ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Стационарные методы исследования из "Тепло-физические свойства углеводородов при высоких параметрах состояния" Теоретической основой экспериментальных методов является уравнение теплопроводности, связывающее временные и пространственные изменения температуры под дейстеием теплового потока. [c.13] Это выражение выведено в предположении, что коэффициент теплопроводности Я является постоянным, не зависящим от температуры. Поэтому формулой пользоваться можно, если перепад температуры в слое исследуемой жидкости незначителен и истинные значения X с достаточной точностью можно заменить средними в данном интервале температур. [c.14] Из стационарных методов для исследования теплопроводности жидкостей широкое применение находят методы плоского слоя, коаксиальных цилиндров и нагретой нити. Общий принцип определения коэффициента теплопроводности этими методами состоит в том, что, дождавшись наступления стационарного состояния, по измеренным значениям количества теплоты и перепада температуры в слое исследуемого вещества вычисляют коэффициент теплопроводности. [c.14] Не ставя себе целью подробное изложение этих хорошо известных методов, отметим вкратце их существенные особенности. [c.14] Метод плоского слоя является наиболее простым и надежным с точки зрения исключения конвективной передачи теплоты, что особенно важно при исследованиях в критической области вещества. В этом методе объем между двумя параллельными горизонтально расположенными пластинами заполняется исследуемой жидкостью. Пластины берутся достаточно большой протяженности, чтобы тепловой поток между ними был одномерным, и располагают их строго горизонтально. Направляя тепловой поток сверху вниз, можно создать наилучшие условия для исключения конвективной передачи теплоты. Первые опыты по определению коэффициента теплопроводности жидкостей указанным методом принадлежат Г. Веберу, который в 1880 г., исследуя теплопроводность ряда органических жидкостей, установил хорошо известное в литературе эмпирическое соотношение, связывающее коэффициент теплопроводности жидкости с другими параметрами [16]. Л. Ридель [17] использовал указанный метод для измерения коэффициента теплопроводности различных органических соединений при 20°С и атмосферном давлении. [c.14] Боровик [18] методом плоского слоя исследовал теплопроводность жидкого и газообразного азота при отрицательных температурах (от —183 до —102°С) и давлениях до 10 МПа. Однако ему не удалось избежать конвекции и полученные результаты при-пглось графически экстраполировать к нулевой разности температур. [c.14] Метод был использован ими для исследования теплопроводности обычной и тяжелой воды при давлениях до 250 МПа [21]. [c.15] Филиппов [22], А. Ф. Капустинский и И. И. Рузавин [23] приспособили стационарный метод плоского слоя к относительным измерениям коэффициента теплопроводности жидкостей. [c.15] Хотя метод плоского слоя считается одним из наиболее надежных методов исследования, правильное применение его связано с большими трудностями, особенно при высоких температурах и давлениях. Необходимость исключения боковых потерь теплоты и выравнивания температурного поля пластин сильно усложняет экспериментальную установку. Приходится устанавливать систему охранных нагревателей и термопар для контроля за температурными полями. [c.15] Метод коаксиальных цилиндров для определения коэффициента теплопроводности жидкостей впервые был применен А. Винкельма-ном [24] и в настоящее время является одним из самых распространенных методов исследования теплопроводности. При исследовании по этому методу жидкость заполняет кольцевой зазор между двумя коаксиально расположенными цилиндрами и радиальный тепловой поток проходит от внутреннего цилиндра, в полости которого находится основной нагреватель, через слой исследуемой жидкости к внешнему цилиндру. При наступлении стационарного состояния коэффициент тенлоироводности жидкости определяется по перепаду температуры. [c.15] Бриджмен [25, 26] методом коаксиальных цилиндров определил значения коэффициентов теплопроводности 15 жидкостей (спирты, эфир, вода, керосин к др.) на изотермах 30 и 75°С и давлениях до 1200 МПа. Этим методом воспользовались также Е. Шмидт и В. Зельшопп [27] при исследовании теплопроводности жидкостей. [c.15] Варгафтик и С. В. Смирнова [28] использовали его при измерении теплопроводности водяного пара. [c.15] Большой интерес представляют работы X. Зибланда [29] по исследованию теплопроводности спиртов и высокотемпературных теплоносителей в широком диапазоне температур и давлений. Оригинальна работа Л. Гуилнера [30] по исследованию теплопроводности двуокиси углерода в критической области. [c.15] Филиппов [31], Л. Ридель [17] и Е. Комингс [33] приспособили метод коаксиальных цилиндров как относительный метод для исследования электролитов, растворов солей, растворов нормальных и ассоциированных жидкостей. Этот метод, имеющий различные варианты исполнения измерительных ячеек, широко используется в исследованиях в Грозненском нефтяном институте [34]. [c.15] Преимущество метода коаксиальных цилиндров перед методом плоского слоя состоит в том, что доля поверхности, подлежащая теплоизоляции, здесь значительно меньше. Кроме того, цилиндрическая конфигурация системы более удобна для работы при высоких давлениях и измерительная система при этом получается менее громоздкой. [c.15] Метод нагретой иити впервые был предложен и иримеиеи А. Шлейермахером [35] в 1888 г. для измерения коэффициента теплопроводности газов и получил дальнейшее развитие в работах советских и зарубежных авторов. [c.16] За рубежом этот метод применялся в основном для исследования теплопроводности газов при атмосферном давлении. Так, А. Эйкен и А. Кардос [36, 37] использовали этот метод для исследования теплопроводности воздуха, метана и этана нри низких температурах и атмосферном давлении. [c.16] Вернуться к основной статье