ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Установки, выполненные по методу плоского горизонтального слоя из "Теплопроводность газов и жидкостей" Метод плоского горизонтального слоя получил широ- кое применение для экспериментального определения теплопроводности жидкостей и газов. Этот метод является одним из наиболее надежных методов. Однако правильное осуществление его представляет большие трудности. В этом методе должен быть исключен отвод теп ла с боков установки и от поверхности пластин. С этой целью устанавливаются охранные кольца, защитные плиты, а также предусматривается система термопар для контроля за температурными полями. [c.48] Для иллюстрации, как выполняются установки по этому методу, нами будут рассмотрены установки Гам-мана, Филиппова, Капустинского и Рузавина. [c.48] На рис. 1-6 дана принципиальная схема установки. Измерительная камера МК помещена в сосуд Дюара, заполненный жидким азотом и защищенный снаружи латунным цилиндром ВТ. Мешалка А вращается электродвигателем. Уровень жидкого азота в сосуде Дюара показывает поплавок 5. Температура жидкого азота измеряется платиновым термометром сопротивления РТ и термопарой Тк. Крышка сосуда ВТ прижимается четырьмя пружинами так, что можно поддержать избыточное давление в нем в 0,3 ат. [c.48] Эта установка создана для измерения теплопроводности газов и жидкостей в интервале температур от комнатной до 300°С и при давлениях до 100 ат. [c.52] Поправка на влияние излучения находилась проведением нескольких измерений в водороде, в котором относительная доля излучения мала по сравнению с этой долей в воздухе. Максимальная величина этой поправки при температуре 300° С была около 5%- Также учитывалась теплопередача стеклянными кусочками, разделяющими верхний и промежуточный диски. Поправка на это составляла около 3%. [c.53] Автор установки оценивает максимальную ошибку в определении теплопроводности на ней в 3%. [c.53] Установка Капустинского и Рузавина по относительному варианту метода плоского горизонтального слоя была изготовлена для исследования теплопроводности 15 водных растворов электролитов (солей) в широком диапазоне концентраций при 25° С и атмосферном давлении [Л. 1-28]. [c.54] На рис. 1-9 схематически изображена измерительная часть установки Капустинского и Рузавина. Три медные пластинки 1, каждая толщиной в 5 мм, скрепленные плексигласовыми кольцами 2, 3, 4 а 5, образуют две рабочие камеры а я в, одна из которых заполняется эталонной, а вторая исследуемой жидкостями. Диаметр рабочей поверхности пластинок 14 см, высота каждой камеры 1 см. Во избежание химического действия растворов солей на медные пластинки они были посеребрены. В боковых стенках каждой из пластинок сделаны пять радиальных отверстий диаметром в 2 мм для термопар 6. Одно из этух отверстий доходит до центра пластинки, а остальные не доходят до центра на 10, 25, 45 и 55 мм. [c.54] Для предотвращения попадания воды к прибору и для создания постоянного температурного режима вокруг прибора на широком кольце 5 укрепляется медный цилиндр 15 диаметром 23 см и высотой 14 см. Разность температур между пластинами создается прокачкой воды из двух водяных термостатов, поддерживающих температуру с точностью 0,001° С. [c.55] Теплопроводность исследуемого вещества, как и в предыдущей установке, вычисляется по формуле (1-52). Для подсчета коэффициента теплопроводности необходимо знать коэффициент теплопроводности эталонного вещества при данной температуре, толщину и разность температур слоев эталонного и исследуемого вещества. [c.56] В качестве эталонного вещества применялся вторичный дистиллят. [c.56] Величина отношения толщин слоев исследуемого и эталонного веществ 61/62 находилась специальными опытами, в которых обе камеры заполнялись эталонной жидкостью. Величины и определялись измерением разностей температур между медными пластинками, так как каждая из них вследствие высокой теплопроводности во всех точках имела одну и ту же температуру, равную температуре примыкающего к их поверхности слоя жидкости. [c.56] До достижения стационарного состояния установка выдерживалась в установившемся температурном режиме не менее 2 ч, после чего производились измерения. Разность температур между верхней и нижней пластинками определялась измерением температуры омывающей их воды при помощи метастатического термометра с ценой деления в 0,00Г С. [c.56] Постоянная прибора С определялась с помощью специальных опытов перед исследованием нового вещества. [c.57] Отсутствие Заметных Тепловых Я01ерь боковыми стен нами прибора устанавливалось точным измерением температуры пластинок на различных расстояниях от центра. При измерениях не было обнаружено изменения температуры в радиусе до 5 см. Кроме этого, подтверждением незаметных боковых теплопотерь являлись совпадающие в пределах точности опыта значения коэффициентов теплопроводности, определенные при разностях температур между верхней и нижней пластинами в 4 и 62° С. [c.58] Из рассмотрения следует, что погрещность в полученных значениях теплопроводности определялась главным образом погрешностью, с которой определялась разность температур. Эта погрешность составляла 0,001° С, что при разности температур между пластинками в 2° С дает ошибку температурных измерений в 0,050%. [c.58] Учитывая возможные ошибки при определении постоянной прибора и влияние возможных колебаний температуры в помещении, авторы установки для измерений при температуре +25° С и атмосферном давлении оценивают максимальную ошибку в значениях теплопроводности в 0,10%. [c.58] Метод плоского горизонтального слоя был использован Боровиком [Л. 1-35] для исследования теплопроводности азота в интервале температур от —(183 до 102° С при давлении от 1 до 100 ат и кислорода иа изотерме —117° С в том же интервале давлений. Дик и Креди [Л. 1-36] применяли этот метод для исследования теплопроводности органических жидкостей. [c.58] Вернуться к основной статье