Теплофизические свойства некоторых авиационных топлив в жидком и газообразном состоянии Варгафтик Н.Б., страница 9

В стационарном потоке объем вытекающей за 1 сек жидкости через капилляр, как известно, равен: 1) (1) где Ар — давление, под которым происходит вытекание жидкости; г — радиус капилляра; Б — длина капилляра; т1 — коэффициент вязкости жидкости, Если вытекание происходит под давлением столба жидкости определенной высоты, то давление зависит только от плотности жидкости.

Обозначив величины, постоянные для данного виокозиметра, через С, можно написать (2) где Р— плотность жидкости, т — время протекания жидкости н объеме Я. Если воспользоваться понятием кинематической вязкости жидкости,которая равна т ан— (3) то легко видеть, что измерение кинематической вязкости жидкости в вискозиметре Пинкевича и Митрофановой сводится к измерению времени протекания определенного объема жидкости в стационар. ном потоке, при условии, что постоянная вискозиметра С известна.

При измерениях применялись вискозиметры стандартного набора с двумя диаметрами капилляра — 0,6 мм н 0,8 мм для каждой жид. кости. Один из вискозиметров изображен на фиг. 1. Заполненный жидкостью виокозиметр погружался в термостат. .- рмостатом служил сосуд Дьюара, специально изготовленный для уер пзм мерений вязкости, Низкие температуры в этом сосуде создавались с песью этилового спирта с сухим льдом, Такая смесь легко позволяла получать температуру до — 50' С. Равномерное распределение ~емпературы достигалось перемешиванием с помощью мешалки. о 5 Для измерения температур пользовались набором термометров с точностью отсчета до 0,1' С.

!в Вискозиметр, мешалка и термометр закреп- г ,тялнсь на крышке термостата. Вискозиметр lд ъ при этом погружался в охлаждающую смесь так, что оба шарика были погружены, а отвод. ная трубка выступала над уровнем жидкости па 3 — 4 см. Закрытый сосуд Дьюара довольно шрошо сохранял неизменной температуру в течение времени одного измерения — изменення при самых низких температурах не превышали 0,2 С.

оО Измерение времени истечения жидкости прн данной температуре производилось секундомером с точностью до 0,1 сек. Наблюдение за уровнем жидкости произво фиг. и Каииллиривй далось через окна в термостате с помощью вио"оаииатр Пиикеви- ча и Митрофановой. лупы, установленной на штативе перед прибором. Для вычисления динамической вязкости необходимо было знать зависимость плотности жидкости от температуры. Плотности исследуемых жидкостей при данной температуре вычислялись по форяуле, рекомендуемой для нефтепродуктов [1): па = а(а+ "((г — 20).

(4) Значения у в зависимости от температуры даны в таблицах, приведенных в работе [2); Роа — плотность исследуемой жидкости при лб' С, приведенная к плотности воды при 4' С; она определялась лля каждой жидкости методом пикнометра; а(а — плотность жидкости при данной температуре, приведенная н плотности воды при 4'С. Результаты опытов Экспериментальные данные, полученные в работе, прнгедены в табл 1, 2 и 3 и на фиг. 2, Было проведено сравнение опытных данных с решениями обоб- денного уравнения Бачинского А 'ч= (е+а)л (5) 59 Таблица 7 Вязкость бензина Б-70 в санасаауалах Таблица 2 Вязкость керосине Т-1 в сааасаауазах аапссоп аоС цоп Таблица 3 Вязкость топлива Т-5 в санашпуазах за1! а1 оп гоС а1уа сч Чоп — 45,0 — 40,7 — 35,0 — 30,0 — 25,0 — 13,0 — 10,0 0,0 9,6 60 — 38,4 — 36,1 — 33,2 — 25,3 — 23,4 — 18,6 — 15,5 6,78 6,42 5,43 4,32 3,94 3,40 3,08 6,81 6,22 5,58 4,"26 4,01 3,47 3,18 55,14 41,01 28,81 21,72 15,91 8.80 8,05 5,55 4,13 +0,4 — 3,2 +2,8 — 1,4 +1,9 +2,1 +3,3 — 10,4 — 4,0 — 2,7 0,7 6,9 12,4 17,1 55,95 40, 28 27,58 Ю,62 15,88 9,30 8,27 5,79 4,28 2,80 2,43 2,24 2,07 1,83 1,66 1,54 2,77 2,36 2,29 2,12 1,85 1,65 1,50 +1,5 — 1,8 — 4,2 — 4,9 -0,1 +5,7 +2,7 +4,3 +3,6 — 0,9 — 2,8 +2,3 +2,3 +0,9 — 0,8 — 2,7 -4б -.70 -га -Л) б Тй ~ С Фиг.

2. Вязкость бензина Б-70, керосина Т-1 и топлива Т-5 (опытные значения) Таблица 4 Постоянные уравнения (5) Жидкость А Бензин Б-70 Керосин Т-1 Топливо Т-5 247 238,8 3319 2,08 2,07 2,53 150 90 76 Сравнение опытных значений вязкости жидкостей с расчетными значе откло чениями дано в табл. 1, 2 и 3. Как видно из таблиц, среднее лонение составляет 1,5% и ма~ксимальное 5% м табл, 5 даны расчетные значения вязкости жидкостей Б-70, Т-1 " Т-5, вычисленные по уравнению (5) в диапазоне значений кости """ератур от — 50' до 1О' С с интервалом в 5', Эти значения вязи Рекомендуется применять в технических расчетах. 61 „оторое из Ряда Уравнений для вязкости жидкостей ~при низких емпературах, близких к температуре затвердевания, оказалось бояее точным.

Постоянные этого уравнения А, а и п определены для бензина 5.70, керосина Т-1 и топлива Т-5 в исследованном диапазоне температур и приведены в табл, 4. Таблица 5 Значения вявкостн Ч в сантипуавах, рассчитанные по уравнению (5) с интервалом температур в 5' Т-1 Т-5 Т-5 Т-1 тзС Б-70 Б-70 — 50 — 45 — 15 — 10 — 40 — 35 — 30 1Π— 20 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Измерена вязкость бензина Б-70, керосина Т-1 в интервале температур от — 38' до 17' С и топлива Т-5 в интервале — 45' до 10' С. Показано, что вяз~кость исследуемых жидкостей в указанном интервале температур хорошо удовлетворяет формуле (5); А (1+ а) Определены постоянные А, а и и формулы (5) н вычислены расчетные значения вязкости бензина Б-70, керосина Т-1 и топливз Т-5 в диапазоне температур от — 50' до +10'С, которые рекомендуются для применения в технических расчетах.

ЛИТЕРАТУРА !. Рыбак Б. М., Анализ нефти и нефтепродуктов, Аз. ГОНТИ, 1939, стр, 41, 2. Труды совещания по вязкости жидкостей п коллоидных растворов, Акздемиздат, зып. 2, 1944, стр. 252. 1,709 1,544 1,402 1,277 1,169 1,074 0,990 11,53 9,036 7,263 5,964 4„979 4,221 3,619 87,30 55,95 38,33 27,58 20,62 15,88 12,53 0,916 0,849 0,789 0,735 0,687 0,643 3, 137 2,746 2,422 2,152 1,924 1,730 10,09 8,273 6,874 5,789 4,926 4,235 Канд, техн.

наук Л. Д ВОЛЯК ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ КЕРОСИНА Т-1, БЕНЗИНА Б-70 И ЖИДКОГО ТОПЛИВА Т-б Имеющиеся в литературе данные по поверхностному натяжению бензина и керосина очень ограничены н охватывают узкий интервал температур 151. Данных о поверхностном натяжении топлива Т-5 вообще нет. Задачей настоящей работы было исследование поверхностного натяжения названных топлив в широком температурном интервале от — 4Ох до +300' С. 1. Методика исследования и экспериментальная установка Верхняя граница температурного интервала исследования— температура в 300' С вЂ” находится значительно выше точки кипения исследуемых топлив при нормальном давлении.

Поэтому измерения поверхностного натяжения должны выполняться над жидкостью, находящейся под давлением ее насыщенных паров в достаточно прочном сосуде. Из известных методов измерения поверхностного натяжения в этих условиях наиболее удобным является м е т о д к а п и л л я рн о г о п о д н я т и я, к тому же и наиболее точный.

Поскольку при температуре 300' С равновесное давление бензина, керосина и топлива Т-5 составляет несколько атмосфер эти вещества для исследования были герметизированы в прочной стеклянной трубке с внешним диаметром 5 мм и внутренним диаметром 3 мм. В узкой стеклянной трубке, когда в нее помещен капилляр, поверхность жидкости искривлена весьма сложным образом и этот капиллярный эффект трубки не поддается точному учету. Поэтому внутри трубки с исследуемым веществом помещались 2 капилляра, "апиллярная постояннач аа определялась по формуле Н пе 1 1 ь, ь, "е н1 и бе — радиусы кривизны менисков в капиллярах; Π— разница высот менисков в капиллярах.

Таким образом исключался не поддающийся учету капиллярный 'ффект трубки. 63 Поверхностное натяжение вычислялось по формуле о= ~ пз(0 — с(), 2 7) и с( плоти 981 см/секз— Радиусы кри ости соответственно жидкой и газообразной фаз, ускорение силы тяжести. визны менисков Ьг и Ья являются функциями ра. диусов П и гз капилляров и капиллярной постоянной аз, поэтому расчет выполнялся методом по. следовательных приближений при помощи таб. лицы Сегдена [!).

Стеклянные капилляры предварительно тща. тельно проверялись на однородность сечения нх канала, для чего был применен отличающийся большой точностью новый метод калибровки капилляров !2). Радиусы каналов узких капилляров были определены по высоте поднятия в них хими. чески чистого бензола. Радиусы каналов широких капилляров были определены взвешиванием кап. ли ртути, вводимой в капилляр. Капилляры помещались в стеклянную трубку (фиг. 1), которая заполнялась приблизительно на одну треть иссле. дуемым веществом и после откачивания воздуха запаивалась. Этот метод двух капилляров приме.

нялся уже ранее на кафедре физики МАИ (3). Бы. ло изготовлено два стеклянных прибора с капил. лярами. В приборе № 1 капилляры имели радиу. сы г,=0,1348 мм и г,=0,326 мм, в приборе № 2 соответственно О =0,1507 мм и г,=0,418 мм. Прибор № 1 применялся для экспериментов с керосином, прибор № 2 — для экспериментов с бензином и топливом Т-5. Оба прибора нагрева. лись в термостате одновременно, поэтому для бензина и керосина все измерения относятся и одним и тем же температурам (табл. 1).