SU1278696A1 - Способ определени теплоты парообразовани жидкостей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к теплофизическим измерени м и может быть использовано дл  определени  теплоты парообразовани  жидкостей. Цель изобретени  - повьшение точности и расширение класса исследуемых жидкостей . Исследуемую жидкость подают одной каплей на участок нагретой металлической поверхности, ограниченный металлическим кольцом, и измер ют температуру поверхности под исследуемой жидкостью. По изменению температуры поверхности во времени определ ют врем  нагрева и испарени  жидкости. Измерени  провод т в бомбе высокого давлени . Коэффициент изменени  площади испар ющейс  жидкости определ ют по формуле В 1-0 ,45- - Т, д 1 „ i лекул рный вес; дТ. - среднее изме (Л нение температуры поверхности. Теплоту парообразовани  определ ют из выражени  ,/М где Q - теплота, необходима  на испарение массы исследуемой жидкости с единицы поверхности; |3 - коэффициент изменени  плою щади испар ющейс  жидкости; f площадь испарени , М - масса жидкости . 3 ил. 00 а С0. а

Description

Изобретение относитс  к теплофизическим измерени м и может быть использовано дл  определени  теплоты парообразовани  жидкостей. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  и расширение класса исследуемых жидкостей, На фиг, 1 представлена схема устройства дл  осугдествлени  способа; на фиг. 2 - образец осциллограм мы изменени  температуры поверхност дл  однокомпонентной жидкости на на фиг. 3 - схема обработки осциллограммы дл  определени  теплоты пароообразовани , Устройство содержит бомбу 1 высокого давлени , устройство 2 дл  подачи жидкости (в данном случае .насос - форсунка АР 20 АЧ со спиленным носком)о кольцо 3, поверхнос ную термопару 4, пластину 5, нагреватель 6, регул тор 7 напр жеьш , потенциометр 8, уси.питель 9 и регистрирующий прибор 10, Подача исследуемой жидкости осуществл етс  вручную, нанатием рычага на толкатель устройства 2 дл  подачи жидкости (насос форсунки), Пластина 5.нагреваетс  нагревателем 6. Мощность нагревател  регулируетс  регул тором 7 напр жени , подсоединенным к электрической сети , На пластине 5 сверху закреплено кольцо 3, выполненное из материала пластины, ограничивающее участок на пластине 5. В центре этого участ ка установлена поверхностна  термопара 4, котора  соединена с потенци ометром 8 и усилителем 9, Усилител 9 соединен с регистрирующим приборо 10, в котором регистрируетс  измере ние во времени мгновенной температу ры поверхности. Способ осуществл етс  следующим образом. Перед проведением опыта, регулиру  мощность нагревател  6 регул то ром 7 напр жени , прогревают пласти ну 5 и участок, ограниченный контуром 3, до температуры 1 (выше пре длагаемой температуры кипени  исследуемой жидкости на 15 - 20°С), ЭДС термопары 4, соответствующа  температуре Т фиксируетс  потенци ометром 8, После прогрева пластины 5 на поверхностьJ ограниченную коль цом 3, устройством 2 дл  подачи жид кости подаетс  масса М исследуемой идкости одной каплей. Сигнал термоары , соответствующий - текущей темпеатуре Т поверхности, ограниченной ольцом 3, через усилитель 9 запиываетс  регистрирующим прибором 10, Из осциллограммы определ ют вре  испарени  жидкости t. Дл  тиичных осциллограмм характерно слеующее поведение кривой изменени  температур - резкий спад температуы в начальный момент времени, т.е. момент падани  капли на нагретую оверхность, затем наблюдаетс  тененци  к выравниванию температуры. За отрезок времени t капл  прогре-, ваетс  от температуры-окружающей среды Тдд до температуры кипени  жидкости Т , Так как однокомпонентна  жидкость имеет посто нную температуру кипени , то и на осциллограмме участок О - 6 , соответствующий времени кипени  жидкости t, горизонтален. Дл  многокомпонентной жидкости температура кипени  непрерывно повышаетс  за счет испарени  легких фракций (участок а -6). За начало испарени  принимаетс : дл  однокомпонентной жидкости - начало горизонтального участка, дл  многокомпонентной -- точка излома кривой Т (t)„ Точка излома соответствует окончанию времени прогрева t и началу испарени . Конец испарени  определ етс  по точке резкого подъема температурной кривой в обоих случа х испарени . В процессе испарени  жидкости с (Поверхности температура кипени  Tg на участке Q - 6 (фиг. 3) будет ниже начальной температуры Т на величину T,j, а сам интервал времени t - врем  испарени , соответствующий этому участку, будет отвечать времени испарени  массы М ис- следуемой жидкости. Дл  однокомпонентных жидкостей, таких как вода, ацетон и т.п., участок Q-6 практически горизонтален. Дл  сложных смесей участок а-8 имеет другую конфигурацию. Один из случаев изображен пунктиром на фиг. 3. В последнем случае разность темпера тур дТд  вл етс  среднеинтегральной величиной и вычисл етс  в ветстВИИ с формулой uTj - UTg(t)dt. Величинамгновенного теплового потока находитс  из выражени  ). где /I - коэффициент теплопроводности пластины; h - толщина пластины; Т - - - безразмерное врем ; п а - коэффициент температуропроводности пластин. Интегриру  величину теплового потока от начала до конца процесса испарени , наход т суммарное колич ство теплоты Q, подведенное к жидк сти на ее испарение, Q j q(t)dt. Теплоту парообразовани  жидкости г определ ют по формуле ... ЦА « где f - площадь испарени . При внутреннем диаметре кольца равном D, f определ етс  из выраж ни  fo -Г V где h ,- высота сло  жидкости на мерном участке, , « Р 4TTD P ijtc V И Р. - объем и плотность жидко ти; р - коэффициент, учитывающий изменение площади контак та испар ющейс  массы за врем  всего процесса исп рени  . В рассматриваемом процессе мен  етс  не только высота пленки на по верхности испарени , но и сама ппо щадь испар ющейс  жидкости. Экспериментально установлена зависимост коэффициента от молекул рной мас сы исследуемой жидкости /и и разнос ти температур Т и Тд, 96 Ь -0.5 (6) где (W молекул рный вес. Таким образом, зна  величину лТ , полученную экспериментально, вычисл ют количество тепла, подведенного к жидкости на ее испарение по формулам (2) и (3), Зна  массу исследуемой жидкости, ее молекул рный вес и диаметр мерного участка, наход т остальные величины, определ емые уравнени ми (5) и (6), Величина теплоты парообразовани  исследуемой жидкости определ етс  из выражени  ( )Формула изобретени  Способ определени  теплоты парообразовани  жидкостей, включающий подачу исследуемой жидкости на нагретую металлическую поверхность, измерение суммарного времени нагрева и испарени , измерение изменени  температуры поверхности во времени и определение количества теплоты, подводимой к жидкости, отличающий с   тем, что, с целью повышени  точности определени  и расгирени  класса исследуемых жидкостей, исследуемую жидкость подают одной каплей на.участок металлической поверхности , ограниченный металлическим кольцом, а температуру поверхости измер ют в середине этой поверхности , определ ют врем  испареи  жидкости, определ ют коэффицинт изменени  площади испар ющейс  жидости по формуле: /3 1-0, , теплоту парообразовани  по формуе: , где Q теплота, необходима  на испарение массы исследуемой жидкости с единицы поверхности; fg - площадь испарени ; М - масса жидкости; - - молекул рный вес; ДТ. - среднее изменение температуры поверхности.

Фиг. 7

Гз

АДАДАДДОД/

а

В

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ определения теплоты парообразования жидкостей, включающий подачу исследуемой жидкости на нагретую металлическую поверхность, измерение суммарного времени нагрева и испарения, измерение изменения температуры поверхности во времени и определение количества теплоты, подводимой к жидкости, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности определения и расширения класса исследуемых жидкостей, исследуемую жидкость подают одной каплей на.участок металлической поверхности, ограниченный металлическим кольцом, а температуру поверхности измеряют в середине этой поверхности, определяют время испарения жидкости, определяют коэффициент изменения площади испаряющейся жидкости по формуле: β = 1-0,45 ^^{4 10} ₍ а теплоту парообразования по формуле:

   r=Q0f_o/M_a, где Q г- теплота, необходимая на испарение массы исследуемой жидкости с единицы поверхности;

   f_o - площадь испарения; М_о - масса жидкости; р - молекулярный вес;

   дТ_а - среднее изменение температуры поверхности.

   Фиг. 2