
15,1
16,9
18,6
20,4
22,1
25,5
26,8
29,1
31,4
Нимоник -+-
+ Еи2О3
9,9
11,6
13,4
15,1
16,3
18,6
19,8
20,9
22,7
Нимоник +
+ Gd2O3
8,7
9,9
11,6
14,0
14,5
15,7
17,5
18,6
20,9
Нимоник +
+ Sm2O;,
15,1
16,9
18,0
19,8
20,9
23,3
25,0
27,3
29,1
П р и м е ч а н и е. Нимоник 80А имеет состав, вес. %: 20, 5 Сг, 0,04 С,
12 А1, 2,4 Ti, NI (ост.).
Таблица 11.23
Теплопроводность сплавов типа нимоник с различной
концентрацией окиси гадолиния при разных
температурах, em/(м град) [453]
Содержание
Gd2O3,
вес. %
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
370 °К
15,7
13,4
12,2
11,4
10,5
9,3
8,5
7,6
6,4
5,8
770 °К
23,3
21,5
19,2
17,7
16,3
14,0
12,8
н,о
9,3
8,1
1170 °К
31,4
29,1
26,8
24,4
22,1
19,8
17,5
15,1
14,5
10,5
Редкоземельные элементы
415
Таблица 11.24
Теплоемкость сплавов типа нимоник
с окислом гадолиния или самария
E вес. %) в зависимости от температуры,
кож/(кг град)
Т, °К
373
473
573
673
773
873
973
. 1073
1173
1273
Нимоник 4-
+ Gd2O3
0,42
0,46
0,50
0,53
0,57
0,61
0,64
0,67
0,71
0,74
[453]
Нимоник + Sm2O3
0,40
0,44
0,48
0,51
0,54
0,58
0,62
0,65
0,69
0,71
Таблица 11.25
Коэффициенты термического расширения сплавов типа нимоник
в зависимости от температуры и концентрации окиси самария,
Ю-6 1/град [453]
т, °к
373
473
573
673
773
873
973
1073
1173
Нимоник 4-
+5% Sm2 O3
14,0
15,0
15,8
16,7
17,5
18,5
19,5
20,4
21,1
Нимоник 4-
4-Ю Sm2O3
13,5
14,3
15,2
16,0
16,8
17,8
18,6
19,4
20,2
Нимоник 4-
415% Sm2O3
12,7
13,5
14,3
15,1
15,7
16,5
17,4
18,1
19,0
Нимоник 4-
4-20% Sm2O3
13,0
13,8
14,7
15,6
16,5
17,4
18,4
19,3
20,2
416 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
4. ХИМИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
[420, 430—440]
Таблица 11.26
Температура плавления и плотность
окислов редкоземельных элементов,
используемых для регулирования тепловых
реакторов [448, 453]
Поглотитель
Sm2O3
Еи2Оз
GdaO3
Dy2O3
Ег2О3
Гпл' °К
2570
2320
2620
2610
2270
V, 1 О3 кг/м3
B93 СК)
7,43
7,42
7,40
7,81
3,90
Таблица П.27
Температура плавления некоторых интермегаллических
соединений редкоземельных металлов [449, 463]
Соединение
LaSb
Sm2Se3
SmSe
Sm2Te3
Er2Se3
ErSe
ErSb
\baSe8
-1810
>1810
-2370
1710—1820
-1790
-2070
-2170
-1940
Соединение
YbSe
YbTe
Gd2Te
GdAs
YSb
Y2Se3
Y2Te3
гпл- °K
' =F 2210
2Э0Э—2050
-1690
-2540
2120—2470
-2070
-1800
Таблица 11.28
Электрические свойства некоторых интерметаллических
соединений редкоземельных металлов при комнатной температуре
[449, 458, 363]
Соединение
La2Se3
La2Te3
LaSb
Постоянная Холла, см3/к
Отрицательна
»
»
Удельное электро-
электросопротивление,
10"~~2 ом-м
2,4-Ю~2
1,9-Ю-4
1,2-10—4
418 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Таблица 11.31
Значение отношений теплот образования нитридов
к теплотам плавления соответствующих металлов [448]
МртД п П
i • * V- 1 Clt/1 V А
Al
La
Се
Ti
Ir
V
Та
Mo
Скрытая теплота
плавления ме-
металла г„„,
пл
кдж]кг
389,4
81,2
54,4
376,8
251,2
334,9
154,9
251,2
Теплота образо-
образования нитрида
М РТЯП Л Я
IVi V* X Civlv 1 Сл
~AW2 98' кдж'/кг
7620
1976
2093
5652
3224
3894
1290
335
о
~~Д98
'пл
Р,6
24,3
38,4
15,0
12,8
11,6
8,4
1,3
Таблица 11.32
Свойства карбидов редкоземельных металлов [448]
Карбид
ScC
Y3C
YC
Y2C3
YC2
La2C3
a-LaC2
p-LaC2
Се2Сз
CeC2
Pr2C3
PrC2
Nd2C3
NdC2
Sm3C
Sm2C3
SmC2
GdgC
Молеку-
Молекулярный
вес*
56,967
278,726
100,916
213,843
112,927
313,853
162,943
162,932
316,273
164.142
317,847
164,929
324,513
168,262
463,061
336,733
174,372
483,761
Содер-
Содержание
угле-
углерода,
вес. %
21,08
4,31
11,89
16,85
21,25
11,47
14,74
14,74
11,39
14,63
11,36
14,56
11,10
14,27
2,59
10,68
13,77
2,48
кг/м3
B93 СК)
5,41
—
—
4,52
6,08
5,35
5,0
6,97
5,56
6,621
5,73
6,902
6,00
8,139
7,477
6,50
8,701
2173 + 323
2223 + 293
2073+323
2573 + 323
2293
2711
2711
—
2813
—
2808
2273
—
—
2473
а, 10~6
1 /град
C00-
400 °К)
11,4
—
1,33
—
—
9,9
12,1
—
10,4
10,1
11,4
—
—
—
—
—
омм B93 °К)
274
—
4,54-!04
350
88,7
144
С8
—
202
58,8
—
25,7
—
—
—
—
—
Химические соединения редкоземельных элементов 41Э
Карбид
Gd2C3
GdC2
Tb3C
Tb.2C3
TbC2
Dy3C
Dy2C3
DyCo
H03C
H0X3
H0C0
ЕгзС *
Er2C3
Era
Tm3C
Тт2Сз
TmC2
Yb3C
Yb2C3
YbC2
Lu3C
Lu2C3
LuC2
Молеку-
Молекулярный
вес*
350,533
181,782
488,783
353,881
182,943
49">,611
371,033
186,522
505,801
365,893
188,952
513,791
370,533
191,282
518,825
373,909
192,960
531,131
382,113
197,052
536.97
385,973
198,992
Содер-
Содержание
угле-
углерода,
вес. %
10,28
13,25
2,45
10,18
13,14
2,40
9,71
12,88
2,37
9,85
11 ,Я5
2^33
9,72
12,55
2,31
9,63
12,45
2,26
9,43
12,18
2,25
9,34
12,05
7.103
кг/м3
B93 °К)
8,024
6,939
8,882
8,335
7,176
9,211
7,450
9,434
8,8'2
7,701
4,708
7,954
9,901
—
8,175
10,25
—
8,097
10,54
—
8,728
Продолжение та
2473
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
in—6
а, 10
1 /град
C00—
400 °К)
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
бл. 11.32
in— &
ом-м B93 °К
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
* См. сноску на стр. 35 7.
Таблица 11.33
Температура перехода в сверхпроводящее состояние для
некоторых соединений Se, Y, La и Lu типа АВ2, °К [449, 464]
Элемент А
Sc
Y
La
Lu
Ge
1,30
3,80
1,49
1
1
1
Элемент
Ru
,67
,52
,63
—
в
Os
4,60
4,70
6,50
3,49
Ir
1,03
2,18
—
—
14
Таблица П-34
Свойства редкоземельных металлов при испытании на растяжение гри г.'озышенм>1х температурах
для различных состояний [50]
Металл
14,8
12,6
21,6
21,6
24,4
7,2
Кованый
G98 К
,. 1
н
о
О.
С
5^
о» -^_
. 1
о
3"
теку
1 S
' !'Е
\\1
3
Лантан
Церий . .
Празеодим
Неодим .
Самарий .
Гадолиний
Диспрозий
Гольмий
Эрбий . .
Иттербий
3,0
3,6
4,3
8,9
10,2
13,5
2Э,4
15,8
2,9
1,4
3,8
8,4
9,1
10,0
18,8
13,4
97,0
8,0
47,5
8,0
12,5
12,0
4,2
4,6
Материалы нейтронной защиты
421
Таблица 11.35
Теплопроводность некоторых полупроводников, вт/(мград) [465]
г, °к
90
ПО
130
150
170
200
230
260
300
InAs
90,4
81,6
75,4
70,3
65,3
58,6
53,2
49,4
53,2
GaAs
3,98
3,84
3,73
3,64
3,58
3,51
3,45
3,40
3,30
1п2Те3
0,385
0,352
0,329
0,312
0,299
0,281
0,268
0,255
—
In2Se3
0,182
0,167
0,155
0,144
0,133
0,120
0,112
0,108
—
Таблица 11.33
Упругие свойства редкоземельных металлов [50]
Металл
t
Лантан
Церрй
Празеодим ....
Неодим
Самарий
Гадолиний ....
Модуль
упруго-
упругости , по
данным
Смита,
кГ/мм2
3915
3058
3592
3859
.4480
5730
Модуль
сдвига,
к Г/ мм*
1518
1223
1378
1476
1286
2278
Коэффи -
циент
Пуассона
0,288
0,248
0,305
0,306
0,352
0,259
Сжимаемость, см2/кГ
по данным
Смита
3,24
4,95
3,28
3,02
2,56
2,52
по данным
Бридж-
мена
3,9
4,7
3,7
3,0
3,5
2,5
5. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ МАТЕРИАЛОВ
НЕЙТРОННОЙ ЗАЩИТЫ
Таблица 11.37
Неорганические соединения для нейтронной защиты [466]
Соединение
кг/м9
Число ядер
водорода, 1022
Важнейшие свойства
Гидриды
LiH
0,78
963
7,57
5,9
Реагирует во влажном
воздухе, горит
422 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Соединение^
NaH
СаН,
MgHa
HfH2
TiH2
ZrH2
В10Н!4
BNH
NaBN4
LiBH4
v, 103
кг/м*
1,40
1,70
-1,4
11,48
3,9
5,9
0,94
1,5
1,07
0,67
гпл> °К
1073
873 (раз-
(разлагается)
553 (раз-
(разлагается)
*
*
100
—
Разлагается
при 573 °К
Разлагается
при 548 °К
П р о д о л ж
Числе
э ядер
водорода, 1022
г-1
2,50
2,9
4,6
0,7
2,4
1,3
6,9
2,3
6,35
11,05
cm
3,5
4,9
-6,4
7,65
9,3
7,6
6,5
3,45
6,8
7,4
ен и е табл. 11.37
Важнейшие свойства
в воде, разлагается
при~30 мм рт. ст.
и 963 °К
Горит при 503 °К на
воздухе, реагирует
во влажном возду-
воздухе, может гореть
при более низкой
температуре, разла-
разлагается при 160 мм
рт. ст. и 653 СК
Гидролизируется в во-
воде, разлагается при
20 мм рт. ст. и
973 °К
Сильно взаимодейст-
взаимодействует с водой, не
вспыхивает
Стабилен во влажном
воздухе ниже тем-
температуры разложе-
разложения
Стабилен во влажном
воздухе
Свойства аналогичны
TiH2
Стабилен в вакууме
при 423 °К
Стабилзн до 1073 °К
Медленно реагирует с
водой
Быстро гидролпзиру-
ется в воде
Al2 (SO4)sX
Х16Н2О
Na2B4O7X
XlOHoO
Кристаллогидраты
1,69
1,73
3,05
3,15
5,15
5,45
Теряет зоду
359 °К
То же при 348 °К
при
Материалы нейтронной защиты
423
Соединение
F<OHK
А1(ОНK
В(ОН)з
(борная
кислота)
Са(ОНJ
Sr(OHJ
Ва(ОНJ
Ва(ОНJ X
,Х8Н2О
LiOHH2O
NaOH
2SiO2H2O
V, Ю3
кг/м*
3,4 —
3,9
2,42
1,48
2,34
3,6
4,5
2,18
1,43
2,13
1,57
Про
тп (, °к
д о л ж
Число ядер
водорода, 1022
г'1
Г и д р о о к v
—
—
—
—
—
351
723
592
—
1,69
2,32
2,9
1,62
0,99
0,70
3,44
2,52
1,50
0,87
1
см~3
с и
5,75—
6,6
5,6
4,30
3,8
3,6
3,2
7,5
3,6
3,2
1,37
е н и е табл. 11.37
Важнейшие свойства
Теряет воду выше
373 °К
То же выше 423 °К
» около 373 °К
Давление диссоциации
0.5 атм при 793 °К
Давление диссощ ации
0,5 атм при 973 °К
Давление диссоциации
0,5 атм при 1173°К
Быстро теряет воду
около 353 °К
Устойчив к нагреву
до -320 °К
То же
Теряет воду при
423 °К
Прочие соединения
Портланд-
Портландцемент
@,43% Н2
в фэрме Н2О)
Асбест
3MgOx
X2SiO2X
Х2Н2О
5,42
2,50
0,25
0,87
1,40
2,17
Стареет, теряя водо-
водород при высокой
температуре
424 Материалы с большим сечением поглощения нейтронов
Соединение
Гипс
CaSO4 X
Х2Н2О
Каолин
А12О3Х
X2SiO2X
Х2Н2О
NH4Cl
(NH4JSO4
N2H4H2SO4
NH4H2PO4
NH4H2FO,
Бетон с же-
железным
скрапом
E% Н2О)
7. 10»
кг)м*
2,32
2,6
(сред-
(среднее)
1,53
1,77
1,37
1,80
2,52
4,4
7п.т °К
—
—
—
527
—
—
Пр одолж
Число ядер
водорода, 1022
1,40
0,93
4,51
3,64
2,77
3,13
4,32
0,3
см-3
3,25
2,4?
6,9
6,44
3,8
5,64
10,9
1,32
ение табл. 11.37
Важнейшие свойства
При 401 °К содержа-
содержание воды уменьша-
уменьшается в 1,5 раза
Теряет воду при
437 °К
Возгоняется при
608 °К
Расплавляется с раз-
разложением выше
573 °К
—
Разлагается при
513 °К
Разлагается при
473 °К
Теряет воду при на-
нагревании
* Изменение содержания водорода начинается около 537 °К; в. замкнутом
объеме между содержанием водорода в материале и парах над ним наступает
равновесие, зависящее от температуры; например, для TiHj ., при 7 73 ЛК
равновесное давление составляет 10 мм рт. ст.
Таблица 11.38
Органические соединения для нейтронной защиты [466]
Соединение
V, Ю3
кг/м3
Число ядер
водорода, 1022
Макси -
мальная
рабочая
темпера-
температура, °К
Воспламеняемость
Термостойкость
Радиационная стой-
стойкость (максимальный
поток в реакторе
ВЕРО —10*0 ней-
нейтрон/ {см2 сек)]
Стеарат лития
[(Li (Cl8H35O2)]
Пальмитат ли-
лития
[Li (С1вН31О2)]
Тркстеарат алю-
алюминия
Олеат натрия
[Na (С18Нзз02)]
Олеат железа
[Fe(C18H33O2K]
Хозяйственное
мыло
свн10о5
1,0
1,0
1,0
1,1
1,15
1,1
7,3
7,1
7,2
6,1
6,6
—
7,3
7,1
7,2
6,7
7,6
-7,0
Соли карбоновых кислот
494*
497*
1,5**
3,72
5,58*
376*
505*
373*
473*
473
При наличии
фитиля горит
в расплавлен-
расплавленном состоянии
!
Целлюлоза
Обугливается на
воздухе без плав-
плавления при 493 °К
Хорошая до обуг-
обугливания
Плохая; межмоле-
межмолекулярные связи
легко разрывают-
разрываются; продолжитель-
продолжительность облучения
в реакторе 6 ч
Продолжение табл. 11.38
Соединение
Диацетат цел-
целлюлозы
Триацетат
целлюлозы
V, Ю3
кг/м3
1,32
1,26
Число ядер
водорода, 1022
3,43
3,35
4,54
4,23
Макс и -
мальная
рабочая
темпера-
температура, °к
Размяг-
Размягчается
при
348—
373 °К
То же
Воспламеняемость
Горит, но не ин-
интенсивно
Медленно горит
Термостойкость
При 473 °К пла-
плавится с газовы-
газовыделением
То же
Радиационная стой -
кость [максимальный
поток в реакторе
ВЕРО — 1010 нейт-
нейтрон/(см2-сг к)]
Плохая
Плохая
Полиэтилен
(СН8)Я
Полипропил
СНСН3СН2
Полистирол
(С6Н5СНСН2)„
0,92*
0,9
1,06
8,58 7,9*
8,58
4,63
7,72
4,80
Размяг-
Размягчается
при 323—
373 °К
Пластики
Интенсивно горит
383
Размяг-
Размягчается
при
373 °К
Интенсивно горит
Интенсивно горит
Плавится при.
383 °К
Плавится при
438 °К
Плавится при
433 °К
Умеренная; раз-
размягчается; разрыв
связей; продолжи-
продолжительность облуче-
облучения в реакторе
2 дня
Хорошая; продол-
продолжительность облу-
облучения в реакторе
10—20 дней
Полихлорид
(С2НЧС1)Л
«Дарвик»
(С2Н2С12)Л
«Кобекс»
Полиметил —
метакрилат
(С5Н8О2)„ г
(перспекс)j
1,4
1,19
2,9
4,82
4,1
5,72
Размяг-
Размягчается
при
353 °К
Размяг-
Размягчается
при
373 °К
-Загорается только
с острого ребра;
самогасящееся
вещество
Загорается только
с острого ребра;
пламя легко га-
гасится
Обугливается при
423 °К с выделе-
выделением НС1
Переходит в моно-
мономер при 423 °К,
испаряется без
остатка
Хорошая; продол-
ж ительность облу-
чения в реакторе
5—10 дней; не-
недостатки: погло-
поглощение тепловых
нейтронов хлором
и проблема корро-
коррозии в связи с об-
образованием НС1
Плохая; разлага-
разлагается с разделением
межмолекулярны х
связей, выделя-
выделяются СО2, Н2 и
О-Ц; продолжи-
продолжительность облуче-
облучения в реакторе
2 дня
Смол ы
Карбамидная
смола
(С2Нз(Ж2)л
Меламинфоо -
мальдегид*4
Фенолформаль-
дегид*5
1
1
1
,45
,50
,28
2,
2,
3,
54
79
40
3,
4,
4
69
18
348
373
373—
423
Загорается с тру-
трудом; само гасяще-
гасящееся вещество
При разложении
D73'°К) выделя-
выделяются цианид,
фенол и др.
Хорошая, особенно
в случае прослоек
стеклоткани или
пропитывания ас-
асбестом; продол-
продолжительность сб-
лучения в реакторе
20 дней
Соединение
Полtамид,
нейлон-66
Полиэфирное во-
волокно
«Терилен»
(С10Н8О4)
Полиэфир с раз-
разрушенными
связями
Эпоксидные
смолы [(на-
[(например ,
Q1H24O4 +
+ A(Cl3H12N2)]
7,10*
кг/м3
1.14
1,4
—
1,2
Число ядер
водоро,пя 1 й22
г-1
5,8
2,5
—
4,2
см~3
6,52
3,5
3,5
5,10
Макси -
мальная
рабочая
темпера-
температура, °к
473
Размяг-
Размягчается
при
423 °К
423
473
Воспламеняемость
Горит спокойным
огнем; быстро
гаснет сам
Самогасящееся
вещество
Самогасящееся
вещество
Есть данные об
их плохой воспла-
воспламеняемости и са-
самогашении, что
не подтверждается
экспериментами;
наполнители
улучшают огне-
огнестойкость
Пр од о лж б> н
Термостойкость
Плавится выше
533 °К
Волокна плавятся
при 523 °К, обра-
образуя шарики, при
этом выделяется
кислота
Не должен пла-
плавиться
Разлагается при
573 °К без депо-
деполимеризации
ие табл. 11.38
Радиационная стой-
стойкость [максимальный
поток в реакторе
ВЕРО — 1 0»0 нейт-
нейтрон/(см2-сек)]
Хорошая; после
облучения в реак-
реакторе в течение
10—20 дней тем-
темнее и охрупчи-
вается
Довольно хорошая;
свойства ухудша-
ухудшаются в связи с
рассеиванием це-
цепочек
—
Хорошая
Поликарбонат
(С1вН14Оз)
Резина (фениль-
ного типа)
Резина «Сила-
стомер» (не фе-
нильного типа)
Смазки (MS-44)
(фенил)
Масла (MS-550
(фенил)
Смолы со
стеклотканью
Слои стекло-
стеклоткани со. смо-
смолой BЭ<% смо-
смолы)
Резина
1,2
3,32
3,98
423
Плавится при
543 °К
Кремнийорганические соединения
1,15—
1,3
1,2—
1,27
1,05
1,05-
1,07
3
4
,04
,83
о
~3
3,5-
3,95
5,83-
6,17
Разл 1чная, но не-
небольшая
Г,5 | — |То же
0,90
5,87
5,28
523
523
473
523
773
573
373
Не горит
Горит в высоко-
высокотемпературном
пламенм
Смазки устойчивы
до 673 °К; резина
медленно окисля-
окисляется при 523 °К;
вулканизированная
смола стабильна
до 573 °К
Разлагается при
373 СК
Плохая для аро-
ароматических смол;
после 1 дня об-
облучения
в потоке 109
нейтрон/(см2-сек)
смолы становят-
становятся хрупкими
и крошатся
Слабая,
Пр одолжение табл. 11.38
Соединение
Неопреи
(С4Н5С1)Л
V, Ю3
кг/л*
1,24
Число ядер
водорода, 1022
е-1
3,4
си
4,22
Макси -
мальная
рабочая
темпера-
температура, °к
373—423
Воспламеняемость
Обычно не горит,
но при обогреве
высокотемператур-
высокотемпературным пламенем
горит
Термостойкость
Размягчается при
353 °К. При более
высоких темпера-
температурах становится
жестким. Разлага-
Разлагается при 423°К
Радиационная стой-
стойкость [максимальный
поток в реакторе
ВЕРО — 1010 нейт-
нейтрон/ (см* сек))
Умеренная
Антрацен
(С14Н10)
Асфальт (СН)„
(С6Н7О6JСа
1,25 3,4 I 4,23
1,4
1,75
4,64
2,16
6,49
3,78
Про
473
353
473
ч \
ie материалы
Пары вспыхивают,
твердое вещество
горит
Горит интенсивно
Не горит
Плавится при
490° К, кипит при
614° К
Начинает
разлагаться
при —373° К
Обугливается
и разлагается
при 473° К
* Температура плавления.
** Зависит от упаковки.
*** Зависит от зернистости.
*4 Ненасыщенный.
*5 Пропитан целлюлозой.
Хорошая
Плохая
ГЛАВА XII
НЕКОТОРЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ,
СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ [12Г 467—483]
1. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
МАТЕРИАЛЫ [12Г 467]
Тепловая изоляция трубопроводов, парогенераторов,
корпусов реакторов с газовым охлаждением и другой
аппаратуры, работающей при температуре более 473° К,
обычно изготавливается на основе огнеупоров. К ним
относятся шамотные, динасовые, глиноземистые (корун-
(корундовые) и хромомагаезитовые легковесные материалы с
большим содержанием SIO2 и А12Оз и основными при-
присадками из TiO2, Fe2O3, CaO, MgO и др.
^Пористость создается в результате ценообразования
во влажной шихте; добавки инфузорной земли, диато-
диатомита или других пористых материалов; выжигания ча-
частиц органических добавок; газообразования в процес-
процессе обжига.
Существенные различия в составе теплоизоляцион-
теплоизоляционных ог,неупо'ро1в, в технологических методах их приготов-
приготовления и физико-химическая сложность образования пор
приводят к тому, что материалы даже одной партии
имеют большую неоднородность ino характеру распреде-
распределения пор и количественному соотношению компонен-
компонентов; это вызывает большие колебания значений коэффи-
коэффициента теплопроводности.
Коэффициент теплопроводности для теплоизоляцион-
теплоизоляционных огнеупоров изменяется в зависимости от темпера-
температуры в среднем .прямолинейно и приближенно
подсчитывается по формуле
h — ^0 + at,
где Хо — коэффициент теплопроводности при 0°С; / —
432
температура, °С; а — постоянный коэффициент, завися-
зависящий от природы материала.
Для плотного шамота коэффициент я«0,23-1()-3, а
для теплоизоляционных огнеупоров лежит .в пределах
@,10—0,14)-Ю-3.
Коэффициент теплопроводности 'плотного шамотного
кирпича лежит в пределах 0,8—0,9 вт1(м-град) тфи
473° К и 1,45—1,55 вт/(м-град) при 1273° К, в то время
как величина коэффициента . теплопроводности легко-
легковесных .материалов (теплоизоляционные огнеупоры ча-
часто называют легковесами) изменяется в пределах
0,23—0,46 вт/(м-град) при 473° К и 0,35—
0,95 вт/(м-град) лри 1373° К. Таким образом, теплопро-
теплопроводность легковесных огнеупоров в среднем в 2—4 раза
ниже плотных-. "
Для более точных определений .коэффициентов теп-
теплопроводности следует пользоваться формулой
Здесь а и b '—некоторые постоянные коэффициенты,
определяемые путем решения двух уравнений, из кото-
которых каждое соответствует определенной температуре.
Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных
огнеупоров связан с их объемным весом. С увеличением
газовых заполнений и уменьшением размеров пор теп-
лопровбдность уменьшается (см. табл. 12.1).
Таблица 12.1
Зависимость коэффициента теплопроводности огнеупоров от
объемного веса [ 12]
Огнеупоры
Плотный шамот . . .
Легковесный шамот с
10% угля . .
То же с содержанием
содержанием
40% угля
Объемный
вес, кг/м3
181
145
96
1
0
0
к, вт/(м
273
,070
,791
,465
град),
ратуре
473
1,
0,
0,
т
861
488
1
1
0
при темпе-
873
,535
,012
,558
1273
1
1
0
,861
,140
,616
Высокотемпературные теплоизоляционные материалы 433
Значение коэффициента теплопроводности прямоли-
прямолинейно убывает с уменьшением размера шор [120, 121].
С укрупнением пор повышается коэффициент теп-
теплопроводности при температуре 813° К примерно на
10% ,а три 1373° К —уже на 14%. Крупнопористая
структура снижает теплоизоляционные свойства легко-
легковесных огнеупоров, особенно при высоких температу-
температурах [467—469].
Большой (интерес для ядерной техники представляют
чистые окислы в впеченном или плавленом состоянии.
Значение коэффициента теплопроводности в зависимо-
зависимости от температуры для некоторых окислов вначале
падает, а затем возрастает. Повышение теплопровод-
теплопроводности при высоких температурах следует объяснить
добавочной передачей тепла внутри тела лучеиспуска-
лучеиспусканием, поскольку при высоких температурах керамики
становятся в некоторой степени теплопрозрачными.
Одновременно возрастает электронная проводимость
[470-472]. - , j { _,
2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ РАСПРОСТРАНЕН-
РАСПРОСТРАНЕННЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ [12,433]
Асбест—один из наиболее высококачественных теп-
теплоизоляционных материалов. Его добывают из место-
месторождений в виде белых тонких волокон..и называют
иногда горным льном. Это волокно отличается темпера-
температурной устойчивостью до 973° К. Объемный вес колеб-
колеблется от 200 до 2500 кг/м3 в зависимости от степени
спрессовки. Самым низшим сортом асбеста с одним
коротким волокном является 7-й сорт, имеющий сле-
следующие значения коэффициентов теплопроводности в
зависимости от объемного веса:
при у =500 кг/мг
А* = 0,107+0,00019* впг/(м-град),
при у = 800 кг/мг
^=0,14 + 0,00019* вгп/(м-град).
Асботермит состоит из механической смеси порош-
порошков диатомита или трепела A5—20%), асбеста 4-го
434 Теплоизоляционные и строительные материалы
сорта A0—15%) и асбошиферных отходов G0% по
весу). Порошкообразная в смеси с волокнами масса
серого с желтоватым оттенком цвета имеет объемный
вес 500 /сг/ж3. Коэффициент теплопроводности порошка
при 303° К 0,116—0,140 втЦм-град).
Асбослюда — механическая смесь порошков диато-
диатомита или трепела F0%), асбеста 4-го сорта A0—12%),
асбошиферных отходов B0%) и слюдяной чешуйки
(8—10% по весу). Порошкообразная в смеси с волок-
волокнами и чешуйками масса серого с желтоватым оттен-
оттенком цвета имеет объемный вес 450 /сг/ж3, отформован-
отформованное изделие — 620 /сг/ж3. Коэффициент теплопроводно-
теплопроводности изделия при 323° К 0,13—0,15 вт/(м-град).
Асбозонолит — механическая смесь диатомита или
трепела G0%)» асбеста 4-го сорта A5%) и обожжен-
обожженного вермикулита A5% по весу). Порошкообразная
масса с волокнами и чешуйками светло-золотистого
цвета имеет объемный вес 400 /сг/ж3, отформованное
изделие — 600 /сг/ж3. При температуре 373° К изделие
имеет коэффициент теплопроводности 0,16—
0,18 em/(м-град).
Диатомиты и трепелы (иногда (Называются инфузор-
инфузорной землей или кизельгуром) представляют собой иско-
ископаемые остатки кремневых панцирей мелких диатомо-
диатомовых водорослей. Термоизоляционные свойства диатоми-
диатомитов и трепелов одинаковы. Объемный вес кусковой
породы 350—1000 /сг/ж3, порошка — 250—500 кг/мг.
Внешне эти материалы имеют вид желтоватых или се-
серых камней, обладающих крайне высокой пористостью.
При уплотнении изоляционной засыпки коэффициент
теплопроводности при объемном (весе у = 450 /сг/ж3
A,f = 0,091+0,00028f em/(ж-град).
Вермикулит — разновидность слюды, представляет
собой минерал — продукт выветривания горных пород.
Вермикулит при нагреве 'вспучивается, увеличиваясь
в объеме в 15—20 раз. Обожженный вермикулит, на-
называемый иногда зонолитом, имеет вид зернистой сы-
сыпучей массы золотистого цвета с объемным весом при
свободной засыпке около 150 /сг/ж3, а при уплотнении —
Характеристика теплоизоляционных материалов 435
250 кг/м3. Коэффициент теплопроводности для объем-
объемного веса 200 кг/м3 составляет
X = 0,072 + 0,00029/ вт/(м-град).
Вермикулит можно применять до 1100° С.
Магнезит, или углекислый магний, при нагреве до
1273° К и последующей обработке серной кислотой и
содой дает так называемую легкую магнезию — белый
-порошок с насыпным весом 135—150 кг/м3. Этот мате-
материал применяется при температуре до 523° К и обла-
обладает гигроскопичностью.
Доломит по своим свойствам сходен с магнезитом.
Ныовель вырабатывается в виде белого порошка,
состоящего из 85% легкой магнезии и 15% асбеста. Его
объемный вес—160—370 кг/м3, он применяется для
изготовления мастичных изоляционных 'Конструкций,
теплопроводность которых при объемом весе 370 кг/м3
?,t = 0,091+0,00007/ em/(м-град).
Совелит близок к ньювелю по составу и свойствам.
Порошок совелита имеет объемный (вес 230—450 кг/м3.
Как и ньювель, он применяется для изготовления
мастичных конструкций, коэффициент теплопроводности
которых
Xt = 0,0901+ 0,000087/ em/(м-град).
Сухие совелитовые плиты имеют объемный вес
400—450 кг/м3 и коэффициент теплопроводности
A,t = 0,086 + 0,00019/ em/(м-град).
Вулканит состоит из измельченного диатомита
F0%), гашеной извести-пушонки B0%), асбеста A0%)
и асбестовых или >ватных отходов A0% по весу). Из-
Измельченную шихту разбавляют водой, формуют в виде
штучных изделий и запаривают в автоклаве. Коэффи-
Коэффициент теплопроводности таких изделий при объемном
весе 400 кг/м3
h = 0,080 + 0,00021/ em/(м-град).
Шлаковая вата образуется при распылении возду-
воздухом или паром расплавленных доменных шлаков. Об-
Образуются длинные тонкие нити; при объемном весе
170—200 кг/м3 коэффициент теплопроводности их
U = 0,06 + 0,000145/ в ml(м- град).
435 Теплоизоляционные е строительные материалы
Минеральная стеклянная вата, или каменная шерсть,
получается при расплавлении SiO2, CaO, А1/)з с раз-
различными добавками. Минеральная вата .изготовляется
пародутьевым, воздуходутьевым, газодутьевым и цен-
центробежным способами. Используется кинетическая
энергия пара, выходящего из сопла и встречающего на
своем пути струю силикатного расплава. Коэффициенты
теплопроводности минеральной ваты различны и зави-
зависят от способа изготовления изделий.
Для засыпки с объемным весом 180—250 кг/м3
At=0,047+ 0,00058/ em/(м-град).
Прессованные маты из минеральной ваты .при у =
= 200-4-280 кг/м3 имеют
Я, = 0,052+ 0,00064/ em!{м-град).
Минеральная пробка на битумной основе при у=
= 270-f-350 кг/м3 имеет
и = 0,058 + 0,00076/ em/(м-град).
Торфоплиты, или торфолеум, получают из торфяной
массы влажностью 90—95%, которые отжимают на
прессах и затем сушат. Плиты имеют влажность
~20%, объемный вес y = 170 кг/м3.
Коэффициент теплопроводности таких изделий
yt = 0,0465 + 0,00014/ em/(м-град).
Пенобетон образуется при вспенивании смеси из це-
цемента, воды и пенообразователей. К последним отно-
относятся, например, столярный клей, канифоль, аюташ »и
др. Жидкую массу заливают или на изолируемую кон-
конструкцию, или в форму для изготовления элементов
теплоизоляционной конструкции. Масса затвердевает,
и получается бетон мелкопористой структуры.
Коэффициенты теплопроводности пенобетона следу-
следующие: для у = 0,293-^0,314 кг/ж3 A,=0,069-f-
-т-0,101 втя/(м-град)\ для у = 0,611ч-0,620. кг\сяъ Я=
= 0,14-7-0,158 em/(м-град):
Диатомовый кирпич получается .посредством обжи-
обжига сырца из влажной смеси диатомитовой глины E0%)
и опилок E0%). Объемный вес такого кирпича
~500 кг/м3, а коэффициент теплопроводности
Я = 0,113 + 0,00233/ em/(м-град).
Характеристика теплоизоляционных материалов 437
Асбозурит — порошок, состоящий из смеси диатоми-
диатомита G0%) и асбеста C0%)- Объемный вес порошка
400—450 кг/м3у мастичной конструкции — 580—650 кг/мг.
Коэффициент теплопроводности конструкции
К = 0,144 + 0,00014/ em/(м-град).
Имеются и другие теплоизоляционные материалы,
-представляющие собой различные сочетания исходного
сырья; характеристика их теплопроводности приведена
далее.
3. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ [12, 484]
Теплоизоляционные материалы применяются в виде
конструкций, 'которые удобно разместить на защищае-
защищаемых от теплоотвода поверхностях. Теплоизоляционные
конструкции состоят из комбинации разных материалов,
обеспечивающих наименьший коэффициент теплопро-
теплопроводности, наибольшую прочность и долговечность при
наименьшей стоимости, удобство монтажа и демонтажа
тепловой изоляции и красивый внешний вид конструк-
конструкции./
Выбор конструкции тепловой изоляции зависит от
температурных условий изолируемых поверхностей.
Например, конструкции тепловой изоляции, применяе-
применяемой в холодильной технике, где обычно тепло пере-
передается от наружного влажного 'воздуха к охлаждаемым
поверхностям, отличаются от конструкций тепловой
изоляции в аппаратуре, работающей при высоких тем-
температурах. Конструкции тепловой изоляции применя-
применяются iB любых теплосиловых объектах современной тех-
НИ/КИ.
Стационарные тепловые сети должны иметь тепло-
тепловую изоляцию, характеризующуюся высокой сопротив-
сопротивляемостью ! коррозии, прочностью и дешевизной.
В строительной технике мнопие материалы обладают
необходимыми теплоизоляционными свойствами, т. е.
они: одновременно выполняют конструкционное и теп-
теплоизоляционное назначения. Тепловая изоляция высо-
высокотемпературных ядерных реакторов одновременно
может использоваться как биологическая защита.
438
Теплоизоляционные и строительные материалы
В теплоизоляционных конструкциях, помимо тепло-
теплопроводности теплоизоляционных материалов, составля-
составляющих конструкцию, большое влияние оказывают газ,
зашолляющий поры в изоляции, м контактное сопротив-
сопротивление слоев. Теплопроводность системы заметно
меняется в зависимости от того, чем заполнены поры
изоляции: влажным или сухим воздухом, углекислым
газом или азотом. Хорошо сжатые слои изоляции,
естественно, лучше проводят тепло, чем слои с зазо-
зазорами.
Тепловая изоляция поверхностей осуществляется их
обмазкой, навивкой на них исходных материалов, нало-
наложением плит, скорлуп, сегментов, пластин и других де-
деталей, приготовленных заранее и затем монтируемых.
Мастичные конструкции тепловой изоляции выпол-
выполняются из порошкообразно-волокнистых материалов,
которые перемешивают с водой. Образующуюся пасто-
пастообразную массу «аносят на поверхности любой конфи-
конфигурации. Мастичная конструкция изоляции обычно
состоит из подмазочного слоя, основного теплоизолиру-
теплоизолирующего каркаса, штукатурного слоя, оклейки и окраски.
Выполнение мастичных конструкций изоляции допус-
допускается только по горячим поверхностям при темпера-
температуре 373—423° К.
Табл и ца 12.2
Коэффициенты теплопроводности некоторых мастичных теплоизоля-
теплоизоляции [484]
Теплоизоляционный
материал
Объемный
вес, кг/м3
Коэффициент тепло-
теплопроводности,
в it/(м-град)
Предель-
Предельная тем-
температура,
°С
Асбозурит . .
Новоасбозурит
Асботермит
Асбослюда . t
Асбозонолит .
Совелит . . .
Ньювель . . .
Феррон . . .
Пенобетон . .
650
650
570-600
580—650
500-600
500
420
370
350
580
500
0,163+0,000174 t
0,151+0,000140 /
0,122+0,000151 /
0,134 + 0,000151 t
0,143+0,000186 t
0,104+0,000093 /
0,0855+0,000188 t
0,0907 + 0,000070 t
0,0808+0,000093 t
0,101+0,000015 t
0,122
200
250
330
800
400
450
450
350
375
600
150
Теплоизоляционные конструкции
439
Таблица 12,3
Коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, формованной
в виде плит, сегментов и др. [484]
Наименование конструкции
и материал теплоизоляции
Диатомовые сегменты . .
Совеллтовые сегменты
Совелитовые скорлупы
Ньювелевые скорлупы
Асбоцементные сегменты
Вулканитовые плиты . .
Вермикулитовые скорлу-
скорлупы ....
Пенобетонные сегменты
Пеностеклянные плиты
Пробковые сегменты . .
Торфяные сегменты .
Минераловатные сегменты
Альфоль из гладких ли-
листов, сегменты ....
Альфоль гофрированный,
Г* сегменты j
Шарико'вая изоляция за-
засыпкой в сегменты . .
СтерженькоЕая изоляция
засыпкой в сегменты
(фарфоровые прутики
00,5 мм) . . . ...
Объемный
вес, кг/м3
600—670
420
530
350
403
450
230
530
303—500
180—260
425
350—403
200
203
100—3000
870
Коэффициент тепло-
теплопроводности,
в/п/(м-град)
0,147 + 0,000233 t
0,0797+0,000183 t
0,107+0,030116 t
3,0808+0,033097 /
0,0919+0,000128 t
0,0I9 + 0,000174 /
0,0814+0,000233 t
0,127+0,000302 t
0,093-^0,140
3,04554-0,166
0,0386+0,000116 /
0,0814+0,033 t
0,0535 + 0,003221 *
0,0533+0,000253 t
0,233-^0,349
0,326--0,393
Предель-
Предельная тем-
температура,
153
503
530
375
450
453
600
400
500
90
63
163
503
503
До 2030
1800
Альфоль — тепловая изоляция, выполненная из алю-
алюминиевой фольги в в'иде серии экранов, между .кото-
.которыми находится воздух или какой-либо другой газ. Для
уменьшения естественной конвекции между экранами
последние выполняют с гофрированной поверхностью.
Тепловая изоляция подобного типа применяется в высо-
высокотемпературных печах, работающих под вакуумом.
Расчет таких экранов приводится в курсах по лучистому
теплообмену.
Шары из металлов или теплоизоляционных матери-
материалов, упакованные в сегменты или скорлупы, имеют
низкую теплопроводность, которая определяется лишь
теплопроводностью среды, заполняющей пространство
между шарами.
440 Теплоизоляционные и строительные материалы
Такие материалы, как песок разного происхождения,
металлическая дробь @ до 4 мм), металлические
опилки, стеклянные шарики @ до 3 мм), толченый
шлак in др., имеют коэффициент теплопроводности
0,23—0,35 вт/(м-град). Свойства материала, из кото-
которого сделаны отдельные гранулы, очень мало влияют
«а теплопроводность заполненного ими объема. В та-
таких системах теплопередача происходит за счет кон-
конвекции и лучеиспускания в промежутках между грану-
гранулами, заполненных газом.
Измерения теплопроводности стальных лустотелых
шариков с объемным весом у=И0 кг/м3 диаметром
8—9 мм при температуре 90—300° С показали, что для
шариков с полирова-нной поверхностью
А* = 0,269A+3,259-10~31) вт/{м-град),
для шариков, зачерненных методом воронения,
Я* = 0,233A + 1,90-10/) вт/(м-град).
Зачерненные шарики проводят тепло хуже блестящих
из-за более высокого контактного сопротивления [471].
Для определения теплопроводности стальных шари-
шариков с другими значениями объемного веса,.который за-
зависит от толщины стенки шарика, рекомендуются еле:-'
дующие формулы:
три у= 130 кг/м3
А,* = 0,285A +3,35-10/) вт/(м-град);
при y= НО кг/м3 ' {
Я* = 0,302A +2,98- 10-Н) вт/(м-град). Ч \
Оплошные стальные шары с гладкой, слегка потем-
потемневшей поверхностью и объемным весом у = 3900 кг/м3
имеют следующие коэффициенты теплопроводности при
условии заполнения пространства между шарами:
воздухом давлением 0,1 мм рт. cm,
I = 0,0698 A+6,66-10~3t) вт/ (м - град);
аргоном давлением 1 am
U = 0,221A+3,2-10-3t) вт/ (м - град);
сухим воздухом давлением 1 am
%t = 0,326 A+2,1-10-Н) вт/ (м - град).
Для расчета коэффициента теплопроводности за-,
сыпки керамической и металлической дроби @ 1 —
Теплоизоляционные конструкции 441
4 мм) в различных газовых средах и в вакууме в ин-
интервале температур 273—Л273° К можно использовать
полуэмпиричеокую формулу [485]
Я-О,О7 + 8,4ло + О,4|35"(Г —273). Ю-3 вт/{м-град)у
где Хо — коэффициент теплопроводности газа при 300° К,
вт/(м-град)\ d — диаметр дроби, мм\ Т — температу-
температура, °К.
Недостаток шариковой изоляции — сжимаемость
шариков из некоторых малоупругих материалов и за-
заметное 'повышение в связи с этим коэффициента тепло-
теплопроводности. Если шарики имеют строго сферическую
форму, то контакт между ними точечный »и тепло в ос-
основном передается конвективным потоком через запол-
заполнитель (.например, воздух). При сжатии шариков со-
соприкосновение между ними происходит по большим
поверхностям, тепло передается в основном по мате-
материалу шариков и роль конвективного потока падает
из-за уменьшения зазоров между шариками.
Эксперименты показали резкое возрастание тепло-
теплопроводности шариковой изоляции при смятии шариков.
Если ^поверхность шариков, например стальных, окис-
окисляется» то такие шарики слипаются, и коэффициент
теплопроводности с течением времени возрастает.
Прутковая или стерженьковая изоляция состоит из
соломок или стержней, заполняющих сегменты или пря-
прямоугольные коробки, из которых собирается изоляцион-
изоляционная система. Так же, как и в шариковой изоляции,
большое значение имеет контактное сопротивление,
определяемое силой, сжимающей прутки или шари-
шарики [472, 484].
Прутки из двуокиси циркония @ 1—3 мм) имеют
коэффициент теплопроводности,
U = 0,24 + 0,263/ 10-31 em/ (м • град);
из окиси алюминия
А* = 0,25+ 0,27-1 (Н* em/(м-град).
Уменьшение диаметра прутков способствует некото-
некоторому повышению коэффициента теплопроводности, ви-
видимо, в связи с увеличением контактной' площади.
442
Теплоизоляционные и строительные материалы
Изоляция из алюминиевых прутков имеет коэффициент
теплопроводности
%t = 0,42 + 0,24 • 10-31 em/ (м • град).
Коэффициент теплопроводности тепловой изоляции
в виде навивки из проволоки и шнура
U = 0,35 + 0,23 • .10-Н вт/ (м • град).
4. БЕТОН
Таблица 12.4
Состав портландского цемента [34]
Химическое
соединение
MgO
SiOa
А12ОУ
Fe2O3
CaO
Содержание, %
по весу
2
23
8
4
63
по объему
2,6
29,6
6,2
2,4
59,2
Объемиый вес портландского цемента у^
прессованного — у « 3200 кг/м3.
Таблица 12,5
Приблизительный состав песка [34]
Химическое
соединение
5iO2
А12О3
Fe2O3
СаСО3
Na2O
К2О
Н2О
Содержание
по весу
78,0
6,6
1,9
2,8
2,3
1,4
7,0
по
, %
объему
7,0
3,8
1,8
2,4
2,4
1,4
15,2
кг/мг;
Объемный вес песка влажностью ~7 вес. % Y'
:2600 кг/м3.
Бетон
443
Таблица 12.6
Состав строительного бетона
Материал
Портландский цемент
Песок .... ...
Гравий .......
Вода . ......
Содержание, % (±2%)
по весу
12
24
49
15
по объему
8
29
56
7
В данном составе бетона в качестве наполнителя
использован гравий. Железобетоном называется бетон,
в котором наполнителем являются металлические кон-
конструкции. Для некоторых специальных целей исполь-
используются бетоны с наполнителем из металлических стру-
стружек или шариков.
Таблица 12.7
Теплопроводность бетонов в сухом состоянии [12,467]
Материал
Объемный
вес,
кг/м3
Средний коэффи-
коэффициент теплопро-
теплопроводности при!
298±5°К,
втКм-град)
775
0,193
Штыкованные бетоны с расходом цемента 165 кг/м3
На пемзе ........
На доменном гранулированном и пористом
кусковом шлаке
На котельном шлаке ..........
На песке и котельном шлаке
На песке и кирпичном щебне
ha реске и гравии
Трамбованные бетоны с расходом цемента 165 кг/м3
1045
1190
1450
1660
2055
0,324
0,314
0,461
0,620
1,349
гранулированном и пори-
На пемзе . .
На доменном
стом шлаке
На котельном шлаке ....
На песке и пемзе
На песке и котельном шлаке
На песке и кирпичном щебне
864
0,240
1140
1258
1340
1560
1816
0,327
0,335
0,393
0,544
0,735
444
Теплоизоляционные и строительные материалы
Продолжение табл. 12.7
Материал
Объемный
вес,
кг/ м3
i
Средний коэффи-
коэффициент теплопро-
теплопроводности при
298±5°К,
вт/(м>град)
Трамбованные бетоны с расходом цемента 245 кг/м3
На пемзе
На доменном гранулированном
стом кускспом шлаке . . .
На котельном шлаке
На песке и пемзе
На песке и кирпичном щебне
На песке и гравии
и пори-
885'
0,262
1165
1300
1375
1820
2127
0,317
0,348
0,420
0,700
1,372
Таблица 12.8
Пенообразные бетоны и другие пенообразные материалы в сухом
состоянии [486]
Объемный
вес, кг/м3
Среднее количество
ячеек на 1 см2
поверхности
Средний диа-
диаметр ячеек,
мм
Средний коэффициент
теплопроводности при
298±5°К, вт/(м-град)
282
314
368
373
366
370
415
415
420
563
539
559
550
611
633
620
913
927
Г 56
221
53
23
201
161
88
60
186
123
42.
284
202
145
94
300
70
22
313
58
22
Пе
i о б е т о н
0,63
1,28
1,86
0,64
0,71
0,97
1,17
0,66
0,81
1,38
0,51
0,61
0,71
0,89
0,49
1,07
1,79
0,41
0,96
1,53
0,069
0,087
0,101
0,088
0,088
0,098
0,102
0,096
0,102
0,112
0,129
0,110
0,127
0,140
0,140
0,154
0,158
0,217
0,234
Бетон
445
Продолжение табл. 12.8
Объемный
вес, кг/ж3
Среднее количество
ячеек на 1 см2
поверхности
Средний диа-
диаметр ячеек,
мм
l
Средний коэффициент
теплопроводности при
298±5UK, вт/(м-град)
641
640
623
740
715
853
846
721
725
412
415
430
460
465
475
П
183
44
22
ПО
25
175
42-
Пено г
137
35
Пек од и а т о
1600
1444
625
529
676
484
е н о г и п с
0,56
1,13
1,61
0,68
1,41
0,46
0,Г5
i Н Г И Д р И Д
0,67
1,33
мовый кирпич
0,22
0,23
0,34
0,37
0,33
0,38
0,142
0,150
0,154
0,169
0,178
0,199
0,204
0,171
0,177
0,095
0,097
0,106
0,106
0,106
0,108
5. РАЗНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
Таб'л ица 12.9
Неорганические сыпучие материалы с зернами угловато-щебенистой
формы с нормальным уплотнением в сухом состоянии [34]
Материал
Объемный
вес, кг/м*
Средний коэффициент
теплопроводности
при 298±5СК,
вт/(м-град)
Материал с предельной крупностью зерен 0—0,15 мм
Пемза
Трепел
Зола древесного топлива
» торфяная .....
Шлак буроугольный
» каменноугольный
703
745
782
Р15
894
1034
0,152
0,152
0,153
0,176
0,188
0,210
446
Теплоизоляционные и строительные материалы
Продолжение табл. 12.9
Материал
Объемный
вес, кг/м1
Средний коэффициент
теплопроводности
при 298±5°К,
вт/(м-ерад)
Кирпич красный
Известняк плотный
1442
1530
0,299
0,314
Материал с предельной крупностью зерен 0—1,4мм
Пемза
Трепел
Зэ^а древесного топлива ....
» торфяная ...
Шлак доменный гранулированный
» буроугольный
» каменноугольный
Кирпич красный
» трепельный
Известняк средней плотности . .
« плотный
662
804
887
700
841
653
921
965
1395
1000
1475
1610
0,Н0
0,173
0,182
0,145
0,171
0,140
0,187
0,199
0,291
0,230
0,319
0,355
Материал с предельной крупностью зерен 0 — 20 мм
Пемза
Шлак доменный гранулированный кус-
кусковой пористый
Шлак буроугольный
» каменноугольный
Кирпич красный , . . .
» трепельный
Известняк средней плотности ....
» плотный , . . .
532
574
778
847
915
1250
855
1440
1765
0,148
0,130
0,171
0,177
0,197
0,235
0,179
0,312
0,409
Материалы с предельной крупностью зерен 2,5—20 мм
Пемза
Шлак доменный гранулированный кус-
кусковой пористый
Шлак каменноугольный
Кирпич красный .
» трепельный
» -железняк
Известняк средней плотности ....
» плотный
447'
0,147
710
875
1050
720
1253
1217
1482
0,183
0,285
0,344
0,205
0,311
0,299
0,365
Разные строительные и теплоизоляционные материалы 447
Таблица 12,10
Мелкопористые неорганические материалы в виде плит [12,484]
Материал
су-
са
и
о»
>емный в
о
О
К
о.
с
я я
X *
о2
О .
о vr
А
&
о
о
S
сх
од-
s я
•&°
•§¦&
диий коз
нт тепло
a s
U =г
Ою
S "'
г и в сухо
при 29*
'м-град)
о s "g"
< к
S
Ь s
г; cq л
о. о а
с с >,
S о О,
о< се си
Совелит
Асботрепельная мастич-
мастичная изоляция . . . .
Гипсовая отливка . . .
Кирпич трепельный . . .
» » ...
Цементная отливка . . .
» » ...
То же с молотым песком
1:1
То же с молотым песком
1:2
Кирпич красный ручной
формовки
Кирпич красный машин-
машинной формовки ....
Ки-рпич клинкерный . .
Известняк средней плот-
плотности .
Известняк плотный . . .
Доломит плотный . . .
460
683
1102
ИЗО
1234
1182
1512
14<8
1521
1694
1837
2251
1Г42
2321
2483
82,0
72,5
57,4
55,3
50,4
55,0
41,6
43,2
40,3
34,6
31,6
12,4
24,3
7,5
8,7
0,087
0,151
0,280
0,266
0,342
0,298
0,465
0,449
0,500
0,582
0,665
1,570
0,896
1,884
1,710
—
0,02267
0,03721
—
—
0,04652
—
—
15,159
11,98
10,467
10,176
10,467
8,490
10,699
9,334
10,583
8,257
Таблица 12.11
Материалы для наружных ограждений зданий [12,34]
Материал
Объемный
вес, кг/м3
1250
840
900
1900
420
1800
950
2000
вт/(м-град)
0,465
0,256
0,174
0,349
0,116
0,721
0,302
1,279
кдж/(кг-град)
Алебастровые плиты ....
» » . . ¦ .
Асбестовый картон и бумага
Асбошифер
Асбестовый войлок ....
Асфальтовые полы ....
Гудрон \
Бетон с каменным щебнем .
0,837
0,837
0,837
0,837
0,837
1,675
1,675
0,837
448
.Теплоизоляционные и строительные материалы
Продолжение табл. 12.11
Материал
Объемный
вес, кг/м3 ст/(м-град)
кдж/(кг-град)
Бетон с кирпичным щебнем . . .
Газобетон и пенобетон
» »
Войлок обыкновенный
» асфальтированный ....
Вата хлопчатобумажная
Грунт, песок, суглинки, гравий и
т. п. под открытым небом . . .
То же под зданиями
Засыпки в перекрытиях из сухого
песка
То же из сухого мелкого строи-
строительного мусора
Зола
ОЗерточная бумага
Толь бумажный
» войлочный
Картон обыкновенный
» плотный
» гофрированный, в несколько
слоев, при толщине слоя 5 им
То же с прокладкой бумаги мзж-
ду слоями
То же при пропитке картона жид-
жидким стеклом
Рубероид
Мрамор, гранит, базальт ....
Кирпич красный машинный плотный
То же ручной выработки ....
» слабопористый
» пористый
» высокопористый ...
Силикатный кирпич
Шлаковый кирпич
Кладка из обыкновенного красного
кирпича на холодном растворе .
То же из силикатного кирпича на
холодном растворе .:....
То те на теплом растворе ....
Соломит . . . .:
-».'..,.».'
Камышит . . ... ...... . . .
'»' ¦ ....... \;'ч . . .
Соломенная резка, свободно наби-
набитая
1900
800
300
300
800
80
1900
1800
1600
1100
450
500
500
500
700
1000
?0
120
160
600
2800
1800
1700
1400
1200
800
1900
1400
1700
1900
1700
150
320
200
360
120
1,163
0,326
0,116
0,047
0,122
0,043
2,326
1,163
0,872
0,231
0,116
0,070
0,233
0,174
0,174
0,233
0,070
0,058
0,064
0,174
3,489
0,768
0,698
0,523
0,442
0,291
0,814
0,582
0,814
0,872
0,756
0,058
0,093
0,070
0,105
0,046
0,837
0,837
0,837
1,884
1,758
1,675
0,837
0,837
0,837
0,837
0,753
,507
,507
,507
,507
1,507
1,507
1,507
1,256
1,507
0,921
0,879
0,879
0,879
0,879
0,879
0,837
0,754
0,879
0,837
0,795
1/507
1,507
1,507
1,507
1,507
Разные строительные и теплоизоляционные материалы
449
Продолжение табл. 12.11
Материал
Объемный
вес, кг/м9
X,
вт/(м-град)
к дж/(кг-г рад)
Камыш непрессованный . .
Подсолнечная лузга . .
Стекло зеркальное . . . .
» обыкновенное . .
Торфяная мелочь в засыпке
Торфяные плиты
Кирпичи из кремнезема
Шлак котельный . .
» доменный гранулированный
То же
Чистый портланд-цементный раст-
раствор (без песка)
Цементно -песчаный раствор . . .
Сложный раствор (цемент, известь,
песок)
Известняково-песчаный раствор . .
Обыкновенная известковая штука-
штукатурка на внешней поверхности
175
135
2500
2500
250
150
200
500
1000
700
500
350
1800
1800
1700
1600
1600
0,064
0,047
0,814
0,756
0,081
0,058
0,058
0,П6
0,291
0,186
0,151
0,128
0,465
1,163
1,047
0,872
0,872
1,507
1,507
0,837
0,837
1,675
1,675
2,093
0,837
0,754
0,754
0,754
0,754
0,837
0,837
0,837
0,837
0,837
12.12
Таблица
Минеральная и стеклянная вата в сухом состоянии
(d —диаметр волокон, мкм\ Р—содержание шаровид-
шаровидных включений в минеральной вате, %) [12,486]
Средний вес,
кг/м3
70
140
250
325
70
100
325
1/4 14 В С Чиркни
Средний коэффициент теплопроводности
при 303±5~К, вт/(м-град)
Минеральная вата
d—3,0; Р =10
0,052
0,053
0,063
0,065
d=3,7; P-20
0,050
0,057
0,067
450
Теплоизоляционные и строительные материалы
Продолжение табл. 12.12
Средний вес,
кг/ <и3
Средний коэффициент теплопроводности
при 30 3-1; 5Ж, вт[(м-град)
d=3,7; P=30
70 0,050
100 0,056
325 0,069
Стеклянная вата
d=5,0
100 0,045
175 0,052
325 0,063
rf — 15,0
100 0,048
175 0,055
325 0,066
d=13,5
100 0,047
175 0,052
325 0,064
Таблица 12.13
Органические рыхлые материалы волокнистого строения в сухом
состоянии [12]
Материал
Крошка торфяная
» »
» » ...
» »
» »
Сечка соломенная
v »
» »
» »
» » .
Объемный
вес, кг/м3
77
96
140
198
250
85
94
108
118
180
Средний коэффи-
коэффициент теплопро-
теплопроводности при
2 98±5°К,
вт/(м-град)
0,048
0,044
0,049
0,061
0,076
0,032
0,033
0,034
0,039
0,056
Разные строительные и теплоизоляционные материалы
451
Материал
Опилки древесные
» »
» »
» »
Шелуха рисовая ....
» » . ...
Костра льняная
» » . .
» » ...
Лузга подсолнечная . . . .
» »
» »
» » . .
Пр о д о
л ж ен и е
Объемный
вес, кг/м3
104
116
180
220
118
132
200
250
100
120
240
90
115
210
245
табл. 12.13
Средний коэффи-
коэффициент теплопро-
теплопроводности при
2 98±5СК,
вт/(м-град)
0,033
0,036
0,053
0,064
0,031
0,033
0,056
0 072
0,037
0,044
0,069
0,039
0,042
0,057
0,066
Древесные материалы с влажностью
Материал
Пробковое дерево сухое . .
» » » . .
Сосновые доски сухие . . .
» » » . . .
Свежая сосна
Доски из тополя
» дубовые сухие ....
» » » . . . .
Свежее рубленный дуб . . .
Дерево бальсовое
» » , ,
Доски белой сосны ....
» » » ...»
» тикового дерева . . •
» » » . • . •
» еловые сухие ....
» » »•...•
Опилки в качестве засыпки
Стружка в качестве набивки
Направле-
Направление тепло-
теплового по-
потока
II
.1.
[_
II
_|_
-L
_1_
II
JL
±
||
±
||
I
||
±
II
±
II
—
—
Т, °К
287
303
298
298
293—313
323
288
288
293—313
303
303
303
303
288
288
288
288
333
333
293
293
293
Таблиц
з 12.14
7—10% [12,34]
х,
вт/(м-град)
0,061
0,045
0,140-0,163
0,349—0,372
0,174
0,163—0,186
0,198—0,209
0,349—0,430
0,221
0,043—0,052
0,190
0,450
0,150
0,400
0,170
0,380
0,108
0,290
0,150
0,093
0,120
Объемный
вес, кг/м*
127
113
550
550
800
580
825
825
1280
110—130
ПО—130
720
720
545
545
640
640
450
450
600
250
300
Таблица 12.15
Теплопроводность любого дерева независимо от породы с объемным весом 400—800 кг/м3 при различной
объемной влажности, вт/(мград) [486]
Объемный
вес, кг/м3
Значение
Для положительных температур
при объемной влажности, %
9
5
10
20
30
Для отрицательных температур при
объемной ила ж и осп;, %
0
5
10
20
30
Вдоль в о л окон
400
600
800
Минимальное
Максимальное
Минимальное
Максимальное
Минимальное
Максимальное
0,271
0,311
0,335
0,369
0,386
0,298
0,333
0,355
0,390
0,406
0,421|0,441
0,334
0,369
0,390
0,424
0,434
0,474
0,404
0,438
0,459
0,494
0,506
0,541
0,471
0,506
0,527
0,564
0,569
0,604
0,262
0,297
0,320
0,355
0,372
0,407
0,372 10,48^ 0,698
0,405
0,431
0,464
0,496
0,528
0,512 i 0,725
0,541
0,571
0,607
0,637
0,751
0,778
0,803
0,828
0,907
0,929
0,947
0,970
0,980
1,001
Поперек волокон
400
600
800
Минимальное
Максимальное
Минимальное
Максимальное
Минимальное
Максимальное
0,092 I 0,104
0,127 I 0,138
0,124
0,159
0,155
0,189
0,136
0,171
0,166
0,201
0,123
0,158
0,156
0,191
0,184
0,219
0,162
0,197
0,194
0,229
0,219
0,254
0,201
0,235
0,233
0,268
0,254
0,283
0,084
0,119
0,116
0,151
0,148
0,183
0,117
0,181
0,183
0,218
0,220
0,255
0,209
0,244
0,249
0,284
0,291
0,326
0,335 | 0,461
0,370
0,381
0,416
0,433
0,468
0,496
0,514
0,609
0,574
0,609
Разные строительные и теплоизоляционные материалы
453
Таблица 12.16
Резиновые изделия и пластические массы [478]
Материал и его характеристика
Объемный
вес, кг/м3
Каучук твердый
Каучук вулканизированный
твердый серый
Каучук вулканизированный
мягкий серый
Губка резиновая красная . . .
Карболит черный
Фибролит
Фибра красная
» белая .
Целлулоид светлый
Эбонит
Парокаучук
Фибролит магнезиальный . . .
Текстолит
Кембрик лакированный ....
Плексиглаз (оргстекло) ....
Стеклотекстолит
Полистирол ПС-1
298—323
323
322
293
323
293
323
353
293-373
293—323
303
293
293
273
273
273
293
293
2f3
293
293
0,159
0,230
0,184
0,055
0,231
0,076
0,128
0,151
0,469—0,498
0,278—0,2П
0,209
0,162
0,190
0,099
0,128
0,151
0,233—0,337
0,157
0,184
0,372
0,043
1190
1190
1190
224
1150
300
350
400
1290
1220
1400
1200
300
350
450
1300—1400
1800
220
Таблица 12.17
Плотность и теплопроводность при комнатной температуре тонких
слоев некоторых теплоизоляционных материалов [472]
Материал
Бакелитовый лак
Пластмасса «Буна»
Гедонакс
Резина
Текстолит
Замазка Менделеева
Асбест
Полихлорвиниловая пленка
Бумага
Компрессная клеенка .
8, мм
0,35
1,00
1,15
1,35
4,00
0,34
1,25
0,25
0,075
0,25
V.
кг/м*
1400
1550
1215
1580
1400
Р50
840
1650
730
1650
вт/(м-град]
0,291
0,169
0,166
0,146
0,261
0,129
0,126
0,105
0,096
0,090
15 В. С. Чиркин
454
Теплоизоляционные и строительные материалы
Продолжение табл. 12.17
Материал
5, мм
кг/'м3
вт/(м-град)
Микропористый эбонит с пористым напол-
наполнителем
Картон ......
Бумажный войлок
Микропористый эбонит (ребристый) ....
Микропористый эбонит с пористым напол-
наполнителем (ребристый)
Замша
Шерстяная ткань
Сукно
Минеральный войлок
Пористая резина
Войлок шерстяной
Губка
1,10
1,00
3,50
1,15
1,50
2,10
1,50
1,90
1,10
2,32
580
700
300
360
240
340
240
250
120
160
200
160
0,066
0,062
0,057
0,059
0,053
0,052
0,052
0,046
0,050
0,049
0,044
Таблица 12.18
Теплофизические свойства резины при комнатной темлературе
Резина
Пористая
Крошка пористой резины
416-А
416-В
450-А"
450-В
V.
кг/м3
250
153
1370
1475
1400
1410
а, 10~~7
м2/сек
1,18
1,49
2,27
2,28
1,95
1,89
А,
от/(м-град)
0,060
0,048
0,368
0,414
0,323
0,288
кдж!(кг-град)
2,052
2,052
0,971
1,231
0,996
1,080
ЛИТЕРАТУРА
1. Международная система единиц. ГОСТ 9867—61. М., Стандарт-
гиз, 1963.
2. Тепловые единицы. ГОСТ 8550—61. М., Стандартгиз, 1963.
3. Б у р д у и Г. Д. Единицы физических величин. Изд. 4. М.,
Стандартгиз, 1967.
4. Зайцев В. М. Техническая термодинамика. М., Изд. МИФИ,
1963.
5. К о н а к о в П. К. Теоретические основы теплотехники. М.,
Трансжелдориздат, 1957.
6. О л е й и и к Б. Н. Единицы измерения количества тепла. «Тр.
Ин-та стандартов, мер и измерительных приборов». Вып. 51 C).
М., Стандартгиз, 1961.
7. Новиков И. И., Г о л а ш в и л и В. С, Лутовинин В. С.
Государственная служба стандартных справочных данных.
Труды конференции по теплофизическимч свойствам веществ,
проходившей в Новосибирске 25—30 июля 1966 г. М., Стандарт-
* гиз, 1967.
8. В у к а л о в и ч М. П., Новиков И. И. Техническая термоди-
термодинамика. М., Госэнергоиздат, 1955.
9. Лыков А. В., Михайлов Ю. А. Теория переноса энергии
и вещества. Минск, Изд-во АН БССР, 1959.
10. К у т а т е л а д з е С. С. Основы теории теплообмена. Л., Маш-
гиз, 1957; Боришанский В. М., Кутателадзе С. С.
Справочник по теплопередаче. Л., Машгиз, 1960.
11. Франк-Каме и ецкий Д. А. Диффузия и теплопередача
в химической кинетике. Изд. 2. М., «Наука», 1967.
12. Чир к и н В. С. Теплопроводность промышленных материалов.
Изд. 2. М., Машгиз, 1962.
18. Лившиц Б. Г. Физические свойства металлов и сплавов. М.,
Машгиз, 1959.
14. Кржижановский Р. Е. Теплопроводность и электропро-
электропроводность металлов и сплавов. М., «Металлургия», 1967; М и к-
р ю к о в В. Е. Теплопроводность и электропроводность метал-
металлов и сплавов. М., Металлургиздат, 1959.
15. Бочвар А. А. Металловедение. Изд. 5. М., Металлургиздат,
1956; Кинетика высокотемпературных процессов. Сб. Под ред.
В. Д. Кинджери. М., «Металлургия», 1965.
15*
456 Литература
16. ЧиркинВ. С. «Атомная энергия», 20, 80 A966).
17. Курчатов И. В. Некоторые вопросы развития атомной энер-
энергетики в СССР. «Атомная энергия», 1, вып. 3, 1 A956).
18. Доллежаль Н. А. и др. Уран-графитовый реактор с пере-
перегревом пара высокого давления. Доклад № 2139. В кн. «Труды
Второй международной конференции по мирному использова-
использованию атомной энергии. Женева, 1958». Т. 4. М., Атомиздат, 1959,
стр. 36.
19. Кружи лин Г. Н., Субботин В. И. Охлаждение водо-
водяных реакторов. Доклад № 2144. Там же, стр. 134.
20. Горячие лаборатории и их оборудование. Сб. статей. Под ред.
Н. Ф. Правдюка. М., Атомиздат, 1960.
21. Аладьев И. Т. Применение атомной энергии в мирных це-
целях. М., Изд-во АН СССР, 1956.
22. Предводителев А. С. «Инж.-физ. ж.», 5, № 8, 108 A962).
23. Цедерберг Н. В. Теплопроводность газов и жидкостей. М.,
Госэнергоиздат, 1963.
24. В а р г а ф т и к Н. Б. Теплофизические свойства веществ. Спра-
Справочник. М.—Лм Энергоиздат, 1956.
25 М а л к и н О. А. Теплопроводность диссоциированного и иони-
ионизированного газа (плазмы). Глава из книги В. С. Чиркина. Теп-
Теплопроводность промышленных материалов. М., Машгиз, 1962,
стр. 72.
26. Матвеев Г. А. Энергооборудование атомных электростанций.
М., Госатомиздат, 1961.
27. Зайцева Л. С. «Ж. техн. физ.», 29, вып. 4, 497 A959).
28. Единицы радиоактивности и ионизирующих излучений. ГОСТ
8848—63. М, Стандартгиз, 1963.
29. Материалы для ядерных реакторов. Перев. с англ. Под ред.
Ю. Н. Сокурского. М., Госатомиздат, 1963.
30. Reactor Handbook Materials Selected. Reference Materials USAE
Program. Vol. 4. Geneva, 1955.
31. New Nuclear Materials Including Nonmetallic Fuels. Vol. 1, 2.
IAEA, Vienna, 1963.
32. Ядерные реакторы. Т. III. Материалы для ядерных реакторов.
М., Изд-во иностр. лит., 1956. (Материалы КАЭ США.)
33. Паттон Ф. С, Гуджин Д. М., Гриффите В. Л. Ядер-
Ядерное горючее на основе обогащенного урана, Перев. с англ.
Под ред. Н. П. Галкина. М., Атомиздат, 1963. Reference
Date Manual. Nucleonics, 1960,
34. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов. Спра-
Справочник. М., Физматгиз, 1959.
35. Емельянов В. С, Евстюхин А. И. Металлургия ядер-
ядерного горючего. М., Атомиздат, 1964.
36. М и т ь к и н а Е. А. «Атомная энергия», 7, 163 A959).
37. G е о г g e D., W h a 11 е у С. HL Fuel for the «Zenith» reactor.
J. Nucl. Energy, A/B, 18, No. 5, 233 A964).
38. Харрингтон Ч., Рюэле А. Технология производства ура-
урана. Пер. с англ. М., Госатомиздат, 1961.
39. Р а ф Ф., Бауэр А. Институт Бэттла, Колумбус, шт. Огайо,
США. Сплавы урана и тория. Пер. с англ. Главное управление
Литература 457
по использованию атомной энергии при Совете Министров
СССР. М., Управление научно-технической информации и вы-
выставок, 1960.
40. 3 а й м о в с к и й А. С, С е р г е е в Г. Я-, Титова В. В., Ле-
Левит с к и й Б. М., С о к у р с к и й Ю. Н. В кн. «Труды Второй
международной конференции по мирному использованию атом-
атомной энергии. Женева, 1958». Доклады советских ученых. Т. 3.
М., Атомиздат, 1959, стр. 573.
41. Кутайцев В. И. Сплавы тория, урана и плутония. М., Гос-
Госатомиздат, 1962.
42. Металловедение реакторных материалов. Кн. первая. Ядерно-
горючие материалы. Под ред. Д. М. Скорова. М., Госатомиздат, <
1961. (Обзоры Ин-та им. Бэттла.)
43. Sengew G. U. et al. Recrystallization of cold-rolled uranium.
Reactor S. C. Techn., 17, No. 10 A963).
44. Иванов В. Е. и др. «Атомная энергия», 16, 325 A964).
45. Стерли н Я. М. Металлургия урана. М., Госатомиздат, 1962.
46. Сергеев Г. Я-, Титова В. В., Борисов К. А. Металло-
Металловедение урана и некоторых реакторных материалов. М., Атом-
Атомиздат, 1960.
47. Stoops R. F., Hamme I. V. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 2,
59 A964).
48. Материалы Международной конференции по мирному исполь-
использованию атомной энергии. Женева, 1955. Т. 9. Технология реак-
реакторов и химическая обработка ядерного горючего. Л., Госхимиз-
дат, 1958.
49. X о л д е н А. А. Металловедение урана. М., Металлургиздат,
1962.
50. Ф и л я н д М. А., Семенова Е. И. Свойства редких элемен-
элементов. Справочник. Изд. 2. М., «Металлургия», 1964.
1. Шевченко В. Б., С у д а р и к о в Б. Н. Технология урана.
М., Госатомиздат, 1961.
52. F г а п с i s W. С. et al. Trans. Amer. Nucl. Soc, 6, No. 2, 373
A963).
53. С о курский Ю. Н. «Атомная энергия», 6, 403 A959).
54. С о к у р с к и й Ю. Н. Распухание а-урана, вызванное облуче-
облучением. «Атомная техника за рубежом», № 3, 33 A962).
55. А м б а р ц у м я н Р. С, Г л у х о в А. М., Гончаров В. В.,
К о в а л е в А. И., С к в о рц о в С. А. В кн. «Труды Второй
международной конференции по мирному использованию атом-
атомной энергии. Женева, 1958». Т. 2. М., Атомиз'дат, 1959, стр. 119.
56. К о н о б е е в с к и й С. Т., П р а в д ю к Н. Ф., Кутайцев В. И.
В кн. «Доклады советских ученых на Международной .конфе-
.конференции по мирному использованию атомной энергии. Женева,
1955». Исследования в области геологии, химии и металлургии.
М., Изд-во АН СССР, 1955, стр. 263.
57. Slattery G. F., Connolly D. E. J. Nucl. Energy, А/В, 18,
No. 6, 347 A964).
58. К а ц Дж., Р а б и н о в и ч Е. Химия урана. М., Изд-во иностр.
лит, 1954.
458 Литература
59. S с h m i 11 A. R , W i 11 а г d R. M. Trans. Amer. Nucl. Soc., 6,
No. 2, 374 A963).
60. Streets F. G., S t о b о J. J. The uranium-molybdenium-carbo-
ne quilibrium diagram. J. Inst. .Metals, 92, No. 6 A964).
61. Вейсс Р. Физика твердого тела. Пер. с англ. М., Атомиздат,
1968.
62. HaenP, Weil L. Compt. Rend. Acad. Sci., Paris, 258, No. 25,
6130 A964).
63. H a u s n e r H. H., Schu m a r J. F. Nuclear Fuel Elements.
Rein. Publ. Corporation, N.Y., 1959.
64. К о н о б е е в с к и й С. Т., Правдюк Н. Ф. и др. «Атомная
энергия», 4, 34 A958).
65. Werkstoffe der Kerntechnik. Bd. I, II, III. Deutsche Verlag der
Wiessenschaften. Berlin, 1964.
66. Александров А. П. «Атомная энергия», 13, 109 A962).
67. У о б е р Дж. Коррозионное поведение плутония и урана
(доклад № 699, США). В кн. «Труды Второй международной
конференции по мирному использованию атомной энергии. Же-
Женева, 1958». Избранные доклады иностранных ученых. Т. 6. М.,
Атомиздат, 1959, стр. 210.
68. Haag R. М, Ми псу С. R. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 1,
34 A964).
69. 3 а й м о в с к и й А. С, Калашников В. В., Голов-
н и н И. С. Тепловыделяющие элементы атомных реакторов.
Изд. 2. М., Атомиздат, 1966.
70. М и х а и л о в - М и х е е в П. Б. Справочник по металлическим
материалам турбино- и моторостроения. М., Машгиз, 1961.
71. Энергетический реактор с водой под давлением. Под «ред.
С. А. Скворцова. М., Изд-во иностр. лит., 1961.
72. Ball I. J., Lord V. В. J. Inst. Metals, 86, No. 8, 369 A958).
73. Б э г л и К- Плутоний и его сплавы. Пер. с англ. М., Атом-
Атомиздат, 1958; Плутоний. Сб. докладов иностранных .ученых. М.,
Атомиздат, 1964.
74. Kruger О. L. J. Nucl. Materials, 19, No. 1, 29 A966).
75. Taube M. Plutonium. Pergamon Press, N. Y., 1964.
76. Kaz A. E., Loasby R. G. Philos, Mag., 9, No. 97, 234 A964).
77. Karlsson R. H. J. Nucl. Materials, 19, No. 1, 79 A966).
78. Металлургия и металловедение плутония и его сплавов. Под
ред. В. Д. Уилкинсона. М., Госатомпздат, 1962.
79. В rod sky М. В. Phys. Rev., 137, No. 5A, 1423 A965).
80. Andrew J. F., Morgan J. R. J. Nucl. Materials, 19, No. 1,
115 A966).
81. Чеботарев Н. Т, Без носиков а А В «Атомная энер-
энергия», 7, 68 A959).
82. Решетников Ф. Г. и др. «Атомная энергия», 20, 525, A966).
83. Ferro R. Atomic Energy Rev., 4, No. 1, 73 A966).
84. Coffin berry A. S., Waldron M. В Piogress in Nuclear
Energy. Vol. 1 Pergamon Press, London, 1956.
85. Механические свойства нелегпроваппого плутония. «Атомная
энергия», 12, 550 A962).
Литература 459
86. Gr iesen auer N. M. et al. Trans. Ainer. Nucl. Soc, 6, No. 2,
391 A963).
87. Торий. Труды конференции по торию, созванной 11 октября
1956 г. в г. Кливленде Комиссией по атомной энергии США
и Американским обществом металловедения. Пер. с англ. Под
ред. Г. А. Меерсона. М., Госатомиздат, 1962; Rombau P.
Energia Nucl., 5, No. 6, 441 A963).
88. Barhusen I. I. Reactor fuel processing. 7, No. 1, 146 A964).
89. В as si A. Energia Nucl., 13, No. 3, 122 A966).
90. Материалы и горючее для высокотемпературных ядерных энер-
энергетических установок. Под ред. М. Симнада и Л. Замуолта.
Пер. с англ. М., Атомиздат, 1966.
91. Howl D. A. J. Nucl. Materials, 19, No. 1, 21 A966).
92. D a n i e 1 R. С, Cohen I. Trans. Ainer. Nucl. Soc , 6, No. 2,
332 A963).
93. Anderson T. D. Trans Amer. Nucl. Soc, 6, No. 2, 347 A964).
94. Am a to L. et al. J. Nucl. Materials, 18, No. 3, 252 A966).
95. Physical properties of reactor ceramics. Trans. Amer. Nucl. Soc,
8, No. 1, 34 A965).
96. Neumann O., Sailer HI Kerntechnik, 8, No. 2, 60 A966).
97. Crappiolo G. C. Energia Nucl., 11, No. 5, 341 A964).
98. Nasu Sh., V e d e R. J. Nucl. Sci. Sc. Techn., 1, No. 4, A964).
99. Chris tenses J. A. J. Amer. Ceram. Soc, 46, No. 12,607
A963).
100. Murat M., Eyraud G. Bull. Soc Chim. France, No. 11, 2589
A963).
101. N a gels P. et al. J. Appl. Phys., 35, No. 4, 1175 A964).
102. Lyons M. F. et al. Nucleonics, 22, No. 5, 102 A964).
103. Chris tenses J. A. Trans. Amer. Nucl Soc, 7, No. 2, 390
A964).
104. Thermodynamic and transport properties of uranium dioxide and
related phases. Report of the panel held in Vienna, 16—20 March,
1964. IAEA, Vienna, 1965, p. 105 (IAEA, Technical reports series,
no. 39).
105. Л астм а л Б. Радиационные явления в двуокиси урана. Пер.
с англ. Под ред. Ю. Н. Сокурского. М., Атомиздат, 964.
106. Anderson T. D. Nucl. Safety, 6, No. 2, 164 A964).
107. CordfunkeE. H. Atomenergie, 6, No. 7, 143 A964).
108. Bogaevski M. et al. New Nuclear materials. Vol. 1. Vienna,
1963.
109. Ахачинский В. «Атомная энергия», 15. 346 A963).
ПО. San den aw Th. A. J. Nucl. Materials, 10, No. 3, 165 A963).
111. Bailey W. J., С h i k a 11 a T. D. Trans. Amer. Nucl. Soc, 6,
No. 2, 350 A963).
112. Fresh ley M., M a 11 у s H. Trans. Amer. Nucl. Soc, 7, No. 2,
402 A964).
113. Gross L. B. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 6, 308 A964).
114. Skavdahl R. E. Trans. Amer. Nucl. Soc, 6, No 2, 393 A963).
115. Ha us ton M. D et al. Trans Amer. Nucl. Soc, 6, No. 2, 394
A963).
460 Литература
116. Murray P., Live у D. Progress in Nuclear Energy. Ser V,
1 Chap., p. 62. Pergamon Press, London, 1965.
117. Kingery W. D. et al. J. Amer. Ceram. Soc, 37, No. 2, 107
A954).
118. Russel L. E. Nucl. Materials, 5, No. 2, 216 A962).
119. Хромоножкин В. С, Андриевский Р. А. Изучение
упругости пара монокарбида урана. В сб «Thermodynamics».
Vol. 1. IAEA, Vienna, 1966.
120. Чудновский А. Ф. Теплообмен в дисперсных средах. М.,
Гостехиздат, 1954.
121. Чудновский А. Ф. Теплофизические характеристики дисперс-
дисперсных материалов. М., Физматгиз, 1962; Самойлов А. Г., В о л-
ков В. С. «Атомная энергия», 6, 261 A959).
122. Mendez-PenalosaR. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 2, 101
A964); Bowman A. L. J. Nucl. Materials, 19, No. 1, A966).
123. Страссер Н. «Атомная техника за -рубежом», № 4, 31
A964).
124. Frost В. R. J. Nucl. Materials, 10, No 4, 265 A963).
125. Meyer I. H. Canad. Nucl. Technology, 3, No. 2, 60 A964).
126. Carrol I. W. Trans. Amer. Nucl. Soc, 6, No. 2, 391 A963).
127. Auskern A. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 8, 390 A964).
128. Gold del W. V. Trans. Amer. Nucl. Soc, 6, No. 2, 379 A963).
129. Миллионщиков М. Д. и др. «Атомная энергия», 17, 329
A964).
130. С ам о й л ов А. Г., Каштанов А. И., Волков В. С.
Дисперсионные тепловыделяющие элементы ядерных реакто-
реакторов. М., Атомиздат, Г965.
131. Kreeger О. Н., S a v a g H. J. Chcm. Phys., 40, No. 1, 27
A964).
132. Высокотемпературное ядерное горючее для усовершенствован-
усовершенствованных реакторов. «Атомная техника за рубежом», № 6, 28 A964).
133. Men у L. et al. New Nuclear materials. Vol. II, Vienna, 1963.
134. К izer D. Nucleonics, 22, No. 6, 71 A964); см. «Атомная тех-
техника за рубежом», № 10, 27 A964).
135. Quataert D., SchleicherH. W. J. Nucl. Materials, 19,
No. 3, 221 A966).
136. Хейн X. «Атомная техника за рубежом», № 6, 24 A963).
137. Steinkopff H. Kernenergia, 7, No. 6/7, 427 A964).
138. Гагарин В. В., Д а л и н и н В. А. «Атомная техника за рубе-
рубежом», № 3, 23 A966).
139. Краткий справочник инженера-физика. Сост. Н. Д. Федоров.
М., Госатомиздат, 1961.
140. Металловедение реакторных материалов. Кн. вторая. Конструк-
Конструкционные материалы и технология твэлов. Под ред. Д. М. Ско-
рова. М., Госатомиздат, 1962. (Обзоры Ин-та им. Бэттла.)
141. Foley E. L., Sowyer R. В. J. Appl. Phys., 35, No. 10, 30
A964).
142. Сплавы на основе никеля и меди. ГОСТ 492—52. М., Стандарт-
гиз, 1952.
143. Справочник по машиностроительным материалам. Т. 2. Под ред.
Г. И. Погодина-Алексеева. М., Машгиз, 19о9.
Литература 461
144. Mende H. H. Zeitschrift angew. Phys., 17, No. 7, 517 A964).
145. Салли А. Хром. М., Металлургиздат, 1958.
146. Справочник по авиационным материалам. Т. 3. Жаропрочные
сплавы. М., Оборонгиз, 1959, стр. 399.
147. Справочник по редким металлам. Перев. с англ. Под ред.
В. Е. Плющева. М., «Мир», 1965.
148. Аустеиитная сталь 1Х18Н9Т. ГОСТ 5632—51. М., Стандартгиз,
1951.
149. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. Спра-
Справочник. Под ред. Н. Т. Гудцова. М., Металлургиздат, 1956.
150. Корнилов И. И. Физико-химические основы жаропрочности
сплавов. М., Изд-во АН СССР, 1961.
151. Сталь углеродистая качественная машиностроительная.
ГОСТ 1050—57. М., Стандартгиз, 1957.
152. Кржижановский Р. Е. Некоторые закономерности в по-
поведении теплопроводности металлов и сплавов. В сб. «Тепло- и
|массоперенос». Т. 1. Минск, Изд-во АН БООСР, 1962.
153. Исследования по жаропрочным сплавам. Сб. статей. М., Изд-во
АН СССР, 1963, стр. 138—214.
154. Исследования по нержавеющим сталям. Сб. статей. М., Изд-во
АН СССР, 1963, стр. 92—160.
155. Перова В. И, К нор оз Л. И. В сб. ЦНИИТМАШ «Струк-
«Структура и свойства жаропрочных материалов». М., Машгиз, 1959,
стр. 149.
156. Жаропрочные сплавы в условиях полетов со сверхзвуковыми
скоростями. Сб. статей. М., Металлургиздат, 1962.
157. Гуляев А. П. и др. «Металловедение и термическая обработ-
обработка металлов», № 3, 41 A965).
158. Вопросы физики металлов и металловедение. Сб. статей. Киев,
Изд-во АН УССР, 1963.
159. Илинчев Г. «Атомная техника за рубежом», № 3, 26 A965).
160. Бернштейн М. Л. Стали и сплавы для работы при высоких
температурах. М., Металлургиздат, 1956.
161. В ohm H. et al. J. Nucl. Materials, 18, No. 3, 337 A966).
162. M a p к о в с к и й Е. А., Краснощекое М. М. «Атомная
энергия», 18, 72 A965).
163. Химушин Ф. Ф. Жаропрочные газотурбинные стали и спла-
сплавы. В сб. «Современные сплавы и их термическая обработка».
М., Машгиз, 1958, стр. 216.
164. Физико-химические свойства элементов. Справочник. Под ред.
Г. В. Самсонова. Киев, «Наукова думка», 1965.
165. Кубашевский О., Эванс Э. Термохимия в металлургии.
М., Изд-во иностр. лит., 1954.
166. Кржижановский Р. Е. «Энергомашиностроение», № 10,
37 A960).
167. Кржижановский Р. Е. «Энергомашиностроение», № 11, 44
A958).
168. Кржижановский Р. Е. Теплопроводность, электропровод-
электропроводность и постоянная Лоренца жаропрочных сплавов. Информа-
Информационное письмо № 179, ЦКТИ им. Ползунова. М.—Л., 1958.
169. Металловедение реакторных материалов. Кн. третья. Мате-
462 Литература
риалы замедлителя, отражателя и регулирующих устройств.
Под ред. Д. М. Скорова. М, Госатохмиздат, 1962. (Обзоры
Ин-та им. Бэттла.)
170. R о b е г t s о n J. A. L., С о х В. Nucl. News, 7, No. 10, 34 A964).
171. Neutron irradiation of type 347 stainless steel. Power Reactor
Technology, 7, No. 2, 187 A964).
172. С h e г n о с k W. P., T о b i n J. Nucl. News, 7, No. 10, 42 A964).
173. Кардонский В. М., Перкас М Д. «Металловедение и
термическая обработка* металлов», № 3, 37 A965).
174. Михайлов-Михеев П. Б. Тепловая хрупкость стали.
М.—Л., Машгиз, 1956, стр. 9—61.
175. Fuel elements. Power Reactor Technol., 7, No. 4, 354 A964).
176. M о t e f f J., Kingsbury F D. Trans. Amer. Nucl. Soc, 8,
No. 1, 5 A965).
177. Pawel R. E., Stansbury E. E. J. Phys. Chem. Soc, 26,
No. 3, 607 A965).
178. Крафтмахер Я. А. В сб. «Исследование при высоких тем-
температурах», стр. 5. Новосибирск, «Наука», 1966.
179. Лебединский М. А. Электровакуумные материалы. М.,
Госэнергоиздат, 1956.
180. Строев А. С. и др. Тугоплавкие металлы: молибден, воль-
вольфрам, ниобий и тантал. М., Металлургиздат, 1960.
181. Прохотин Д. А., Васильева Е. В. Сплавы ниобия. М.,
«Наука», 1964.
182. DeMastryJ. A. et al. Trans. Amer. Nucl. Soc, 6, No. 2, 357
A963).
183. Hoeven B. J. C, Keesom P. H. Phys. Rev., 134, No. 5A,
1320 A964).
184. Ferreira I. et al. Phys. Letters, 12, No. 3, 166 A964).
185 Cull en G. W. Trans. Met. Soc AIME, 230, No 7, 1494 A964).
186. Catteral I. A. Brit. J. Appl. Phys., 15, No. 11, 1369 A964).
187. Волькенштейн Н. В. и др. «Физика металлов и металло-
металловедение», 17, № 4, 627 A964).
188. Meakinl. D., Lawley A. Appl. Phys. Letters, 5, No. 7, 133
A964).
189. Antes HI V/. Trans. Met. Soc. AIME, 230, No. 3, 550 A964).
190. Fawcett E., R e e d W. A. Phys. Rev., 134, No. ЗА, 723 A964).
191. Andres К. Phys. Rev., 7, No. 5, 315 A963).
192. Конобеевский С. Т. Действие облучения на материалы
Введение в радиационное материаловедение. М., Атомиздат,
1967.
193. Wyatt A. F. G. Phys. Rev. Letters, 13, No. 13, 401 A964).
194. Comparisons of materials. Materials in Design Engng, 60, No. 5,
137 A964).
195. Keesom P. H., Radebaugh R. Phys. Rev. Letters, 13,
No. 23, 685 A964).
196. Борисова Е. А., Климова Г. Е. «Металловедение и тер-
термическая обработка металлов», № 5, 29 A965); Улья-
Ульянов Р. А., К о в т у н С. Ф. «Физика металлов и металловеде-
металловедение», 17, № 4, 505 A964).
197. Займовский А. С. «Атомная энергия», 18, 395 A965).
Литература 463
198. Дьяков И. Г. и др. «Физика металлов и металловедение», 19,
№6, 848 A965).
199. Амоненко В. М и др. «Атомная энергия», 16, 426 A964).
200. Д а в и д е н к о в Н. Н. и др. «Атомная энергия», 18, 608
A965).
201. Beasley D. Conference internationale sur la Metallurgie du
beryllium. Paper No. 16, Grenoble, 17—20 .May, 1965.
202. Бериллиды как жаропрочные материалы. (Обзор). «Атом-
«Атомная энергия», 12, 549 A962).
203. Уайт Д., Берк Д. Бериллий. М , Изд-во ипостр лит, 1962.
204 Ажажа В. М и др. «Атомная энергия», 19, 269 A965).
205. Жежерун И. Ф. «Атомная энергия», 16, вып. 3, 224 A964);
П о н о м а р е в - С т е и и о и Н. Н., Л о м а к и н С С. «Атомная
энергия», 16, 228 A964).
206. W e i s z /M et al. Bull, d'information sciens ct techniques, No. 87,
31 A964).
207. Па пиров И. И. «Атомная энергия», 19, 144 A965).
208. Intern. Confer, on the Mettalurgy of Beryllium (Inst. of Metals).
Nucl. Engng, 6, No. 67, 531 A961).
209. Vickers W. Trans. Met. Soc. AIME, 230, No. 7, 1535 A964).
210. Синельников К. Д. и др. В кн. «Труды Второй междуна-
международной конференции по мирному использованию атомной энер-
энергии. Женева, 1958». Доклады советских ученых. Т. 3. М , Атом-
издат, 1959, стр. 625.
211. Ажажа В М., Бор ушко И. М. «Заводск. лаборатория»,
№ 1,92 A961).
212. Bastien P., P о i n t u P. J. Nucl. Materials, 10, No. 1, 63
A963).
213. Дарвин Дж., Б а д д е р и Дж Бериллий. Перев. с англ. Под
ред. М. Б. Рейфмана. М., Изд-во иностр. лит., 1962.
214. Espe W. Werkstoffkunde der Hochvakuunitechnick. В1. 1. Berlin,
1959; Ha us пег Н. Н. Atomic Energy Rev., 1, No. 2, 99 A963).
215. Hessinger P. S. Industr. and Engng Chem., 54, No. 3, 16
A962).
216. В ens i mo nt R. L., S i mono v itch G. S. Nucleonics, 5,
No. 3, 194 A964).
217. LindeA. Atomenergie, 6, No. 6, 111 A964).
218. Bassi A., CamonaG. Energia Nucl., 11, No. 7, 370 A964).
219. Тим рот Д. Л., Пелецкий В. Д. «Теплофизика высоких
температур», 3, № 2, 223 A965).
220. Baque P. et al. Energia Nucl., 6, No. 2, 88 A964).
221. RauschenbachR., Springer H. Kernenergie, 7, No. 1,
19 A964).
222. Л у п а к о в И. С и др. «Атомная энергия», 20, 330 A966).
223. К a t z О. М., В е г g е г J. A. Trans. Met. Soc, AIME, 233, No. 5,
1005 A965).
224. Simonovitch G Industr. Atomiques, 9, No. 1—2, 49 A965).
225. Металлургия циркония. Перев. с англ. Под ред. Г. А. Меерсо-
на и Ю. В. Гагаринского. М., Изд-во иностр. лит., 1959.
226. Физические и механические свойства магния и его сплавов.
«Вопросы ядерной энергетики», № 4, 45 A958)
464 Литература
227. Bar den S. E. J. Brit. Nucl. Energy Soc, 4, No. 3, 197 A965).
228. Clendenen G. L., Drickmer H. G. Phys. Rev., 135, No. 6A,
1643 A964).
229 D a r r a s R. et al. Metallurgy and Fuels. Vol. 2. Pergamon
Press, London, 1959, p. 69.
230. Портной К. И., Лебедев А. А. Магниевые сплавы (свой-
(свойства и технология). Справочник. М., Металлургиздат, 1952.
231. Иванов В. Е. и др. Металлокерамические магниевые и маг-
ниево-бериллиевые сплавы. В сб. «New Nuclear materials».
Vol. 2. Vienna, 1963.
232. Cupta К. P., Dayal B. Phys. Stat. Sol., 9, No. 2, 379 A965).
233. Williams D. P., Nelson H. G. Trans. Met. Soc. AIME,
233, No. 7, 1339 A965).
234. Колобнев И. Ф. Жаропрочность литейных алюминиевых
сплавов. М., Металлургиздат, 1964, стр. 224.
235. Pent on E. W. et al. Canad. J. Phys., 41, No. 12, 2026 A963).
236. Cheng С H. et al. J. Phys. Chem. Soc, 25, No. 12, 2026 A964).
237. Gupta K. P. Phys. Rev., 133, No. 1A, 203 A964).
238. Gordon P., El-Bassyonni T. A. Trans. «Met. Soc. AIME,
233, No. 12,391 A965).
239. Dickinson D. R. Corrosion, 21, No. 1, 19 A965).
240. Chari M. S. R., SundaramR. Physica, 30, No. 10, 1943
A964).
241. Бениева Т. Я. и др. «Физика твердого тела», 7, № 8, 2273
A965).
242. Eschnauer HU Vietzko H. Atomwirtschaft, 10, No. I, 32
A965).
243. Dey В. N.. G и a d e r M. A. Canad. J. Phys., 43, No. 7, 1347
A965).
244. Pollard W. A. J. Inst. Metals, 93, part 10, 339 A965).
245. Hartmann R. J. J. Appl. Phys., 36, No. 5, 1962 A965).
246. Кишкин С. Т. Влияние облучения на структуру и свойства
конструкционных металлов. М., Оборонгиз, 1958.
247. Копельман Б. Материалы для ядерных реакторов. Перев.
с англ. Под ред. Б. А. Красюка. М., Госатомиздат, 1962.
248. Пеньковский В. В. Действие облучения на металлы и не-
некоторые тугоплавкие материалы. Киев. Изд-во АН УССР, 1962,
стр. 66.
249. Действие ядерных излучений на структуру и свойства металлов
и сплавов. Под ред. Я. П. Селисского. М., Металлургиздат, 1957.
250. П е т р о в П. А. и др. В сб. «Действие ядерных излучений на
материалы». М., Изд-во АН СССР, 1962, стр. 100.
251. Андреев П. А., Канаев А. А., Федорович Б. Д. Жид-
кометаллические теплоносители ядерных реакторов. Л., Суд-
промгиз, 1959.
252. Жидкометаллические теплоносители. Сб. Перев. с англ. Под
ред. А. Е. Шейндлина. М., Изд-во иностр. лит., 1958.
253. Н a u b о 1 d W. J. Metals, 15, No. 9, 637 A963).
254. Strauss S. W. Nucl. Sci. and Engng, 18, No. 2, 280 A964).
255. Greene M., KohnW. Phys. Rev., 137, No. 2A, 513 A965).
256. Конусов В. Ф. «Известия высш. уч. зав. Физика», № 4, 133
Литература 465
A964); Ахматова И. А. В сб. «Исследования при высоких
температурах». Новосибирск, «Наука», 1966.
257. Жидкие металлы. Сборник. Под ред. В. М. Боришанского и
др. М., Госатомиздат, 1963.
258. Б о р и ш а н с к и й В. М., Кутателадзе С. С, Нови-
Новиков И. И., Федынский О. С. Жидкометаллические теплоно-
теплоносители. Изд. 2. М., Атомиздат, 1967.
259. Натрий металлический, выпускаемый промышленностью.
ГОСТ 3273—55. М., Стандартгиз, 1955.
260. Rige M. H. J. Phys. Chem. Sol., 26, No. 3, 483 A965).
261. S pi Пег К. Н. Atomkernenergie, 10, No 5—6, 215 A965).
262. Meyer A. et al. Phys. Rev., 138, No. 6A, 1591 A965).
263. Meyer A. et al. Phys. Lett., 18, No. 1, 10 A965).
264. Никольский Н. А. и др. «Теплоэнергетика», № 2, 92 A959).
265. Dietrich J. R. Nucleonics, 23, No. 5/54 A965).
266. Christman J. R. Phys. Rev., 139, No. 1A, 83 A965).
267. Martin D. L. Phys. Rev., 139, No. I A, 150 A965).
268. Улыбин С. А. Теплоносители энергетических ядерных устано-
установок. М.—Л., «Энергия», 1966.
269. S t i e g I i t z L. J., Zumwalt L R. Trans. Amer. Nucl. Soc , 8,
No. 1, 1 A965).
270. Литий. Сб. переводов. Под ред В. Е. Плющева. М., Изд-во
иностр. лит., 1959, стр. 46.
271. Андреев П. А., Г р е м и л о в Д. И., Федорович Е. Д.
Теплообменные аппараты ядерных энергетических установок.
Под ред. Н. Н. Синева. Л., «Судостроение», 1965.
272. Теплофизические характеристики теплоносителей. Руководящие
указания. Под ред. А. А. Канаева. Л., Изд. ЦКТИ им. Пол-
зунова, 1964.
273. Мельников С. М. Ртуть. М., Металлургиздат, 1951.
274. Г а в з е М. Н., Г у д ц о в Н. Т. Воздействие ртути как тепло-
теплоносителя на сталь в энергетических установках. М., Изд-во
АН СССР, 1963, стр. 226.
275. Ртуть. ГОСТ 4658—49. М., Стандартгиз, 1951.
276. Ю р ч а к Р. П., Филиппов Л. П. «Теплофизика высоких тем-
температур», 3f №2, 323 A965).
277. Олово. ГОСТ 860—41. М., Стандартгиз, 1941.
278. С h a n n i n g D. A., W e i n t г о u b S. Canad. J. Phys., 43, No. 5,
955 A965).
279. Dubsek F. Jaderna Energie, II, No. 7, 246 A965).
280. Hereford R., Hermann H. J. Inst. Metal., 93, part 10, 362
A965).
„281. Свинец. ГОСТ 3778—56. M., Стандартгиз, 1957.
282. Агапова Н. И. и др. «Атомная энергия», 15, 292 A963).
283. Lien W. H., Phillips N. Е. Phis. Rev., 133, No. 5A, 1370
A964).
284. James В. W., Va tes В. Cryogenic, 5, No. 2, 68 A965).
285. Filby J. D. Proc. Roy Soc, 284, No. 1396, 83 A965).
286. Phillips N. E. Phys. Rev., 134, No. 2A, 385 A964).
287. Gmelins-Handbook der anorganischcn Chemie, Rubidium, No. 24,
97 A937).
466 Литература
288. Reactor Handbook. Second edition. Vol. 1, Materials, No. 4 A960).
289. Boerboom A. J. H. et al. Physica, 30, No. 1, 254 A964).
290. Карякин Н. И., Быстров К. Н., Киреев П. С. Краткий
справочник по физике. М., «Высшая школа», 1964.
291. В а р г а ф т и к Н. Б. Справочник по теплофизическим свойст-
свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1963.
292. Теплотехнический справочник. Т. 1. М., Госэнергоиздат, 1957.
293. Барон И. М. и др. Краткий справочник физико-химических
величин. М., Госхимиздат, 1957.
294. В у к а л о в и ч М. В., Кириллин В. А., Ремизов С. А.,
Си л едкий В. С, Тимофеев В. Н. Термодинамические
свойства газов. М., Машгиз, 1953.
295. Бо с в о р т Р. Ч. Л. Процессы теплового переноса. Перев.
с англ. М., Гостоптехиздат, 1957, стр. 40.
296. Чиркин С. И. Техника безопасности при эксплуатации сос\-
дов, работающих под давлением. М., Оборонгиз, 1955.
297. Б а чи некий А. Н., Путилов В. В. Справочник по физике.
М., Учпедгиз, 1951, стр. 11.
298. С обо ль Н. В. и др. «Атомная энергия», 19, 201 A965).
299. SomanS. D. Trans. Amer. Nucl. Soc, 8, No. 1, 25 A965).
300. Бретшнайдер Ст. Свойства газов и жидкостей. М., «Хи-
«Химия», 1966.
501. В а ссе р м а н А. А. и др. Теплофизические свойства воздуха
и его компонентов. М., «Наука», 1966.
302. М а л к о в М. П., Данилов И. Б., 3 е л ь д о в и ч А. Г.,
Фрадков А. Б. Справочник по физико-техническим основам
глубокого охлаждения. М.—Л., Госэнергоиздат, 1963, стр. 300.
303. Мартов Б. А. Газовый состав атмосферы Земли и методы его
анализа. М., Изд-во АН СССР, 1961, стр. 32.
304. Цедерберг Н. В., Тимрот Д. Л. «Ж. техн. физ.», 26,
вып. 8, 1849 A956).
305. Аб ас-заде А. К. «Изв. АН АзССР», № 10, 38 A946).
306. Голубев И. Ф. Вязкость газов и газовых смесей. М.. Физ-
Физматгиз, 1959.
307. Цедерберг Н. В., Попов В. Н, Морозова Н. А. Тепло-
физические свойства гелия. М., Госэнергоиздат, 1961.
308. Цедерберг Н. В., Попов В. Н. «Теплоэнергетика», № 10,
61 A958).
309. Daunt J. G. et al. Phys. Today, 17, No. 1, 50 A964).
310. Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петров-
Петровский Ю. В. Инертные газы. М., Атомиздат, 1964.
311. Це д е р б е р г Н. В. и др. «Теплоэнергетика», № 6, 82 A960).
312. Тейслер И., Ирасек В. Тепловые свойства газов разной
влажности. Приложение к ж. «Энергетика» (Чехословакия),
№ 6, 1954.
313. Квасников А. В. Теория жидкостных реактивных двигате-
двигателей. М., Оборонгиз, 1959.
314. Вукалович М. П. «Теплоэнергетика», j\ib 9, 68 A964).
315. Вукалович М. П., Алтунин В. В. Теплофизические свой-
свойства двуокиси углерода. М., Атомиздат, 1965,
Литература 467
316. Вукалович М. П. и др. «Теплоэнергетика», № 7, 4 A960).
317. Вукалович М. П. и др. «Теплоэнергетика», № 10, 74 A959)
318. Варгафтик Н. Б., Олещук О. Н. «Теплоэнергетика»,
№ 10, 70 A959).
319. В у к а л о в и ч М. П. Таблицы термодинамических свойств воды
и водяного пара. М.—Л., «Энергия», 1965.
320. «Теплоэнергетика», № 4, 84 A964).
321. Предводителев А. С. Термодинамические свойства воз-
воздуха. М., Изд-во АН СССР, 1960.
322. «Теплоэнергетика», № 12, 55 A965).
323. «Теплоэнергетика», № 11, 84 A966).
324. К а з а в ч и н с к и й Я. 3. и др. Тяжелая вода. Теплофизические
свойства. Под ред. В. А. Кириллина. М.—Л., Госэнергоиздат,
1963.
325. Мельниченко Н. И. «Теплоэнергетика», № 6, 63 A963).
326. Кириллин В. А., Улыбин С. А. «Теплоэнергетика», № 12,
77 A959).
327. Ма медов А. М. «Теплоэнергетика», № 9, 71 A960).
328. Кессельман П. Н. «Теплоэнергетика», № 3, 83 A960).
329. Кириллин В. А., Улыбин С. А. «Теплоэнергетика», № 4,
67 A959).
330. Ривкин С. Л., Ахундов Т. С. «Атомная энергия», 14, 581
A963).
331. Р и в к и н С. Л. «Атомная энергия», 7, 457 A959).
332. Ривкин С. Л., Егоров Б. Н. «Атомная энергия», 7, 462
A959).
333. Ривкин С. Л., Егоров Б Н. «Атомная энергия», 14, 416
A963).
334. В а р г а фти к Н. Б. и др. «Атомная энергия», 7, 465 A959).
335. Казавчинский Я. 3., Катке О. И. «Теплоэнергетика»,
№7,44 A958).
336. К и р и л л и н В. А., Улыбин С. А. «Теплоэнергетика», № 9,
3 A959).
337. Казавчинский Я. 3., Кессельман П. М. «Инж.-физ.
ж.», И, №7,3 A959).
338. Кириллин В. А., Улыбин С. А. «Теплоэнергетика», № 8,
71 A959).
339. Сирота А. М. «Теплоэнергетика», № 7, 10 A958).
340. В у к а л о в и ч М. П. и др. «Теплоэнергетика», № 7, 7 A958).
341. Р а с с к а з о в Д. С, Шейндлин А, Е. «Теплоэнергетика»,
№ 11, 81 A957).
342. Варгафтик Н. Б., Смирнова Е. В. «Ж. техн. физ.», 26,
вып. 6, 1252 A956)
343. Варгафтик Н. Б., Тарзиманов А А. «Теплоэнергетика»,
№9, 15 A959).
344. Варгафтик Ы. Б., Тарзиманов А. А. «Теплоэнергетика»,
№ 7, 12 A960).
345. В у л ь м а н Ф А., Воронина В. П. «Теплоэнергетика», № 6,
64 A964).
346. Е dlund M. С. et al. Nucleonics, 23, No. 5, 60 A965).
468 Литература
347. К о р я к и н Ю. И. и др. В сб. «Исследования по применению
органических теплоносителей и замедлителей в энергетических
реакторах». Под ред. Ю. Н. Алексеенко. М., Атомиздат, 1964,
стр. 63.
348. Клюев Г. М. Применение дифенила для обогрева в химиче-
химической промышленности. М., Оборонгиз, 1941, стр. 15.
349. Полушкин К. К- и др. «Атомная энергия», 17, 439, A964).
350. М а л к и н О. А., Трушин Ю. М. Термомагнитный индикатор
для экспресс-анализа продуктов сгорания. М., Оборонгиз, 1958.
351. Чечеткин А. В. Высокотемпературные теплоносители. М.,
Госэнергоиздат, 1957.
352. К о г а н С. Э., Ч е ч е т к и н А. В. Органические высокотемпе-
высокотемпературные теплоносители. М., Госхимиздат, 1951.
353. D'egain R. Energie Nucl., 5, No. 7, 431 A963).
354. В у к а л о в и ч М. П. и др. «Теплоэнергетика», № 6, 56 A964).
355. Рассказов Д. С. и- др. «Теплоэнергетика», № 9, 71 A964).
356. Рассказов Д. С. и др. «Теплоэнергетика», № 8, 83 A965).
357. Алексенко Ю. Н., Храмченков В. А. «Атомная энер-
энергия», 13, 47 A962). j
358. С в о л л о у А. Т. Радиационная химия органических соедине-
соединений. М, Изд-во иностр. лит., 1962.
359. Ф р а н к - К а м е н е ц к и й Д. А. Плазма — четвертое состоя-
состояние вещества. Изд. 2. М., Госатомиздат, 1963.
360. Вукалович М. П. и др. «Теплоэнергетика», № 12, 70 A961).
361. Горяинов Л. А., Кумсков В. Т. К вопросу расчета лучи-
лучистой составляющей. «Тр. МИИТ», вып. 12, М., Трансжелдрриз-
дат, 1959.
362. Михеева В. И. Гидриды переходных металлов. М., Изд-во
АН СССР, 1960.
363. Donald P., McMillan T. Nucleonics, 19, No. 4, 85 A961).
364. Reactor Core Materials. Vol. 4, No. 1, p. 30; No. 2, p. 24; No. 4,
p. 27 A961).
365. Krause H. H. Reactor Materials, 5, No. 1, 31 A962); No. 3, 28
A962).
366. Антонова М. М. Свойства гидридов. Справочник. Киев,
«Наукова думка», 1965.
367. Pretzel F. E. et al. J. Phys. Chem. Soc, vol. 16, No. 1, 10
A960).
368. Казанский Ю. А. и др. Физические исследования защиты
реакторов. М., Атомиздат, 1966, стр. 152.
369. Libowitz G. G. J. Nucl. Materials, 2, No. 1, 1 A960).
370. Г у р в и ч Л. В. и др. Термодинамические свойства индиви-
индивидуальных веществ. Справочник под ред. В. П. Глушко. Т. 2. М.,
Изд-во АН СССР, 1962.
371. Beck R. L. Trans. Amer Soc. Metals, 55 No. 2, 556 A962).
372. Douglas Th. B. J. Chem. Phys., 40, No. 8, 2248 A964).
373. Handbook of Termophysical properties of Solid Materials. Vol. 4.
Pergamon Press, Oxford—London—New York—Paris, 1962,
p. 339.
374. Dialer K., Frank B. Zeitschrift fur Naturforschung, 15b,
No. 1,58 A960).
Литература 469
375. Nucl. Met., 11, No. 10, 51 A960).
376. Abraham В. М. J. Amer. Chem. Soc, 82, No. 5, 1064 A960).
377. Вяткин С. Е. и др. Ядерный графит. М., Атомиздат, 1967.
378. М о г е 11 i G. W., R u s i n k o F. Chem. Engng, 70, No. 26, 69
A964).
379. Hesketh R. V. J. Appl. Phys., 35, No. 12, 3604 A964).
380. С of f in L. F. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 10, 473 A964).
381. Bonilla С R, F г i e d 1 a n d A. J. Nucl. Structural Engng, 1,
No. 1,7 A965).
382. К 1 e i n С. А.. Н о 11 a n d M. G. Phys. Rev., 136, No. 2A, 575
A964).
383. Гончаров В. В. «Атомная энергия», 3, 398 A957).
384. Hooker С. N. et al. Proc. Roy. Soc, 276, Ser. A., No. 1364, 83
A963).
385. Ямада С, С а то Н. «Атомная техника за рубежом», № И,
25 A962).
386. Knibbs R. H., Mason I. V. Nature, 203, No. 4940, 58 A964).
387. Бергельсон Б. Р., Зори ков Г. А. «Инж.-физ. ж.», 7, № 7,
57 A964).
388. McKay S F. J. Appl. Phys., 35, No. 6, 1992 A964).
389. Mason I. В., Knibbs R. H. J. Nucl. Energy, A/B, 18, No. 6,
311 A964).
390. Komatsu K. J. Phys. Chem. Sol., 25, No. 7, 707 A964).
391. Kelly В. Т. Phil. Mag., 9, No. 101, 721 A964).
392. YoshikawaH.H. Nucl. Sci. Engng, 19, No. 4, 461 A964).
393. W i 11 i a m s о n G. K., HornerP. J. Brit. Nucl. Energy Soc,
3, No. 4, 269 A964).
394. Aronson S. et al. Nucl. Sci. Engng, 17, No. 2, 192 A963).
395. Reynolds W. N., Thrower P. A. J. Nucl. Materials, 10,
No. 3,209 A963).
396. Bocquet«M., Micaud G. J. Nucl. Materials, 10, No. 3, 215
A963); Reynolds W. N. Phil. Mag., 11, No. 110, 357 A965).
397. Уббелоде А. Р., Льюис Ф. А. Графит и его кристалличе-
кристаллические соединения. Перев. с англ. Под ред. Е. С. Головиной
и О. А. Цухановой. М., «Мир», 1965, стр. 62; П р а в д ю к Н. Ф.,
Панасюк И. С. Техника облучения материалов в реакторе.
М., Атомиздат, 1962; Фиалков А. С. Формирование струк-
структуры и свойств углеграфитовых материалов .М., «Металлургия»,
1965; Крафтмахер Я. А., Шестопал В. О. «Ж. приклад-
прикладной математики и технической физики», № 4, 170 A965).
398. Kinchin G. H. Nucl. Energy, I, 124 A954).
399. Simmons J. H. W. Industrial Carbon and Graphite. London,
SWI, 1958.
400. Найтингейл, Дэвидсон, Снайдер. В кн. «Труды Вто-
Второй международной конференции по мирному использованию
атомной энергии. Женева, 1958». Избранные доклады иностран-
иностранных ученых. Т. 6. М., Атомиздат, 1959, стр. 454.
401. В у д с, Б у к, Ф л етч ер. В кн. «Материалы Международной
конференции по мирному использованию атомной энергии.
Женева, 1955». Ядерная химия и действие излучений. Л., Гос-
химиздат, 1958, стр. 554.
470 Литература
402. С и м м о и с Дж. Поведение графита под облучением. Доклад
№ 163 (Великобритания), представленный на Третью междуна-
международную конференцию по мирному использованию атомной энер-
энергии. Женева, 1964.
403. Симонов Г. В., Портной К. И. Сплавы на основе туго-
тугоплавких соединений. М., Оборонгиз, 1*961.
404. Чиркни Л. К. «Физика твердого тела», 7, № 7, 2220 A965).
405. Самсонов Г. В., У м анский Я. С. '1 вердые соединения
тугоплавких металлов. М., Металлургиздат, 1957.
406. В г u n h о u s e J. S., Titus G. W. Trans. Amer. Nucl. Soc, 7,
№ 1, 127 A964).
407. Russel L. E. Karbides in nuclear energy. London, Macmillan,
Hume Press, 1964.
408. S 1 а с k G. A. J. Appl. Phys., 35, № 12, 3460 A964).
409. Матюшенко Н. Н. «Порошковая металлургия», 4, № 1,
20 A964).
410. Репкин Ю. Д. Металлокерамические жаропрочные сплавы.
Киев, Изд-во АН УССР, 1964.
411. Раковский В. С, С а хл и некий В. С. Металлокерамика в
машиностроении. М., Машгиз, 1956.
412. Францевич И. Н., Войтович Р. Ф., Лавре н ко В. А.
Высокотемпературное окисление металлов и сплавов. Киев,
Гос. изд-во техн. лит. УССР, 1963.
413. Сазонова Н. Д. Испытание жаропрочных материалов на
ползучесть и длительную прочность. М, «Машиностроение», 1965.
414. Львов С. Н. и др. «Изв. высш. уч. зав. Физика», № 5,
21 A963).
415. Д ер г у н о в а В. С, Колонии Ю. Г., Цейтлин В. 3.
«Цветные металлы», № 6, 58 A963).
416. Вопросы порошковой металлургии и прочности материалов.
Сб. Киев, Изд-во АН УССР, вып. 3, стр. 137, 1956; вып. 5,
стр. 3, 1958; вып. 8, стр. 38—61, 1960.
417. Taylor R. E., Morreale J. J. Amer. Ceram. Soc, 47, № 2,
69 A964).
418. Grossman L. N. J. Amer. Ceram. Soc, 48, № 5, 236 A965).
419. Самсонов Г. В., Синельникова В. С. Высокотемпера-
Высокотемпературные металлокерамические материалы. Киев, Изд-во АН УССР,
1962, стр. 120.
420. М а ш а р о в С. И. «Физика металлов и металловедение», 20,
№4, 489 A965).
421. Will ens R. H., Buehler E. Appl. Phys. Letters, 7, № 1,
25 A965).
422. La Metallurgie et la Construction Mecanique, 95, № 5, 529 A963).
423. Xa p л а м о в А. Г. «Атомная энергия», 15, 517 A963).
424. Coo per M. К. et al. J. Nucl. Materials, 9, № 3, 224 A963).
425. Mickman B. S., Walker D. G. J. Nucl. Materials, 9, № 3,
243 A963).
426. Reeve K. D, R a m m E. J. J. Nucl. Materials, 9, № 3,
246 A963).
427. Fryxell R. E., Chandler B. A. J. Amer. Ceram. Soc, 47,
№ 6, 283 A964).
Литература 471
428. J о h n s о n R. E. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 12 886 A964).
429. Беляев Р. А. Окись бериллия. М., Госатомиздат, 1962.
430. В е n 11 e G. G., К n i e f e 1 R. M. J. Amer. Ceram. Soc, 48, №11,
570 A965).
431. Л о м а к и и С. С. «Атомная энергия», 19, 69 A965).
432. Harrop P. J. Brit. J. Appl. Phys., 16. No. 5, 729 A965).
433. I n s 1 e у R. HI, Barczak V. J. J. Amer. Ceram. Soc, 47, No. 1,
1 A964).
434. N i с h i j i m a T. et al. J. Amer. Ceram. Soc, 48, № 1, 31 A965).
435. D a u G , D a v i s M. V. Trans. Amer. Nucl. Soc, 6, No. 2, 303
A963).
436. Головнин И. Ф., Каштанов А. И. «Атомная техника за
рубежом», № 4, 3 A965); Physical properties of reactor ceramics.
Trans. Amer. Nucl. Soc, 8, № 1, 34 A965).
437. Журавлева М. Г. и др. «Доклады АН СССР», 163, № 1,
144 A965).
438. Ma jumdar A. J. et al. J. Phys. Chem. Soc, 25, № 12,
1487 A964).
439. W h i t e G. K. Cryogenics, 4, № 4, 2 A964).
440. Anthony A. M. Compt. Rend Acad. Sci., Paris, 260, No. 7,
1936 A965).
441. Stubican V. S., R о у R. J. Phys. Chem. Sol., 26, No. 8,
1293 A965).
442. ВехтерБ Г, Берсукер И. Б. «Физика твердого тела», 7,
,КЬ 5, 1569 A965).
443. Г л v ш к о в Е. С. и др. Доклад № 355 (СССР), представленный
на Третью международную конференцию по мирному исполь-
использованию атомной энергии. Женева, 1964.
444 Техника высоких температ\р. Под общей редакцией И. Э. Кэмп-
белла. Перев. с англ. Под ред. В. П. Елютина. М., Изд-во
иностр. лит., 1959, стр. 27—285.
445. Стрелков П. Г., Л и ф а и о в И. И., ШерстюковН. Г.
Дилатометрические исследования монокристаллических кварцев
и корундов. «Измерительная техника», № 9 A966).
446. Харламов А. Г. Определение теплопроводности теплоизоля-
теплоизоляционных материалов до 2 000° С. «Теплоэнергетика», № 3 A961).
447. Поглощающие материалы для регулирования ядерных реакторов.
Под ред. У. К. Андерсона и Дж. С. Зайлекера. Перев. с англ.
М., Атомиздат, 1965.
448 Самсонов Г. В. Тугоплавкие соединения редкоземельных
металлов с неметаллами. М., «Металлургия», 1964.
449. Физические свойства редкоземельных металлов и их соединений.
" Перев. с англ. Под ред. Е. М. Савицкого. М., Изд-во иностр.
лит., 1962.
450. К у м а н и ы В. И. К вопросу о применении редкоземельных ме-
металлов в металлургии. ЦНИИТМАШ, информационное письмо
№ 28. М, Машгиз, 1962.
451. Гребенников Р. В , Ч и р к и н А. В. «Атомная энергия», 18,
644 A965).
452. Гребенников Р. В. и др «Атомная энергия», 20, 144 A966).
453. Носов В. И., Пономаре в-С т е п н о й Н. Н., Порт-
472 Литература
ной К. И., Савельев Е. Г. Поглощающие материалы дис-
дисперсионного типа для органов регулирования тепловых реакто-
реакторов на русском языке. В сб. «Physics and material problems».
IAEA, Vienna, 1964, p. 141.
454. Малкин О. А., Григорьев В. Н., В и т т а с А. Ф. «Инже-
«Инженерный ж.», 5, вып. 1, 65 A963).
455. Носов В. И. «Атомная энергия», 15, 71 01963).
456. Бондарю к М. М., Ильяшенко С. М. Прямоточный -воз-
-воздушно-реактивный двигатель. М., Оборонгиз, 1958.
457. Бреховских В. Ф. «Инж.-физ. ж.», 7, № 5, 66 A964).
458. Stager R. A., Drickamer H. G. Phys. Rev., 133, No. ЗА.
830 A964).
459. Powell R. W., Jolliffe B. W. Phys. Letters, 14, No. 3, 171
A964).
460. О скотский В. С. «Физика твердого тела», 6, № 5, 1294
A964).
461. Каганович С. Я. Цирконий и гафний. М., Изд-во АН СССР,
1962.
462. Madaiah N, Graham G.M. Canad. J. Phys., 42, No. 1, 221
A964).
463. Reid F. J. et al. J. Electrochem. Soc, 111, No. 8, 943, A964).
464. Colvin R. V., Arays S. Phys. Rev., 133, No. 4A, 1076 A964).
465. Сирота Н. Н., Бергер Л. И. «Инж.-физ. ж.», 11, 117
A958).
466. X о д ж Н., С о у д е н Р. «Атомная техника за рубежом», № 4,
15 A962).
467. Ш е в е л ь к о в В. Л. Теплофизические характеристики изоля-
изоляционных материалов. М., Госэнергоиздат, 1958.
468. Сидоров Э. А. «Теплоэнергетика», № 3, 88 A961).
469. Плотников Л. А. «Заводск. лаборатория», № 9, 1136 A950).
470. Б а р с к и й Ю. П. «Тр. НИИстройкерамики», вып. 16, 1960, стр. 149.
471. Бегункова А. Ф. «Теплоэнергетика», № 12, 85 A958).
472. Бегункова А. Ф. «Тр. Ленинградск. ин-та точной механики
и оптики», вып. 20. Л , Машгиз, 1956, стр. 112.
473. Варгафтик Н. Б., Олещук О. Н. «Теплоэнергетика»,
№12, 79 A958).
474. Г о р б и с 3. Р., Календерьян В. А. «Атомная энергия», И,
450 A961).
475. Олейник Б. Н., Емченко М. П. Тепловые свойства гипса.
«Тр. Ленинградск. ин-та точной механики и оптики», вып. 20,
Л., Машгиз, 1956.
476. Левин Г. Н. «Заводск. лаборатория», № 4, 439 A958).
477. Ключа рев Н. А. «Инж.-физ ж.», № 3, 73 A959).
478. Кошкин Н. Н. «Инж.-физ. ж.», № 1, 54 A959).
479. Лексина И. Е., Новикова С И. «Физика твердого тела»,
5, вып. 4, 1094 A963).
480. Коган Б. И. «Заводская лаборатория», № 6, 703 A953).
481. Вержинская А. Б. Методы и приборы для массовых опре-
определений теплофизических характеристик неметаллических мате-
материалов. В кн. «Проблемы строительной теплофикации», Минск,
Изд-во АН БССР, 1965, стр. 413.
Литература 473
482. Барский Ю. П. Физические обоснования нового метода теп-
тепловых измерений. «Тр. НИИстройкерамики», вып. 8, М., Гос-
стройиздат, 1953, стр. 143.
483. Матвеев Г. А. Вопросы развития энергетики. М., «Наука»,
1964, стр. 15.
484. Факторович Л. М. Теплоизоляционные материалы и конст-
конструкции. Л., Гостоптехиздат, 1957.
485. Харламов А. Г. «Инж.-физ. ж.», 9, № 1, 48 A965).
486. Кауфман Б. Н. Теплопроводность строительных материалов.
М., Госстройиздат, 1955.
487. М а р м е р Э. Н., Г у р в и ч О. С, Мальцева Л. Ф. Вы-
Высокотемпературные материалы. М., «Металлургия», 1967.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Азот 275
теплофизические свойства газа 63,
64, 65, 66, 275
жидкости 277, 278
Алебастровые плиты 448
Алмаз, коэффициент теплового рас-
расширения 369
Альфоль 440
Алюминий 225
теплофизические свойства 41, 44,
226, 418
технические сорта 226
Алюминиевые сплавы деформируе-
деформируемые ковочные, АК4, АК4-1,
литейные АЛ1, АЛЗ, АЛЗВ, АЛ4
228
США 233
теплофизические свойства 230
Амиловый спирт 329
теплофизические свойства пара
329
Аммиак 333, 337
теплофизические свойства пара 333
Аргон 291
теплофизические свойства газа 62,
65, 66, 291
жидкости 293
Арохлор — см. Тетрахлордифенил
Асбест 434, 454
Асбестовая бумага 448
Асбестовый картон 448
Асбозонолит 435, 439
Асбозурит 438,_439
Асбослюда 435, 439
Асботермит 434, 439
Ацетон 331
теплофизические свойства пара 331
Бакелитовый лак 454
Бензин 335
Бензол 332
теплофизические свойства пара 332
Бериллий 199
коррозионная стойкость 207
механические свойства 204
теплофизические свойства 41, 200
термодинамические характеристики
203
электрическое сопротивление 204
Бетон 424, 433, 448, 449
строительный, состав 444
теплопроводность 444
Бор 402
теплоемкость 402
давление пара 403
Бориды редкоземельных металлов,
плотность 403
тугоплавких металлов, теплофизи-
теплофизические свойства 404
Борогидриды 355
Бронза 182
Бумага 449, 454
Бутиловый спирт 328
теплофизические свойства пара 328
Ванадий 195
теплофизические свойства 196
Вата минеральная 437, 450
стеклянная 437, 450
хлопчатобумажная 449
шлаковая 436
Вермикулит 435
Висмут~252 _._„.
476
Предметный указатель
облученный, накопленная энергия
373
скорость окисления 365, 372, 373
теплофизические свойства 366, 393
термодинамические характеристи-
характеристики 370
удельное электросопротивление 370
Графитовая крошка 367
Грунт 449
Губка 454, 455
Гудрон 448
Давление 34
Двуокись кремния 393, 398
плутония 129, 393, 395
теплофизические свойства 130,
393, 395
серы 334
титана 393, 395, 401
тория 130, 393, 395, 398, 399
теплофизические свойства 131,
393, 395
углерода 63, 297
теплофизические свойства газа 58,
63—66, 298
урана .121, 393, 395, 398
влияние облучения на теплопро-
теплопроводность 125
механические свойства 128, 398,
399
совместимость с металлами 129 с
теплоносителями 128
теплофизические свойства 121,
393, 395
термодинамические характеристи-
характеристики 121, 127
циркония 393, 395, 399, 401
Дейтерид магния 354
урана 354
Делящиеся материалы 80
Диатомиты 434
Диспрозий 412, 420
удельное электросопротивление 413
Дихлорэтан 53
Диэтиловый эфир 63
Доломит 436, 448
Древесные материалы 452
Европий 412
Жаростойкие и жаропрочные сплавы
на хромоникелевой основе 153
Железо 155
теплофизические свойства 41, 42
44,155
Железобетон 444
Жидкое топливо 54, 335
Закись меди 398
Замазка Менделеева 454
Замша 455
Зола древесного топлива 446, 447
торфяная 446, 447
Золото 4-1, 44
Известняк 447, 448
Изоляция асботрепельная 448
Индий 259
теплофизические свойства 259, 260
Интерметаллические соединения ред-
редкоземельных (металлов 416
температура плавления 416
электрические свойства 416
Иридий 41, 418
Иттербий 412, 420
Итт,р.ий412
Кадмий 409
теплофизические свойства 41, 44,
410
Калий 239
ттары240, 241
сплавы с натрием 241—243
теплофизические свойства 41, 58,
240
Камыш непрессованный 450
Камышит 449
Карбид бериллия 380
механические свойства 382
теплофизические характеристики
381
электрическое сопротивление 381
ванадия, теплоемкость 386
вольфрама 387
гафния 387, 393
кремния 378, 401
механические свойства 380, 398,
399
теплофизические характеристики
378, 393
молибдена 387
ниобия 384, 385
Предметный указатель
477
плотность 385
теплоемкость 385
титана 384, 393, 399
механические свойства 385, 399
теплофизические характеристики
384, 393
циркония 382
механические свойства 383
теплофизические характеристики
382, 393
Карбиды некоторых металлов 380—
387
редкоземельных металлов, свой-
свойства 418
спрессованные и спеченные, теп-
теплофизические свойства 387
стойкость против окисления на воз-
воздухе 386
урана 133
теплофизические свойства 133
Карболит 454
Картон 449, 454
Каучук 454
Кварц 394
аморфный 398
К^ембрик 454
Керосин 335
Кирпич диатомитовый 437
динасовый 397
железняк 447
клинкерный 448
красный 447, 446, 449
магнезитовый 397
пенодиатомовый 446
силикатный 449
трепельный 447, 448
хромитовый 397
храмомагнезитовый 397
шамотный 397, 433
шлаковый 449
из кремнезема 450
Кислород 273
теплофизические свойства газа
63—66, 273
жидкости 54
Кладка кирпичная 449
Клеенка компрессная 454
Кобальт 407
сплавы 408, 409
теплофизические свойства 41, 407,
408
Композиция двуокиси урана с раз-
разбавителями 136
теплофизические свойства 136
Коэффициент линейного расширения
32
объемного расширения 33
температуропроводности 35
теплопроводности 34—37
Кристаллы, теплопроводность 398
Криптон 294
теплофизические свойства газа 62,
65, 295
Крошка торфяная 451
Ксенон 295
теплофизические свойства газа 62,
65, 296
Лак бакелитовый 454
Лантан 412, 420, 421
Латунь 182
Легковесы 433
Лед, теплоемкость 310
Литий 235
теплофизические свойства 41, 235
Лютеций 413
Магнезит 436
Магний 217
механические свойства 222, 229
теплофизические свойства 41, 217
Магниевые сплавы 219, 221
влияние облучения 223
для оболочек твэлов (США) 219
температура воспламенения 224
теплопроводность 220
теплофизические свойства 219, 221
Магнокс С 219
совместимость с металлами 224
Мазут 335
Масса объемная 32
Массы единица 29
Мастичные теплоизоляции, теплопро-
теплопроводность 439
Материалы в наружных ограждени-
ограждениях зданий 448
нейтронной защиты 421—431
неорганические соединения 421
органические соединения 425
Медь 180
влияние облучения 183
сппавы, теплопроводность 182
478
Предметный указатель
теплофизические свойства 41, 44,
180
Международная практическая темпе-
температурная шкала 12
система единиц СИ, основные еди-
единицы 11, 29, 67
Мелкопор'истые неорганические мате-
материалы 448
строительные 446
теплоизоляционные в виде плит
448
Мельхиор 148, 150, 151
Метиловый спирт 325
теплофизические свойства пара 326
Молибден 188
влияние нейтронного облучения 190
механические свойства 189
теплофизические характеристики
41, 188
Монепь-металл 151
Моль 32
Моноизопропилдифенил 325
Мононитрид урана 145
Монокарбид урана 133
совместимость с металлами 135
— с теплоносителями 135
Мощности единицы 19, 20
Мрамор 449
Натрий 237
металлический 239
пары 239
сплавы с калием 241—243
теплофизические свойства 41, 58,
238
Нейзильбер 149, 150, 151
Неодим 412, 420, 421
Неон 290
теплофизические свойства газа 62,
65, 290
Никель 147
влияние нейтронного облучения 152
сплавы 148
теплофизические свойства 41, 44,47
Ниобий 184
влияние нейтронного облучения 187
механические свойства 186
сплавы 186
теплофизические характеристики
184
Нитриды, теплофизические свойства
388
Ньювель 436, 439
Обозначения единиц излучения и ра-
радиоактивности 69
Огнеупорные материалы 397, 432, 433
Окислы металлов 393
плутония 129, 393
редкоземельных металлов 416
плотность 416
температура плавления 416
спеченные 393, 395
влияние облучения 400
теплофизические свойства 393, 393
тория 130, 393
Окись бериллия 390, 398—401
теплофизические свойства 391
удельное электрическое сопротив-
сопротивление 392
кальция 395
магния 393, 395, 398, 399, 401
никеля 395
титана 393, 395, 401
углерода 296, 337
теплофизические свойства газа
296, 297
жидкости 297
Олово 249
марки 250
теплофизические свойства 41, 249
Опилки 452
Органические рыхлые материалы во-
волокнистого строения 451
Основные единицы Международной
системы единиц СИ 67
Палладий 41
Пар водяной 315—322
Парокаучук 454
Пемза 446, 447
Пеноангидрид 446
Пенобетон 437, 439, 445, 449
Пеногипс 446
Пенокарбид кремния, теплопровод-
теплопроводность 379
Пеноша.мот 397
Перевод единиц измерения из бри-
британской системы в метрическую 79
Песок 397, 441, 443
Пластмасса 454
480
Предметный указатель
циркония, теплопроводность 210
Сталь 156
Стали аустенитаого класса нержаве-
нержавеющие, жаростойкие и жаропроч-
жаропрочные 165
мартенситного, мартенситно-фер-
ритного и ферритного классов 161
нержавеющие, жаростойкие, и
жаропрочные 164
перлитного класса нелегирован-
нелегированные 161
низколегированные 161
среднелегированные 161
США 171
близкие к ним стали СССР 171
.влияние облучения 173
теплопроводность 172
Стекло зеркальное 450
обыкновенное 450
Стеклянная вата — см. Вата стек-
стеклянная
Стерженьковая изоляция 440, 442
Сукно 455
Сульфиды лантаноидов, теплофизи-
ческие свойства 417
Сыпучие материалы строительные и
теплоизоляционные 446
Таблицы единиц физических величин
и переводных коэффициентов 69
Таллий 261
теплофизические свойства 261
Тантал 191
влияние нейтронного облучения 191
механические свойства 191, 193
теплофизические свойства 41, 191
Текстолит 454
Теллур 260
механические свойства 261
теплофизические свойства 260, 261
Температура 11
воспламенения некоторых газов в
смеси с воздухом или кислородом
337
Температурные шкалы, соотношения
между ними 12—14
Теплоемкость 20, 22, 23
Теплоизоляционные конструкции 438
Теплоноситель на основе гидротер-
фенилов 323
теплофизические свойства 323
физико-химические характеристики
после облучения 323
Теплопроводность 34
газов 59
жидкостей 50
при наличии диффузии 46
твердых тел 36
чистых металлов и их сплавов 41
Теплоты единица 17, 18
Тербий 412
Термодинамическая температурная
шкала 11
Тетрахлордифенил 325
теплофизические свойства 325
Титан 197
сплавы 198
Целлулоид светлый 454
физические свойства при 300° К
198
теплофизические свойства 44, 197
Толь бумажный 449
войлочный 449
Топливо (жидкое 54, 335
Торий 115
механические свойства 119, 120
сплавы 119, 120
теплофизические характеристики
116
Торфяная мелочь 450
Торфяные плиты 437, 450
Трепелы 435, 446, 447
Тяжелая вода — см. Вода тяжелая
Углерод 361, 364
изотопы 361, 364
стекловидный 364
четыреххлористый 53, 330
теплофизические свойства пара
331
Удельный объем 30
Уран 80
влияние реакторного облучения 92
излучательная способность 88
магнитные свойства 88
механические свойства 90
совместимость с другими металла-
металлами 89
сплавы 95—102
теплофизические характеристики 80
термоэлектрические свойства 88
Предметный указатель
481
удельное электрическое сопротивле-
сопротивление 87
Фанера клееная 452
Фарфор 396, 400
Фаянс 396
Ф'ибра белая 454
красная 454
Фибролит 454
Формованная тепловая изоляция, ко-
эффициетны теплопроводности 440
Фторобензол 53
Хлороформ 53, 330
теплофизические свойства пара 330
Крам 152
теплофизические свойства 152
Цезий 256
теплофизические характеристики
256
Целлулоид светлый 454
Цемент портландский, состав 443
Церий 412, 420, 421
Цинк 411
теплофизические свойства 41, 411
Цирконий 208
влияние облучения 212
механические свойства 211, 212
теплофизические свойства 44, 208,
210
сплавы 209, 210
— механические свойства 216
США 209
— теплопроводность 210
Четыреххлористый углерод — см. Уг-
Углерод четыреххлор истый
Чугун 156, 179
жаростойкий 180
теплофизические свойства 179
Шамот 433
Шариковая -изоляция 440, 441
Шерстяная ткань 455
Шлак 397, 441, 446, 447, 450
Штукатурка 450
Эбонит 454, 455
Эвтектические сплавы калия и нат-
натрия 241—243
свинца и висмута 252—255
Электропроводность, связь с тепло-
теплопроводностью 43
Энтальпия 24
Энтропия 24
Эрбий 412, 420
удельное электросопротивление 413
Этиловый сп.ирт 326
жидкий на линии насыщения 327
теплофизические свойства пара
326
Эфир диэтиловый — см. Диэтиловый
эфир
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Принятые обозначения 5
Введение . . ....„»*...,• 7
Глава I. Теплофизические величины и их единицы измерения. 11
1. Температура » И
2. Теплота, работа и мощность 17
3. Теплоемкость, энтальпия, энтропия. Вязкость и по-
поверхностное натяжение 20
4. Масса, плотность. Расширение тел от нагревания. Дав-
Давление 29
5. Коэффициенты теплопроводности и температуро-
температуропроводности 34
6. Теплопроводность твердых тел 36
7. Теплопроводность чистых металлов и их сплавов . 41
8. Связь между теплопроводностью и электропроводно-
электропроводностью металлов 43
9. Теплопроводность при наличии диффузии .... 46
10. Теплопроводность жидкостей 50
11. Теплопроводность газов 59
12. Основные единицы системы СИ. Единицы радио-
радиоактивности 66
Глава II. Делящиеся материалы (металлическое ядерное
горючее) . . . , . 80
1. Уран 80
2. Влияние реакторного облучения на свойства урана . 92
3. Сплавы урана. Легированный уран 95
4. Плутоний и некоторые его сплавы , 108
5. Торий и некоторые его сплавы 115
Глава III. Высокотемпературное ядерное горючее и диспер-
диспергированные делящиеся материалы .... . 121
1. Двуокись урана 121
2. Окислы плутония 129
3. Двуокись тория 130
4. Карбиды урана .... 133
5. Композиции двуокиси урана с разбавителями . . 136
6. Некоторые высокотемпературные соединения делящих-
делящихся металлов 142
Глава IV. Конструкционные сплавы и стали на хромонике-
левой основе. Чугун и медь 147
1. Никель ... 147
2. Хром 152
3. Железо и сталь 155
4. Стали, применяемые в США. Влияние реакторного об-
облучения на свойства сталей 171
Оглавление 483
5. Чугун 179
6. Медь и ее сплавы 180
Глава V'. Тугоплавкие металлы . 184
1. Ниобий 184
2. Молибден 188
3. Тантал . . , 191
4. Вольфрам 193
5. Ванадий 195
6. Титан , ,197
Глава VI. Металлы с низким сечением поглощения тепло-
тепловых нейтронов . . , , 199
1. Бериллий , 199
2. Цирконий 208
3. Магний 217
4. Алюминий 225
Глава VII. Жидкометаллические теплоносители . . . 235
1. Литий 235
2. Натрий 237
3 Калий и его сплавы с натрием 239
4. Ртуть 244
5. Олово 249
6. Свинец 250
7. Висмут и легкоплавкие сплавы 252
8. Цезий, галлий, рубидий 256
9. Индий, теллур, таллий 259
Глава VIII. Газовые теплоносители . 263
1. Воздух 263
2. Кислород . . 273
3. Азот 275
4. Водород 279
5. Гелий 284
6. Неон 290
7. Аргон 291
8. Криптон, ксенон 294
9. Окись углерода 296
10. Двуокись углерода 297
Глава IX. Водородсодержащие теплоносители и замедлители 304
1. Вода 304
2. Тяжелая вода , , . „ , .310
3. Водяной пар 315
4. Органические теплоносители и растворители . . . 323
5. Аммиак, сера, сернистый газ и нефтепродукты . . 333
6. Гидриды лития, циркония, иттрия и ниобия . . . 338
7. Гидриды щелочнйх и щелочноземельных металлов . 350
8. Дейтерид урана и гидриды тяжелых металлов . . . 354
484 ' Оглавление
9. Некоторые вспомогательные таблицы' по свойствам
гидридов , 4 356
Глава X. Высокотемпературные материалы активной зоны
реактора .... 361
1. Графит 361
2. Карбиды, нитриды, силициды, бериллиды .... 378
3. Окислы бериллия и других металлов. Фар форы и кри-
кристаллы 390
Глава XI. Материалы с большим сечением поглощения теп-
тепловых нейтронов . 402"
1. Бор и бориды 402
2. Кобальт, кадмий, гафний, серебро . . 407
3. Редкоземельные элементы и диспергированные мате-
материалы на их основе . . . 412
4. Химические соединения редкоземельных элементов .416
5. Характеристики некоторых материалов нейтронной за-
защиты , . 421
Глава XII. Некоторые теплоизоляционные, строительные и
вспомогательные материалы 431
1. Высокотемпературные теплоизоляционные материалы 431
' 2. Краткая характеристика некоторых распространенных
теплоизоляционных материалов 433
3. Теплоизоляционные конструкции 437
4. Бетон ,,,... 442
5. Разные строительные и теплоизоляционные материалы 445
Литература , , 455
Предметный указатель . . , . , 474
Виктор Сергеевич Чиркин
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ЯДЕРНОЙ ТЕХНИКИ
Справочник
Редактор Е. И. Панасенкова
Художественный редактор А. С. Александров
Технический редактор Н. А. Власова
Корректор Г. Л. Кокосова
Сдано в набор 24.VI.1967 г. Подписано в печать 29.XI 1.1967 г.
Бумага 84Х108Уз2, типографская № 2 Усл. печ. л. 25,4 Уч.-изд. л. 26,49
Т-15391 Тираж 5200 экз. Заказ изд. 1342 Зак. тип. 419 Цена 1 р. 52 к.
Атомиздат, Москва, К-31, ул. Жданова. 5/7.
Московская типография № 6 Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР
Москва, Ж-88, 1-й Южно-портовый пр., 17.