Теплофизические свойства некоторых авиационных топлив в жидком и газообразном состоянии Варгафтик Н.Б. (1013730), страница 15
Текст из файла (страница 15)
В среднеи у„г„уи„т„у„ц, рабочей части сделано по два небольших отверстия для выведения потенциометрических проводов. Постоянное натяжение измеритель- 1 ной платиновой проволоки обеспечивалось пружиной. В первой трубке пружина была платиновая, а во второй трубке, рассчитанной на з- 1 работу при высоких темпе. б ратурах,— вольфрамовой. Для лучшего центрирова. ния нагревателя и сохране- Т ния полученной центровки во время опытов при высоких температурах со стороб ны пружины в конце капил- ляра была установлена цент- Т рирующая стеклянная втулка с незначительными зазорами (0,01 — 0,02 мм) между втулкой и проволокой и втулкой и внутренними стенками капилляра. На наружной части капилляров навита платиновая проволока, служащая термометром сопротивления, С каждого конца навитого термометр~ сопротивления сделаны два отвода — токовый и потепциометрический. Платино.
вые проволоки до монтажа Фиг. 3. Схема установки № 1. их в трубках отжигались. Для снятия возникших при монтаже напряжений в проволоках и стекле смонтированные трубки отжигались в течение 5 час. при температуре 450' С. Пайка платиновых проволок производилась золотом. Определение коэффициента теплопроводности трех указанных выше топлив при атмосферном давлении и температуре от — 50Р С до !00' С производилось на установке 1ие 1 с первой измеритель. ной трубкой. Измерительная трубка помещалась в пробирку 4 с Таблица 7 Характеристики измерительных трубок Трубка № 1 Трубка № 2 5,980 5,1857 Фиг. 4.
Схема установки № 2. 1 — термонзояяцнв, 7 — термостат. 8-охранный нагреватель, 4 — защитная стеклянная трубка, 8 †измерительн трубка, 8 †основн нагреватель, 7 †контактн кольца, 8 — мерйое стекло, 9 — Форввкуумный насос, 18 — О.образна» тоубна с ртутью. 11 †м.
ннт, 17 †ручн насос, Т вЂ” термопвра, К вЂ кр 99 Внутренний диаметр трубкк 17 в лглг Наружный диаметр трубки 77' в лгзз ДИаМЕтР ЦЕНтРаЛЬНОй ПРОВОЛОКИ бг В Мзг Сопротивление центральной проволоки 44пр В ОЛ4 Сопротивление термометра сопротивления на стенке тРУбки ггст в озг О, 850 1,66 0,100 1,0270 0,824 1,86 0,100 1,1513 исследуемой жидкостью (см.
фиг. 3). Пробирка устанавливалась в термостат, выполненный из медной трубы 8 с толщиной стенок тст Фиг. б. Схема измерительной трубки. г — поужиака, у — пеитри. оуюжая втулке, б — иаоужиый теоириато сопротивления. б потевпиоиетрииеские провода. б — капилляр. б — отверстие для ааоолиеиия трубки жидкостью, 7 — осевой платиновый нагреватель. 100 20 мм. На поверхности трубы намотаны по слою слюды три нагревателя — основной 2 и два охранных 1 из нихромовой ленты.
Снаружи термостат покрыт толстым слоем слюды н асбестового картона. Сила тока в обогревателях, а следовательно, и тепловой режим термостата регулировались тремя лабораторными автотрансформаторами типа ЛАТР-1, Равномерность распределения поля температур в термостате проверялась с помощью трех термопар Т, установленных в стенках медной трубы, и ртутного термометра с ценой деления О,1', перемещаемого в термостате. При исследовании теплопроводности при температурах ниже 0 С пробирка с исследуемой жидкостью и измерительной трубкой помешалась в сосуд Дьюара, заполненный керосином, охлажденным до требуемой температуры. Охлаждение керосина и поддержание постоянной температуры в сосуде Дьюара произ водилось добавлением в керосин твердой угл».
кислоты. При этом керосин периодически помешивался. Равномерность распределения температур по высоте сосуда проверялась спиртовым термометром с ценой деления 0,2' С. Электрическая схема установки приведена на фиг, 6. Определение температуры нагревателя и термометра сопротивления на стенке при негреющих токах (1=0,01 а) производилось в установке в процессе опытов. Эта градуировка, обусловленная влиянием натяжения измерительной проволоки, находилась в пределах 0,3'С и учитывалась при обработке опыт. ных результатов. Исследование теплопроводности керосина, бензина и топлива Т-5 при высоких температурах (до 350'С) и давлениях (до 20 атги) производилось на установке № 2.
Измерительная трубка б вместе с длинной защитной стеклянной трубкой 4 помещалась внутрь термостата 2 в вертикальном положении (см. фиг, 4). Платиновые провода от измерительной проволоки (4 провода) н термометра сопротивления на стенке измерительной трубки (4 провода) припаивались с внутренней стороны к стопке стальных колец 7, изолированных друг от друга фибровыми прокладками. Провода от электрической измерительной системы припаивались с внешней стороны контактных колец. Для сохранения в местах припайки проводов к контактным кольцам постоянной температуры, близкой к комнатной, крышка термостата была окружена холодильником с проточной водой.
Отводящие провода %иу Упр Уст 1~ст Фиг. 6. Электрическая схема установки. от трубки внутри термостата изолировались друг от друга и от корпуса термостата длинными стеклянными трубочками, Заполнение термостата и, следовательно, измерительной трубки проводилось с помощью вакуумного насоса, который откачивал газы из по. лости термостата, после чего краны перекрывались и полость заполнялась исследуемой жидкостью. Повышение давления исследуемой жидкости в термостате создавалось масляным поршневым ручным насосом ~12 через 13-образную трубку 10, соединенную с полостью термостата. 13-образная трубка диаметром 32 маг была изготовлена из нержавеющей н 1О1 немагнитной стали Х18Н9Т, Нижняя часть этой трубы была заполнена ртутью. Над ртутью в полости трубы, соединенной с термостатом, находилась исследуемая жидкость, а во второй полости со стороны насоса — масло. На поверхности ртути в одном колене (со стороны термостата) плавал свободно цилиндрический магнитик.
Положение его и, следовательно, уровня ртути определялось при помощи легкой магнитной стрелки, перемещаемой вдоль трубы. Сам термостат изготовлен из нержавеющей стали Х18Н9Т; длина его 600 мм, внутренний диаметр 20 мм, наружный диаметр 60 мм. Все подводящие трубки, вентили и ряд других деталей сделаны из этой же нержавеющей стали. Сила тока в обогревателях термостата, так же как и на установке № 1, регулировалась трансформатором ЛАТР-1. Равномерность распределения поля температур вдоль термостата в той части, где находилась измерительная трубка, обеспечивалась двумя охранными электрическими нагревателями 3 и контролировалась тремя термопарами, установленными в корпусе термостата. По основному нагревателю б пропускался такой ток, который обеспечивал необходимую температуру в термостате.
3. Проведение опытов Предварительно обе установки были проверены на веществе, теплопроводность которого хорошо известна. Для этого опыты были проведены с воздухом. На первой установке опыты проводились в интервале температур от комнатной до 200' С, а на второй установке — до 400Р С при р= ! аг. Результаты опытов, полученные на обеих установках, отличаются от наиболее достоверных имеющихся данных !4) менее чем на 1%, Это свидетельствует об отсутствии в созданных экспериментальных установках систематических ошибок.
Измерения основных величин, необходимых для определения теплопроводности, производились с помощью высокоомного потенциометра ППТВ-! и зеркального гальванометра М-21. Потенциометром измерялись: !. Падение напряжения на эталонном сопротивлении в 1 ож, включенном последовательно в цепь измерительной проволоки, По этому падению определялась сила тока, проходящего через измерительную проволоку, I . 2. Падение напряжения на концах рабочей части измерительной проволоки г' .
3. Падение напряжения на эталонном 10-омном сопротивлении, включенном последовательно в цепь термометра сопротивления на стенке измерительной трубки, Это падение напряжения определяло силу тока 1„, проходящего через термометр сопротивления. 4. Падение напряжения на концах рабочей части термометра сопротивления !'., Измерения всех этих величин производились 102 при установившемся тепловом режиме, который достигался через 3 — 4 часа после начала разогрева установки. При установившемся тепловом режиме производилось не менее 5 измерений всех вели.
чин, необходимых для определения теплопроводности жидкостей. Определение коэффициентов теплопроводности всех трех жидкостей при температуре 20' †!ОО" С производилось и на первой и на второй установках, Значения коэффициентов теплопроводности в этом случае получились весьма близкими, расхождения лежали в пределах 1э/ш т, е, находились в пределах точности измерений.
Результаты такого дублирования опытов указывают на отсутствие систематических ошибок и подтверждают достоверность полученных экспериментальных величин для коэффициентов теплопроводности исследованных топлив. 4. Результаты опытов Основные исходные экспериментальные данные и полученные значения теплопроводности авиационных топлив бензина Б-70, керосина Т-1 и топлива Т-5 приведены в табл. 2. Результаты опытов представлены на фиг.
7, 8, 9, 10. В табл. 2 приняты следующие обозначения: 1„~ — температура измерительной проволоки, расположенной по оси трубки; ~„ — температура наружной поверхности измерительной трубки," Ы„ †переп температур в стенке трубки, определяемой по формуле (3); д|„.„,„- разность температур в слое исследуемой жидкости, определяемой соотношением (4) 9 =0,86Л7 ккал/час — поток тепла через слой жидкости; Х вЂ” коэффициент теплопроводности исследуемой жидкости, определяемой по формуле (2) в ккал/м час "С. При этом А= 3,823 для трубки № 1 и А =3,726 для трубки № 2; 7 в средняя температура жидкости. а»ж»а» (5) = пр Как видно из табл.
2 и графиков, значения коэффициентов теплопроводности топлив в жидкой фазе зависят от температуры. С увеличением температуры значения коэффициентов теплопроводности Х уменьшаются, С изменением температуры от — 50 до 300 С Х керосина Т-! уменьшается на =40э/э.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
