Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 127
Текст из файла (страница 127)
9В. Схема установнн для определения удельных объемов жидкостей н паров при высоких давлениях и температурах. 1 — пьезометр; 1 — манометр, 3 — холодвльник; 4 — диффереицвальниа манометр. разделитель; В1, Ву. ВЗ. Ве — вентили. вещества и вещества системы создания и измерения давления (масла), поддерживается давление иа несколько бар меньше, чем в пьеэометре. Разность давлений фиксируется по показаниям стрелки манометра. Точное измерение давления исследуемого вещества осуществляется поршневым манометром. Температура опыта поддерживается на. гревателями, расположенными на пьеэометре 1. На установке были исследованы обыкно. веиная вода и тяжелая вода при давлении до 90 МПа и температуре до 920 К. Погрешность опытов не превосходит 0,2зй. По методу пьеэометра постоянного объема выполнена также установка, описа, ние которой дано в [16].
Погрешность опыта составляет 0,05 — 0,1о]з. Рис. 9.9. Схема установка для изучения сжнмаемостн методом аднабатного сжатия. 1 — ствол~ 1 — бандаж; э — гильза; л — корпус мантаннноаого манометра; а — поршень; б — цилиндр разгоняющего газа. Методы изучения герлгических свойств веществ й 92 439 (9.17) ялга Р= ° глг-!.а йг = — ' га (9.
18) Рис. 9.10. Схема установки, выполненной по методу Барнета. Г, 2 — пъезометры объемом Рв Рг. 'З вЂ” термометр; Л' — емвость для нзмерезмя массы газа, у — тер-' мостзж Вг, В2, Вг — «ентнля. где рз — начальное давление газа в сосуде 1; гле — масса вещества; /! — индивидуальная газовая постоянная. Открывая вентиль В!, осуществляют первое изотермическое расширение .газа в ° уд 2.
После первого расширения рт (121 )гз) (9 12) Вт Комбинируя (9.11) и (9.12) и вводя обозначение (Уг+ Уз)/У1 /У, получаем; 22 = 2з Аг ' (9. 13) Ре Далее вентиль В1 запирают н сосуд 2 вакуумируют. Аппарат готов к следующему расширению, Осуществляя последовательные расши- рения газа вплоть до минимальных давле- ний, можно получить связь между 2~ и 2г в любом г-м расширении: 2, 22 = — р, А/г.
ре Значения .2з/рз рассчитывают по формуле ро/2о = 1пп р! Агг, (9. 15) о г се а отношение Аг — по формуле й/ =1пп(рг т/рг). (9.16) р о Г се Практически эти пределы находят графической экстраполяцией. В результате опытов получают ряд значений 22 = /(рг) при Т сопз1 Для отыскания абсолютных значений плотности необходимо знать хотя бы одно значение плотности нря одном из давлений. Вариант этого метода, рассмотренный в [22), отличлется тем, что в схему добавлена емкость 4 для определения массы газа, которую находят путем вымораживания н нзвсшинаиия емкости.
Кроме того, тщательно измеряют объем Уз пьезометра 2. Во-первых, это позволяет определить плот- иостги где тгз — масса газа, заполняющего пьезометр 2; Ут — объем пьезометрй 2 с учетом поправок иа барические и температурные расширения, Во-вторых, становится возможным в любом опыте получить значение /У, вычислив его но формуле Тем самым в опыте могут быть получены как коэффициенты сжимаемости, так и абсолютные значения плотности.
З.2.3. ОПРЕДЕЛЕННЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕН НЯ Основной методической трудностьго при определении поверхностного натяжения является обеспечение чистоты твердых поверхностей, находящихся в контакте с жидкостью, а также самой жидкости и газовой среды. Ничтожные примеси инородных вепшетв могут существенно повлиять иа результаты исследования. Метод максимального давления В газовых нузыреках (рис. 9.11). В жидкость.
имеющую плотность р', выдавливается через капилляр радиусом /!в,в пузырек (капля) другой жидкости с плотностью р". В некоторый момент времени при выдавливании капли в приборе будет зарегистрировано Рис 9,11. Схема измерений по методу максимального давления в пузырьке. р,„— данленне газа; И вЂ” высота жндвостп в капялляре; р — давление паров жидкости; а — глубнна негруженая капилляра. 440 Экспериментальное определение ггплофитичгских сводсгв Равд. 9 максимальное давление рю. Иэ теории метода [45, 42] следует, что д(ра Р ) Икая ома — )! р !1 —— 3 Рт ! а'[р' — р"]й'„,.
Ч вЂ” — (9. 19) 3 Рт Если капля выдавливается в газ, то плотностью газа,р" по сравнению с плотностью жидкости р' в (9.!9) можно пренебречь. Прн малом радиусе капилляра 1!ааа члены в квадратной скобке, пропорциональные Йкааи 1(кжо малы по сравнению 2 с единицей и формула (9.19) упрощается; о =' )Скан Рт12 ° (9.
20) Подробности экспериментальной техники можно найти в [23, 24]. Метод капыллярйого поднятия [24]. Этим методом определяется произведение осозб, где 0 — краевой угол смачнвания. Трубка ! (рис. 9.!2) небольшого диаметра, равного 2г, погружена в исследуемую жидкость, заполняющую сосуд 2. Диаметр сосуда должен быть больше диаметра трубки.
За счет сил поверхностяого натяжения жид. кость (в случае смачнвания поверхности краевой угол меньше 90') подннмается в трубке на высоту йь. По этой величине, а также по плотности жидкости прн температуре опыта н геометрическим размерам трубки можно иаяти поверхностное натяжение: о оса 6 = (Р' — Р") Лйа г12. (9. 21) Если краевой угол 0 = 0 я плотность р" пренебрежимо мала по сравнению с р', то о =р'дцьг(2. (9.22) Метод о~рива кольца [25]. Поверхностное натяжение определяется по силе; необходимой для отрыва кольца (кольцо чаще всего изготавливается из металлической проволоки) от поверхности исследуемой жидкости.
В статических условиях удержнвающая сила [ определяется кривизной внешней и внутренчей поверхностей кольца. Установлено, что прн отрыве кольца в момент достижения действующей на него си- Рис. 9З2 Схема измерений по методу «а- пнллярного поднятия. г - трубка; У вЂ” сосуд с исследуемая жидкостью; аа — высота подъема жкякоетк е трубке. лой максимального значения краевой угол равен нулю. В этих условиях /= 4цо(!2+у)> (9.23) где )! — внутренний радиус кольца; г— радиус проволоки Кольца.
Более строгая теория метода [24] показывает, что форма поверхности жидкости, поднятой кольцом, зависит от безразмерных величин: )!аг')г н )сгг, где У вЂ” объем поднятой жидкости в момент отрыва кольца. Это уточнение требует внесения в расчетную формулу (9.23) поправки (до 10уь) в ниде сомножителя, значение которого заранее табулнровано [24]. Прн практической реализации метода необходимо, чтобы: проволока кольца лежала в горизонтальной плоскости; поверхность жидкости была значительно больше площади, занятой кольцом; на поверхности жидкости не было волновых движений; отрыв кольца осуществлялся медленно; поверхность была терыостатирована; сечения кольца и проволоки яредставляли собой окружности. Прв исследовании поверхностного натяжения находят применение также методы взвешивания капель, метод висячей капли, метод лежачего пузырька нля капли [24].
9.3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЛОРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ е.к!. определение кллорических свонств твердых тел Исследования калорическнх свойств веществ сводятся к определению тепловых эффектов, сопровождающих изменения со. стояния вещества, Такие изменения могут быть связаны с фазовыми переходами, с изменением температуры, давления, химического состава, объема. Теплоемкость твердых тел обычно исследуют как функцию температуры прн давлении, равном атмосферному.
Влияние давления на теплоемкость становится заметным при очень больших давлениях. Метод непосредственного нагрева [1. 25]. Чаще прнмениют для' исследования теплоемкостн при низких температурах. Прянципиальная схема калориметра изображена на рис. 9.13. На исследуемом образце ! измотан электрический нагреватель 2. Образец помещен в цилиндр д иэ того же материала. Нагреватель одновременно служит термометром сопротивления. Образец подвешнвается внутри сосуда 4, соединенного с вакуумной системой линией б. Калориметр помещается в крностат, где создается стационарная температура опыта. Определение теплоемкостн производится следующим образом.
До включения нагревателя в теченке некоторого времени измеряют температуру образца (первый иериод калориметрического опыта). Затем включают нагреватель, при этом температура повышается на величину АТ (второй или 4 9.2 Методы определения калоричвских свойств веществ 44! Рнс. 9.13. Схема калориметра непосредственного нагрева.
главный период). После выключения нагревателя снова записывают теьгпературу (третий период). Измерив повышение температуры ЬТ, внеся воправкв на тенлообмен с оболочкой 4 и определив количество теплоты О, подведенное собственно к исследуемому образ. Рис. 9.14. Конструктивная схема калори. метра непосредственного нагрева. 7 — конический контент; 2 — крышка;  — трубка для эзполпени» калориметра гелием; 4 — теплонрозодящзя смзэкз;  — термометр сопротивления; б — нагреватель; 7 — изолядия;  — гильза; Э вЂ” меддые ребре; 10 — гмльзе взгреявтелл. Рис. 9.15. Схема установки с высокотемпературным адиабатным калориметром. ! — излориметр; 2 — нагреватель;  — термометр: С вЂ” экрзвы;  — спираль из подводящих проводов;  — здинбзтнзя оболочка; 7 — пробке кялорнмет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
