Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 134
Текст из файла (страница 134)
Период колебаний т непосредственно отсчитывают по секундомеру. По измеренным 6 и т рассчитывают коэффициент кинематической вязкости по уравнению Е. Г. Швидковского [86): где Й, т, )7 — момент инерции подвесной системы, масса жидкости в ампуле и внутреннин радиус ампулы при температуре опыта; 6, бе — логарифмические декременты крутильных колебаний соответственно заполненной и пустой ампулы; т, т» — перно.
ды колебаний соответственно заполненной н пустой ампулы; о = 1 — 1,5х — 0,375хз— Π— высота жидкости а ампуле; а, Ь, с— функции у [86): 2я р = ()7)е —; х = 6/(2п). тт Метод применим при р)100. Вычисления коэффициента кинематической цязкости ведут методом последовательных приближений: задавая п»=1 по (9.59), находят т» и далее уо по нему — аь Ь», с» и, наконец, аь По найденному значению о» находят и т. д. до совпадения с желаемой точностью » и т».
Некоторые подробности этого метода можно найти а [74, 75). Метод колеблющегося диска. Является разновидностью метода крутильных колебаний. Он нашел широкое применение несмотря на то, что его теория еше недостаточно 6 аванта. Суть метода состоит в слелуюшем. лоский диск 1 поднешен на тонкой длинной нити в исследуемой среде между лвумя параллельно расположеннь»ми неподвижными дисками 2 (рвс.
9.42). Если диску ! придать крутильные колебания, то за счет сил внутреннего трения в зазорах (1 амплитуда колебаний будет затукать. Коэффициент динамической вязкости можно выразить через логйрифмические Методы изуеенил транспортных свойств веществ 459 Рис. 9.44 Схема двойне~ а крутнльного маятника для измерения вязкости агрессии. иых паров. Рис. 9.42. Схема метода калеблюшихся дисков. декремеиты колебания в исследуемой среде б и в вакууме бе.' р = (б — бе)/(ст), (9.60) где с — константа прибора, зависящая ат температуры и определяемая в опытах с газам, вязкость которого харашо изучена; т — период колебаний. Применимость разработанной теории метода определяется условием П [7 пр/(тр) < 0,3, где р — платность исследуемого вешества. Рнс.
9.43. Конструктивная схема кварцевого вискозиметра с колеблюшимся дискам. 1 — холеблюшеасл диск; У вЂ” дедеддлжлые длскл; 3 — нить лодлесе; е — держатель нити; б — леерцелыа кожух; е — терместетлрующея рубашка; 7 — зеркала. Подробности этого метода можно найти в [76, 77, 78). Последние две работы интересны тем, чта висказиметр (рис. 9.43) был целиком выполнен из кварца, что, с одной стороны, снижает влияние температуры на константу прибора, а с другой стороны, позволяет работать с агрессивными вешествами. Метод колеблющегося диска с даойнесл крутильнесн маятником [79).
Может быть рекомендован для высоких температур (выше 1200 К) и агрессивных паров. Диски 8 (рис. 9.44) подвешены иа мультифиляриом подвесе 4 между дисками 2. Вся система подвешена на внешнем падвесе 8. Зеркальце 8 укреплено иа корпусе!. Исследуемое вашество через трубку б подает. ся в испарительиый бачок 7.
Вискозиметр подвешивают в вакуумной среде. В опыте маятнику придаются сложные колебания: внутренние диски совершают крутильные колебания иа подвеске 4, наружные диски вместе с корпусом — на подвеске 5 За счет вязкостиого трения колебания затухают. Декремент колебаний регистрируют с памашью оптической системы. С помощью специального электронного устройства маятникам сообптаются импульсы, причем так, что импульс внутреннего маятника равен импульсу виешиега маятника, но они противоположны по знаку В этом случае суммарный момент количества дан>кения двойного связанного маятника равен нулю и вязкость может быть вычислена па декременту колебаний внешнего маятника, измеренному с памашью зеркальца 8.
Особое внимание необходимо уделять снижению трения во внутреннем подвесе. С этой целью в [79) был использован муль- Экспериментальное определение тгплофизичгских свойств Равд, 9 !)~2 )~! ) р = '|ПЫ)С1 )с2 (9.61] (9.63) да тифилярный поднес, состоящий из 3 вольфрамовых проволок диаметром 30 мкм каждая. Метод падающего груза.
Является достаточно простым, но менее точным (погрешность составляет 5 — 1О!Ъ). Этот метод используется в внскознметрах, выпускаемых промышленностью для исследования вязкости нефтей н нефтепродуктов Схема метода для исследования паров жидкостей изображена на рис.
9.45. В цилиндре 2, заполненлом исследуемым веществом, под действием гравитационной силы падает поршень 4 массой гп и длиной Е. Средний радиус кольцевого зазора между поршнем н цилиндром равен г, з его толщина 5 Искомая вязкость связана со скоростью падения поршня йус соотношением шаба Скорость падения поршня фиксируют с помощью радиоактивного источника 3, встроенного в борщева. Если поршень движется относительно оси трубы эксцентрично, то скорость 3 йг = йга) 1+ ва) (9 62) 2 где е= с/б — экспентриснтет; с — смещение оси поршня от оси цилиндра. Рис.
9.45. Схема метода падающего груза. ! — ькраяы! 2 — рабочий цилиндр; Л вЂ” раляоактяаамк ясточкяк; 4 — порщскь; 5 — алсктрячсская печь; б — трубк! яля подача пара а цилиндр; !в кспараасльаь~г! бачок; г — псслслусяос асщсстао; З вЂ” трубка для ааполясаяя; Л вЂ”  — ось пояорот» псчя. Метод вращающихся цилиндров. Находит достаточно широкое распространеиие при исследовании высоковязкнх жидкостей. Суть метода состоит в следующем.
Два коакснально расположенных цилиндра образуют кольцевое пространство, заполняемое исследуемой жидкостью, Внешний цилиндр щ>иврднтся в равномерное вращение. За счет вязкостного трения крутящий момент передается на внутренний цилиндр, закрепленный на упругой подвеске.Под действием этого момента внутренний цилиндр поворачивается на некоторый угол н удерживается в этом положении за счет упругих сил подвеса.
Чем выше, вязкость среды, тем больше угол поворота. Коэффициент динамической вязкости по результатам измерений определяют по формуле [67) где 7 — константа, определяемая модулем упругости материала нити подвеса и ее размерамн и отыскиваемая в градунровочных овытах по пзвестной вязкости какого- либо вещества; а — угол поворота внутреннего цилиндра; )72, )7! — радиусы внешнего н внутреннего цилиндров соответственно; ю — частота вращения внешнего цилиндра. 9.6.
МЕТОДЪ| ИЗУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ з.з.!. Определение ннтеГРАльнОГО ЯОЗФФициентА теплОВОГО излучения Радиационный метод [80, 811. Состоит в сравиеннн измеренной специальным термоприемникоь! лучистом энергии, испускаемой поверхностью исследуемого образца, Е(Т) с энергией, Е,(Т), испускаемой абсолютно черным телом, находящимся при той же температуре Т: е(Т) = Е(Т)(Еа(Т) (9.64) где з — коэффициент теплового излучения. Плотность теплового потока, передаваемого излучением от тела с температурой Т, к телу с температурой Т„ определяется следующей формулой при условии, что из любой точки излучающей поверхности поток попадает только на воспринимающую поверхность: у- =ооепрТ! [Т' — '2) (9 65) где а,— постоянная Больцмана; е,р — приведенный коэффициент теплового излуче.
иия, определяемый коэффициентами излучающего в, в воспринимающего еа тел н угловым коэффициентом !р!з, учитывающим вх взаимную геометрию. Проводят два измереяня потока излучения при помощи приемника излучения, имеющего температуру Т,. При первом из. меренни определяют поток от исследуемого Методы изучения оптических свойств веществ 461 тела с температурой Ть при втором — от абсолютно черного тела с той же температурой. Эти измерения позволяют найти отношение потоков, которое при сохранении фм неизменным будет равно отношению величин е,р для обоих случаев. В свою очередь, это отношение с точностью до поправочного множителя (93, 94] будет равно искомому коэффициенту теплового излуче'ния: (9.
66) уизл.зас,ч,тела Более точная формула содержит поцравочный множитель, зависящий от зз и фи. При вз = 1 поправочный множитель обращается в единицу. Используя данную методику, следует специально определить, какому интервалу длин волн соответствуют полученные значения еь Дело в том, что и сам термоприемник, и оптические стекла, устанавливаемые на пути теплового потока, ограничивают спектральную область чувствительности термоприемника. Поэтому часто е, не является в строгом смысле слова коэффициентом полного теплового излучения поверхности !"80]. Калориметрический метод (метод излучателя). Основан на непосредственном измерении количества теплоты, излученного телом.
Исследуемый образец с поверхностью излучения Р, в форме сферы, куба или цилиндра располагают внутри термоприемника, коэффициент теплового излучения ко. торого ез известен. Поверхность термопри. емника Р, охватывает излучающую поверхность и имеет температуру Ть Температура образца с помощью встроенного внутрь электрического нагревателя доводится до температуры Ть Коэффициент теплового излучения ис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
