Теплофизические свойства некоторых авиационных топлив в жидком и газообразном состоянии Варгафтик Н.Б. (1013730), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Сглаженные значения коэффициентов теплопроводности исследованных топлив для Равных интервалов температур приведены в табл. 3, Полученные результаты для керосина хорошо совпадают со значениями коэффициентов теплопроводности, приведенными в работе М. А. Ми. шз Лкнпл/м ии'С 0/2 000 400 "50 О 50 ГОО Г50 2562'С Фиг. 7. Зависимость коэффициента теплопровод. ности бензина Б-70 от температуры. Оуг 0/0 000 -50 0 50 60 Г50 200 250 500 Г'С Фнг. 8. Зависимость коэффициента теплопроводности керосина Т-1 от температуры. Л агап/л атг'С О/2 ОО 4 50 "50 П 50 ГПП /И 2001'С Фиг. 9. Зависимость коэффициента теплопроводности топлива Т-б от температуры.
105 хеева 131 (табл, 4). Значение 7ь для бензина при ОР С, приведенное в книге Михеева, не подтвердилось. Расхождение между этим значением 7ь и нашими опытными данными составляет около 20%. Кроме этого, такое резкое изменение 7ь с температурой, которое приводится в книге М. А. Михеева для бензина, не подтверждается нашими опытами и не согласуется с обобщенной Л яяаа/вгеас 'С Р72У 0,1 оау -убб -Уа и УС Юа ГУб ЛС гЮ Убб Г С Фиг. 10. Зависимость коэффициента теплопроводиости авиационных топлив от температуры.
! — бевввв в-70, г — верееви тл, с — товввво т-ц формулой Предводителева — Варгафтина, устанавливающей связь между теплопроводностью и плотностью жидкостей. Температура в еС Вещество 50 100 200 300 150 0,0950 0,0864 0,0958 О, 0896 0,0968 0,922 0,079 0,0688 0,0830 0,0766 0,0878 0824 0,113 0„109 0,106 0,1035 О, 1025 О, 102 Беиэни Б-70 Керосин Т-1 Топливо Т-5 0,0635 0,0702 106 Таблица 3 Значении ковффнцнентов теплопроводностн Х ииал7м час 'С авиационных топлив прн различных температурах (по экспериментальным данным) Таблица 4 Коэффициент теплопроводности длн бензина Б-70 и керосина Т-1 (по данным М. А.
Михеева н автора) Х икал/м вас сС Данные Михее- ва 13] Вещество г ОС Данные автора 0,125 0,095 0,103 0,095 0 50 Бензин Б-70 0 200 О, 103 0,077 0,104 0,077 Керосин Т-1 5. О степени точности результатов измерений Относительная максимальная погрешность экспериментальных данных по теплопроводности жидкостей может быть оценена на основании следующего соотношения: 17 Ь!и— 51 50+ а 51+5(51 „,„) Х О 1 агина а 1и— т, е. состоит из четырех относительных ошибок. Определим каждую нз этих ошибок. Относительная ошибка в определении к о л и ч е с т в а т е п л а Я складывается из погрешностей в измерении силы тока 1 и разности потенциалов Р на концах измерительного участка 50 а1 ЬК = — + —. (7) О 1 1" Измерения 7 и У производились пятидекадным потенциометром и потому погрешность в измерении Я весьма мала, она составляет не более 0,02а/о. Отвод тепла с концов измерительной трубки составлЯл не более 0,5е7с и погРешность от этой попРавки могла быть Равна 0,03о7о.
Погрешность, вносимая в результаты измерений вторым и третьим членами уравнения (6), связанная с т о ч н о с т ь ю 107 Следует отметить, что результаты опытов Бриджмена 111 по теплопроводности керосина резко завышены. У Бриджмена для керосина прн 30' С )с=0,125, что не подтверждается нашими опытами. Нами проводились опыты при р= 1 и 20 ага.
Эти опыты показали, что давление не оказывает заметного влияния на величины коэффициентов теплопроводности жидких топлив. При изменении давления от р= 1 ага до р=20 ага коэффициенты теплопроводности увеличиваются при низких температурах на 0,5е7а, а при высоких температурах 1200 †3 С) на 1е1а.
определения геометрических размеров измерительной трубки, может составить около 1%. Эта погрешность относится к систематическим ошибкам и может быть выявлена при измерениях на этой установке вещества с хорошо известной теплопроводностью. Такие измерения были нами произведены с воздухом, причем результаты измерений отличались от наиболее достоверных литературных данных на 0,5'/е. Наибольшая случайная ошибка связана с последним членом уравнения (б), учитывающим точи ост ь из м е р е н и й р а зн ости те м не р а тур в исследуемом слое жидкости А1м„,„. При измерении этой погрешности необходимо учесть погрешность, вносимую поправкой на перепад температур в стенке измерительной трубки А/... а также погрешность в определении Ы.
Измерение температур обоих термометров сопротивления (осевого нагревателя и термометра, намотанного снаружи на капилляр) производится с точностью до 0,02'С. Значение А/м„м в опытах было порядка 10 С, это могло внести погрешность, равную 0,04 — ° 100=0,4з/з. Перепад температур в стенке капилляра А/,, 10 составлял около 5% от Л/ ,„; точность в определении этой поправки могла составить 3% (точность этой поправки определяется погрешностями в измерении величин Х„, Р„„и Р ), Поэтому ошибка, вносимая поправкой А/„в результаты измерений Х, может составлять 0,2г)з. Таким образом, расчет показывает, что с ум м ар н а я м а кс и м а л ь н а я п о г р е ш н о с т ь в измерении теплопроводности жидкостей составляет меньше 2 /з.
При этом около 1а/з приходится на систематические ошибки и меньше 1% на случайные ошибки измерений. Но поскольку случайная ошибка является результатом большого количества измерений, которые проводились при каждом опыте, то в действительности ошибка в определении Х меньше, что и показывает разброс экспериментальных данных. Поэтому можно принять, что погрешность результатов измерений теплопроводности исследованных жидкостей составляет м= 1,5% ЗАКЛЮЧЕНИЕ Получены экспериментальные данные коэффициентов теплопроводности для авиационных топлив бензина Б-70, керосина Т-1 и топлива Т-5 в жидкой фазе в дос аточно широком интервале температур — от — 50 до 200 †3 С при давлениях от 1 до 20 атп. Эти результаты могут быть использованы при тепловых расчетах.
ЛИТЕРАТУРА 1. Б р и д ж м е н П. В., Физика высоких давлений, ОНТИ, !935. 2, Керженцев В. В., Экспериментальное исследование теплопроводностп некоторых жидкостей при высоких температурах, Диссертации, МАИ, 1951, 3. Михеев М. А., Основы теплопередачи, Госэнергоиздат, 1956. 4. Теплофизические свойства вепгеств, Справочник под ред Н, Б Варгафтика, Госэнергоиздат, 1956 Канд.
техн. наук С. А. ЛАПУШКИИ ОБ УРАВНЕНИЯХ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЖИДКИХ ТОПЛИВ Л= ' (1 — 0,000151) ккал/м час С, 0,1008 тм где к — коэффициент теплопроводности; Т та — удельный вес при 15' С, г/сма. Сравнение экспериментальных данных с этой расчетной формулой Крагое приводится в статье В. Н. Попова и Е. В, Цедерберга [31.
Оказалось, что для ряда жидкостей при температуре от — 40' до +200'С значения теплопроводности, вычисленные по формуле (1), превышают на 20 — 40% экспериментальные данные, что, естественно, исключает возможность пользоваться формулой Крагое даже для предварительных расчетов теплопроводности топлив из нефтепродуктов. Практический интерес представляет обобщенная формула Предводителева — Варгафтика для нормальных и ассоциированных жидкостей [1]: 1, — Аас ТмаМ-па ккал/м час С. а (2) Здесь а — коэффициент, учитывающий степень ассоциации жидкостей (для неассоциированных жидкостей к=1); 109 В современной авиационной технике применяются разнообразные жидкие топлива и теплоносители.
Однако не всегда имеется возможность своевременно получить экспериментальные данные по физическим свойствам этих веществ. Это особенно относится к теплопроводности, экспериментальное определение которой представляет значительные трудности. Поэтому важно выяснить, какие из уравнений могут оказаться наиболее надежными и удобными для расчета теплопроводности с достаточным для практики приближением. В настоящее время известен ряд формул для расчета теплопроводности жидкостей; некоторые из этих формул следует считать устаревшими, так как они дают резко отличающийся от эксперимента результат [11. Это относится в первую очередь к формуле Крагое, которая приводится во многих руководствах по нефтепродуктам: Ар=1,54 — универсальная величина для всех жидкостей при т= 1 Т,р'К1 2 '( — удельный вес в г1сма1 М вЂ” молекулярный вес; с — теплоемкость при Т= — Т К; 1 е Р 2 т Ткр — критическая температура в 'К ~для большинства жидкостей, исключая низкокипящие, — Тк =30 С).
2 а аи йи йтг Гт (ы рдг рту умэ Фиг. 1. Сравнение уравнения (2) с экспериментальными данными для нормальных и ассоцииРованных жидкостей. Эксоернментальные данные О в жидкости нормальные и ассоциироааниые, ° — метан 1 и — азот ннакокипаитие жидкости. О в атииен В работе (1) показано, что для данной жидкости Аоо М-Па=В (3) — величина постоянная, не зависящая от температуры.
Таким образом для неассоциированных жидкостей, к которым относятся также углеводородные топлива, Л= Втяэ икал/м час 'С. (4) Уравнение (4) позволяет определить зависимость Х от температуры, если известна зависимость т =1(1). Уравнения (2) и (4) проверялись на многих жидкостях. На фиг. 1 приводится сравнение уравнения (2) с экспериментальными данными для 29 жидкостей. По оси ординат отложено аЛМЧа — по оси абсцисс — у "а . На этом графике, заимствованном ср 110 из работы (5), приведены нормальные жидкости (к ним относятся и жидкие углеводороды), для которых а=1, и ассоциированные жидкости (вода и спирты).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
