Synthesis of Fluid with a Large Value of the Temperature Coefficient of Surface Tension–Imperative in the Era of Universal Energy

This study briefly discusses the essence of the novel science and technology area - thermomolecular energy. The heterogeneous lyophobic system (HLS) the so called "capillary-porous matrix liquid" is used as a new working fluid. It has a huge surface free energy that can be effectively used to store, to dissipate and to convert energy in the thermo-mechanical systems. We show the important role of the magnitude of temperature derivative of the surface tension of the liquid dσ/dT when choosing the functional purpose of the HLS for the developed energy technology. By the example of direct thermodynamic cycle we demonstrate the crucial role of the parameter dσ/dT on the magnitude of the thermal efficiency of the thermodynamic cycle and its compactness. Values of these cycle parameters are rising when the value of dσ/dT is increasing. It means that the synthesized liquid with preset surface properties (σ and dσ/dT) will ensure saving of fuel and structural materials in design of energy engines, energy accumulators and energy dissipators. The analysis of the body of scientific literature on the search of such fluids has shown the urgent need for synthesis of a wide range of liquids with dσ/dT values. It will allow creating a highly efficient energy technology based on principles of thermomolecular energy.

Publication year: 
2012
Issue: 
2
УДК: 
532.6; 539.2; 539.6; 541; 669; 536.7
С. 37—49. Іл. 5. Табл. 1. Бібліогр.: 37 назв.
References: 

1. Ерошенко В.А. Предельный КПД или максимальная термодинамическая компактность тепловых двигателей? // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. — 1987. — № 2. — С. 125—133.
2. Пат. 1,254,811 А СССР (1981—ДСП) — РФ (1993), F 03 G 7/00. Гетерогенная термодинамическая система, способ Ерошенко преобразования тепловой энергии в механическую и устройство для его осуществления / В.А. Ерошенко; заявл. 24.07.1981 (ДСП); опубл. 30.09.1996, Бюл. № 3.
3. Пат. 1380357 А2 СССР (1983—ДСП) — РФ (1993), F 03 G 7/00. Способ Ерошенко преобразования тепловой энергии в механическую / В.А. Ерошенко; заявл. 30.11.1983 (ДСП); опубл. 30.09.1996, Бюл. № 3.
4. Ерошенко В.А. Необычные свойства одной сложной термодинамической системы // Докл. АН УССР. Сер. А. Физ.-мат. и техн. науки. — 1990. — № 10. — С. 79—82.
5. Ерошенко В.А. Термомолекулярная энергетика // Пром. теплотехника. — 1992. — 14, № 1-3. — С. 22—25.
6. V.A. Eroshenko, “Heterogeneous structure for accumulation or dissipation of energy, process to use it and associated devices”, Pat. WO 96/18040 France, F 15 B 1/04, F 16 F 9/00, 5/00, F 15 B 21/06, June 13, 1996.
7. V.A. Eroshenko et al., “A new paradigm of mechanical energy dissipation. Part. 2. Experimental investigation and effectiveness of a novel damper”, Proc. Mech. Engrs. Pt D. J. Automobile Engng., vol. 221, no. 3, pp. 301—312, 2007.
8. V.A. Eroshenko et al., “Les systèmes hétérogènes ‘eauzéolithe hydrophobe’: de nouveaux ressorts moléculaires”, vol. 3, pp. 111—119, 2002.
9. Пат. 1452262 СССР (1986—ДСП) — РФ (1993), А1 F03 G 7/00. Роторный тепловой двигатель Ерошенко / В.А. Ерошенко; заявл. 16.06.1986 (ДСП); опубл. 30.09.1996, Бюл. № 3.
10. L. Coiffard et al., “Thermomechanics of the movement of interface in heterogeneous lyophobic systems”, AIChE J., vol. 51, no. 4, pp. 1246—1257, 2005.
11. E.W. Washburn, “The Dynamics of Capillary Flow”, The Phys. Review, vol. 17, no. 3, pp. 273—283, 1921.
12. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. — М.: Мир 1979. — 568 с.
13. E.T. Whittaker, “Some disputed questions in the philosophy of the physical sciences”, Phil. Mag., vol. 33, no. 7, pp. 353—356, 1942.
14. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
15. M. Trzpit et al., “The Pure Silica Chabazite: A High Volume Molecular Spring at Low Pressure for Energy Storage”, Chem. Letters, vol. 36, no 8, p. 980, 2007.
16. C.V. Suciu, “Novel and global approach of the complex and interconnected phenomena related tjo the contact line movement past a solide surface from hydrophobized silica gel”, J. of Colloid and Interface Science, vol. 283, pp. 196—214, 2005.
17. A. Galaitis, “Heterogeneous lyophobic system for accumulation, retrieval and dissipation of energy”, US Patent № 2006/0246288 A1, 2006.
18. Семенченко В.К. Поверхностные явления в металлах и сплавах. — М.: Гостехиздат, 1957. — 492 с.
19. Оно С., Кондо С. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963. — 292 с.
20. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. — К.: Наук. думка, 1972. — 347 с.
21. Роулинсон Дж., Уидом Б. Молекулярная теория капиллярности. — М.: Мир, 1986. — 375 с.
22. Смирнов Б.М. Системы атомов с короткодействующим взаимодействием // УФН. — 1992. — 162, № 12. — С. 97—150.
23. K. Nogi et al., “The temperature coefficient of the surface tension of pure liquid metals”, Metallurgical Transactions B., vol. 178, pp. 163—170, 1986.
24. Задумкин С.Н. Приближенный расчет поверхностного натяжения металлов // ДАН СССР. — 1957. — 112, № 3. — С. 453—456.
25. Задумкин С.Н. Влияние ангармоничности колебаний ионов на поверхностное натяжение металлов // ЖФХ. — 1959. — 33, № 11. — С. 2601—2606.
26. Задумкин С.Н. Новый вариант статистической электронной теории поверхностного натяжения металлов //ФММ. — 1961. — 11, № 3. — С. 331—346.
27. Задумкин С.Н., Пугачевич П.П. Температурная зависимость поверхностного натяжения металлов // ДАН СССР. — 1962. — 146, № 6. — С. 1363—1366.
28. Хайдаров Г.Г. О связи поверхностного натяжения с теплотой парообразования // ЖФХ. — 1983. — № 10. — С. 2528—2530.
29. Сумм Б.Д. Новые корреляции поверхностного натяжения с объемными свойствами жидкостей // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. — 1999. — 40, № 6. — С. 400—405.
30. Жуховицкий Д.И. Энергетические характеристики поверхности малых кластеров // ЖФХ. — 2001. — 75, № 7. — С. 1159—1168.
31. Черевко А.Г. Независимый масштаб критических кластеров как основа для расчета поверхностного натяжения простых веществ // ТВТ. — 2009. — 47, № 6. — С. 954—957.
32. J.G. Kirkwood and F.P. Buff, “The Statistical Mechanical Theory of Surface Tension”, J. Chem. Physics, vol. 17, no. 3, pp. 338—343, 1949.
33. Смирнов Б.М. Процессы с участием кластеров и малых частиц в буферном газе // УФН. — 2011. — 181, № 7. — С. 713—745.
34. Смирнов Б.М. Энергетические процессы в макроскопических фрактальных структурах // Там же. — 1991. — 161, № 6. — С. 171—200.
35. Сумм Б.Д. Сеточная модель поверхностного слоя жидкости // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. — 1993. — 34, № 1. — С. 59—66.
36. Русанов А.И. Термодинамика поверхностных явлений. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1960. — 180 с.
37. Харламов Г.В., Онищук А.А., Пуртов П.А. Расчеты поверхностного натяжения малых капель методом молекулярной динамики // Оптика атмосферы и океана. — 2008. — 21, № 9. — С. 784—788.

AttachmentSize
2012-2-5.pdf421.19 KB

Тематичні розділи журналу

,