Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 130
Текст из файла (страница 130)
Давление инертного газа измеряется тем или иным прецизионным манометром. Статический метод пригоден для исследования давления насыщенных паров и над твердой фазой. Однако ири давлениях менее 1,3 кПа его точность недостаточна. В зависимости от типа исследуемого веществе схема статического метода имеет различные варианты.
Например, для определения давления насыщенного пара щелочных металлов [Ц применялась схема, изображенная на рис. 9.25. Исследуемое вещество подается в предварительно эвакуированный )1-образный сосуд 3 из дозатора 4. В сосуде 1 создается давление инертного газа, заведомо превышающее давлзние яасыщення вещества при температуре опыта. Давление газа через открытое правое колено сосуда 3 передается на жидкость. Левое колено сосуда 3 замкнуто н'печью 6 поддерживается при температуре опыта.
Во время опыта давление инертного газа мед. лепно понижается, В момент достижения давления насыщения в левом колене образуется пар, что вызывает резкое смещение уровня в правом колене. Температура, зарегистрированная термопарами 6, и давление, Энзиеримгнтальное определение геллофитичеонил сзойсгэ ' Равд. 9 измеренное по давлению инертцого газа, подаваемого по линии 2, с учетом поправки на разность столбов жидкости в обоих коленах, являются равновесными. - Для исключения перегрева жидкости в левом колене его внутренней поверхности придается форма острия. При исследоваики давлении паров лития оявсзииый метод был применен нри температуре до 2300 К.
Метод Ленгмюра [371. Применяется для исследования малых давлений пара иад ковденсированиой фазой примерно 1О— 10 †' Па. Основан на соотношении кинетической теории газов: у ° где р — искомое давлеике насыщенного пара. Схема ячейки Киудсена показана на рис. 9.27. Определив количество сконденсированного вещества н время экспозиции, У 1 а у, Вот) где ш — масса вещества, испаряющегося в вакуум за ! с с единицы поверхности (скорость испарения); р — давление паров;а— козффицйеит, Леигмюра, оп, гделяемый и отдельном эксперименте; М вЂ” молекулярная масса вещества;, рЛ вЂ” универсальная газовая постоянная; Т вЂ” температура, при которой определяется давление. Непременное условие при использовании метода Ленгмюра — испарение в вакуум и низкое (не выше 1О Па) давление паров ис.
следуемого вещества. В противном случае формула (9,36) окажется неверной [38). На рнс. 9.26 изображена принципкальиая схема установки, выполненной по методу ленгмюра [37). исследуемый образец б, иагреваемый индукционными токами, расположен в корундовой чашке 5. Температуру образца измеряют термопарой 4. Внутри .аппарата создают вакуум примерно 10-'— 10-' Пж Пары образца попадают на специальную мишень, расположенную в камере ! строго параллельно образцу н охлаждаемую жидким азотом. Скорость испарения вычисляют цо массе вещества, сконденсированного ва мип/еин за время экспозиции.
Так дак на мишень попадает только часть вещества, то в.расчетную формулу следует ввести угловой коэффициент, равный отношению телесного угла, подзиогормм видна мишень из певтра образца, к 2п. Метод /(нудсена. Часто применяют у[ля измерения низких давлений пара. Основан на выражении для массовой скорости истечения пара через очень малое отверстие [46] т -мт,— ыумл аат. где р! — давление внутри сосуда, из которого происходит истечение (ячейка Кнудсева), принимаемое равным давлению насыщенного лара; рт — внешнее давление.
При истечении в вакуум рз 0 и формула принимает вид: т и!а(т 2втЯТ~, <таа можно вычислить массовую скорость истечения и', а затем и искомое давление. Формула (9.37) оказывается справедливой лишь при условий, что отверстие камеры мало и истечение ие нарушает равновесия внутри камеры, а кромка отверстия столь тонка, что гидравлическое сопротивление отверстия равно нуяю. Поэтому метод Киудсена неприменим прн давлециях пара выше 10 Па. Если эффузиониое отзеретие.не удовлетворяет указанным требованиям, то в (9.37) вводят поправочный множитель я и давление пара вычясляют по формуле н = — )ттйп)а/77/М т (9. 38) й где 1 я , если е/г = 0 —: 1,5, 1+ О,бе/г и 1,4 й= 1+ 0,95е/г + О, 15(е/г)а если е/г > 1,5; здесь е толщина стенок отверстия; г — рат диус эффузионного отверстия, злл.
определение темпердтур и теплот ПЛАВЛЕНИЯ Метод определения давления плавления. Температура плавления слабо зависят от давления. При изменении давления на десятки и сотни мегапаскалей температура иамеияется на несколько градусов. Поэтому изучение такой' зависимости представляет интерес только в широкой области давлений. На рис. 9.28 в качестве примера приведена схема установки для определения давления плавления при заданной температуре [1). Она рассчитана на работу ог атмосферного давления до 2000 МПа. Метод изыерения состоит в следующем. В термостате 2, з котором размещен пьезомегр / с исследуемой жидкостью, полдерживается температура опыта.
С помощью системы, включающей в себя ручные прессы для создания давления около 100 МПа (на рис. 9.28 не показаны), мультипликатор первой ступенн б для создания давления до Рис. 9.27 Схема ячей- ки Киудсена. у — аффуамоиааа камера: у — аооаадуамот вещество; 3 — аффуааоииое отверстие: г — комдаи- сатор (мищаиь). Методы изучения свойств при фатоеом раеноеесии $9.4 449 Рис. 9.23.
Схема установки для изучения температуры плавления при высоких дав. лениях. 500 МПа, мультипликатор второй ступени 4 для создания максимального давления, давление в пьезометре медленно повышается. При достижении условий фазового равновесия давление после некоторого его повышения уменьшается до определенного значения вследствие образования твердой фазы. Равновесная температура и давление , фиксируются. 7(авление измеряют манганнновым манометром 3. Метод гермографироеания Является распространенным методом исследования температуры плавления при атмосферном давлении и закл!очается в изучении зависимости температуры образца от временч ири монотонном нагреве или охлаждении [1), На термограмме фа)оный переход обнаруживают по постоянству температуры в течение некоторого времени. Методы определении теплот плавления Определение теплот плавления возможно методами смещения и методами непосредственно нагрева (см.
$9.3). Методические различия состоят р способе обработки полученных результатов [1). Ампулу с исследуемым веществои нагревают ло температуры Т, превышающей температуру плавления Т„ь и вносят в кало. риметр с начальной температурой Тв в результате ~его температура калориметра повышается до Т„. Поскольку Т„< Т„„теп- 29 — 773 лота, переданная ампулой с веществом калориметру, содержит и теплоту плавлеяия (затвердевания). Теплоту фазового перехода при плавлении вычисляют по формуле Аамп йпл =- — (Тк — 7'о) — — (Т вЂ” Ти)— — срж (Т вЂ” 7 ол) — сртз (Тпл — Та) (9 39) где А, А,и, — тепловые значения калориметра и ампулы; ср, ср„— теплоемкость образца в жидком и твердом состояниях; т — пасса образца, Аналогично может быть использован метод непосредственного нагрева.
9А.З. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ Наи(юлее распространенными методами определения теплот парообразования веществ являются методы непосредственного измерения теплоты парообразоваиия и методы конденсации пара в калориметре [1, 2). Используются также косвенные методы, основанные на использовании уравнения Клапейрона — Клаузиуса. Метод неносредстеенного измерения.
Удельную теплоту парообразования г отыскивают как отношение теплоты О, затраченной на испарение, к массе испарившейся жидкости т [!): г = ()!т>к. (9. 40) Метод конденсации [! [. Поток сухого насыщенного пара направляется в калориметр (удобнее всего — в калоряметр смешения). Теплота парообразования А г = — (Тк — То) — ср|н (Т, — Тк) (9.4!) ргж где А — тепловое значение калориметра; Т, То, Т, — соответственно конечная, началь.
ная температуры калориметра и температура насыщения; срм — теплоемкосгь исследуемой жидкости; лт — масса сконденсировавшейся жидкости. Косвенный метод. Основан яа использовании уравнения Клапейрона — Клаузиуса др г (9.42) ЙТ Т (оп — ож) где Т вЂ” температура; др(дТ вЂ” производная вдоль линии равновесия жидкость †п; ор, ом — удельные объемы пара и жидкости на линии насыщенич пви температуре насыщения Т. Измеряя значения этих величин в эксперименте, можно по (9А2) вычислить г. 9АА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ НА ЛИНИИ НАСЫЩЕНИЯ Плотность на линии насыщения может быть определена либо на основе измерения плотности в однофазиом состоянии (см.
и 9.2.1) с последующей аналитической или Экспериментальное опргделгииг теалофизических сгойсгг Равд. 9 рис, 9.29. Схема установки для исследования плотности жидкости н пара. ! — соплалск; г — тсизамстричсскас весы; г — сстснциальмыс вмвсхы места~ 4 — саста с исследуемым асшсстгсм; Б — эызсллыс кольца; яь я>, яь дс — плечи мастсааа схемы ассам. графической экстраполяцией на линию насыщения, либо цепасредстцецна цутем измерения плотности равновесно сосуществующих фаз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
