Термический анализ теплопроводность

Дифференциальный термический анализ (ДТА) — один из основных методов фазового анализа и установления термической характеристики вещества. При помощи термографии можно определять температурные границы существования многих соединений,, теплоты и температуры фазовых превращений, теплоемкость, теплопроводность твердых и жидких фаз, изучать процессы термического разложения большинства синтетических и природных веществ, обезвоживания, диссоциации, плавления, химического взаимодействия. Этот метод особенно ценен при исследовании процессов кристаллизации стекла. [c.150]

Величина навески. При термическом анализе используют образцы массой от 50—300 мг до 10—12 г. Величину взятой для анализа навески определяют тепловым эффектом реакций, протекающих при нагревании вещества. Для глинистых материалов при скорости нагревания 5—10°С/мин величина навески должна составлять от 0,3 до 2 г, а при скорости нагревания 50—60°С/мин четкие кривые получаются при навеске 0,1 г. Большая по сравнению с эталоном навеска или значительная теплоемкость исследуемого вещества вызывает отклонение дифференциальной кривой к оси абсцисс, в то время как большая теплопроводность испытуемого образца по сравнению с эталоном или малая по сравнению с эталоном навеска образца вызывает отклонение дифференциальной кривой в противоположном от оси абсцисс направлении. [c.18]

Энтальпии плавления могут определяться также при помощи калориметров, калиброванных по теплопроводности, даже без предварительного определения теплоемкостей жидкой и кристаллической фаз [690], или методом дифференциально-термического анализа. Для оценки энтальпий плав- [c.33]

Термический анализ измерение удельной теплоемкости (ДТА, ДСК), измерение теплового расширения, измерение теплопроводности. [c.482]

Жидкокристаллические системы, которые обычно исследуют путем дифференциально-термического анализа (ДТА), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и политермической поляризационной микроскопии (ППМ), представляют собой довольно сложные объекты, особенно с точки зрения методики эксперимента. Основными трудностями здесь являются незначительные энергетические барьеры и малые скорости фазовых превращений в сочетании с низкой теплопроводностью изучаемых веществ, а также сложность достижения равновесного состояния в твердых образцах из-за высокой упорядоченности мезофазы. Эти особенности часто приводят к появлению противоречивых результатов, которые иногда расходятся и с термодинамическими представлениями о фазовом равновесии. [c.114]

Точный анализ теплопроводности твердых элементов при беспорядочном расположении волокон очень труден. Задача осложняется также тепловым излучением сквозь волокна и возможностью обмена между тепловыми потоками за счет излучения и теплопроводности. Однако можно представить идеализированную структуру, состоящую из симметрично расположенных одинаковых волокон, перпендикулярных общему тепловому потоку фиг. 1, а). Анализ подобной структуры поможет объяснить высокое термическое сопротивле- ние стеклянных матов, а также определить приближенные величины площади контакта, контактных напряжений и длину пути, в проходимого тепловым потоком. В точках скрещивания волокон появляется небольшая круглая контактная поверхность, радиус которой Ь определяется по формуле Герца [12] [c.366]

Например изотермы и политермы растворимости солей, диаграммы плавкости (термический анализ), теплоемкости, теплопроводности и теплот образования (калориметрия) кривые нагревания-или кипения изотермы упругости пара (тензиметрический анализ), удельных весов и удельных объемов (волюметрический анализ), электрических свойств, поверхностных свойств оптический анализ и т. д. [c.42]

Термический анализ служит -для исследования многих физических и химико-технологических процессов, сопровождающихся выделением или поглощением тепла. К ним относятся физические — плавление, кипение, возгонка и испарение, полиморфные превраще ния, переход из аморфного состояния в кристаллическое химические— реакции диссоциации и дегидратации, восстановления и окисления, обмена и изомеризации. Одним из способов изучения таких процессов и реакций является измерение температур. Этот метод анализа целесообразно использовать для исследования фазового состава твердых неорганических материалов, установления температурных границ существования катализаторов, определения теплоемкости и теплопроводности. Сущность анализа состоит в изучении фазовых превращений, происходящих в индивидуальных веществах или сложных системах, по термическим эффектам, сопровождающим эти превращения. [c.374]

Для самой поверхностной характеристики полимера необходимо знать температуры его стеклования, плавления кристаллической фазы и текучести. Существующие методы позволяют определять температуру стеклования полимера по изменению твердости образца, которую измеряют по величине вмятины при ударе стальным шариком или по высоте его отскока. Однако в лабораторных условиях для определения фазовых переходов особенно удобны два метода — дифференциальный термический анализ (ДТА) и метод закручивающегося шнура. Прн дифференциальном термическом анализе полимер и эталонный образец (например, окись алюминия) нагревают с постоянной скоростью (обычно 0° С/мин) разность температур этих двух образцов, которая является результатом различия в теплоемкостях и теплопроводностях, автоматически наносится на график. Такие фазовые переходы, как стеклование или плавление кристаллической фазы, сопровождаются изменениями теплоемкости полимера, и на графике в этой точке появляется излом или пик. [c.318]

Более того, тепловые эффекты характеризуются небольшими величинами. Для того чтобы получить точные результаты, выделяющееся тепло должно передаваться полностью и быстро к измерительной аппаратуре. Низкая теплопроводность полимеров затрудняет использование для этих целей образцов значительных размеров. Кроме того, образцы одного и того же полимера, но различных размеров ведут себя по-разному при одинаковом механическом напряжении. Так, например, стержень из полиамида, диаметр которого больше 5 мм, при растяжении будет скорее разрываться, чем вытягиваться, в то вре.мя как тонкое волокно или нить значительно легче подвергаются холодной вытяжке. Отсюда следует, что образцы полимера, используемые для термического анализа, должны быть небольших размеров и весить 50—200 мг. [c.343]

Впрочем, этот факт можно понять и без математического анализа с увеличением Лиз растет термическое сопротивление теплопроводности изоляции, но одновременно растет сама поверхность теплоотдачи в окружающую среду. [c.275]

Анализ зависимостей на рис. IV. 3 показывает, что при увеличении критерия Релея от 40 до - 100 интенсивность конвективного теплопереноса в слое растет линейно в соответствии в выведенной выше зависимостью (IV. 11). В дальнейшем влияние На на конвективный теплоперенос ослабевает. Это можно объяснить тем, что при интенсивности конвективного теплопереноса, соизмеримой с передачей теплоты теплопроводностью (ф 2), конвекция оказывает существенное влияние на формирование профиля температуры в слое, линейность которого при этом нарушается. С увеличением Ра также большую роль должно играть дополнительное термическое сопротивление конвективному теплопереносу у стенок, ограничивающих слой. При На 300 происходит перелом в ходе некоторых зависимостей на рпс. IV. 3, связанный с изменением характера циркуляции жидкости. Аналогичный характер зависимостей при естественной конвекции в горизонтальных прослойках зафиксирован в работах [24, 25]. [c.110]

Задачи горения, следовательно, можно охарактеризовать как нестационарные задачи турбулентной массо- и теплопроводности при наличии динамических источников вещества и тепла. Но хотя такое представление и определяет пути анализа процессов горения, конкретное решение задач теории горения при этом затруднено. Исследование процессов горения должно развиваться по пути составления систем интегро-дифференциальных уравнений, соответствие которых истинному ходу процесса следует проверять сопоставлением результатов решений этих систем с данными эксперимента. Именно так и развивается ныне теория горения, причем наиболее подробно исследуются крайние случаи, когда в сложном комплексе вопросов можно абстрагироваться от некоторых из них. В частности, установилось деление процессов горения на области протекания. Так, при анализе явлений термического распада природных топлив для мелких частиц при низких температурах можно пренебречь временем прогрева и рассматривать процесс как чисто кинетический распад сложного вещества на более простые соединения. Наоборот, при прогреве крупных кусков топлива в среде высокой температуры основным является ход нагрева. Можно принять, что сам термический распад происходит мгновенно. Появляется деление процесса на крайние области — кинетическую и тепловую, в каждой процесс может быть описан более простыми уравнениями, чем в общем случае протекания процесса в промежуточной области. [c.5]

Однако они обладают и недостатком — кривые термических эффектов имеют малый угол наклона вследствие высокой теплопроводности металла. Керамические блоки в противоположность металлическим дают большие по величине пики при том же самом количестве исследуемого вещества, что обусловлено меньшей теплопроводностью керамического материала. Недостатком керамических блоков является их пористость, которая может влиять на форму кривой теплового эффекта. Керамические блоки целесообразно использовать при анализах, проводимых при температуре выше 1000 С. [c.9]

Вид получаемых кривых существенно зависит от характеристик образца и эталона, атмосферы печи, скорости нагревания, которую можно изменять, меняя программу нагревания. Конструкция дериватографа позволяет проводить опыт либо в воздушной атмосфере, либо в атмосфере инертного газа. Наиболее определены требования к эталону и материалу тигля. Инертное вещество, выбранное в качестве эталона, не должно быть гигроскопичным, в исследуемом интервале температур с ним не должно происходить никаких превращений, его теплоемкость и теплопроводность должны быть близки к исследуемому веществу. Например, при исследовании карбонатов кальция и магния эталоном служит MgO, металлов — Си, Ni, глин и силикатов — АЬОз. Тигель должен быть сделан из материала, с которым исследуемое вещество не взаимодействует во всей области нагревания. К дериватографу прилагаются тигли из специальной термостойкой пластмассы и набор платиновых тиглей разного размера, что позволяет менять количество анализируемого вещества. Навеска образца должна быть такой, чтобы полностью было покрыто углубление в тигле, в которое помешается термопара. Примерно такое же по объему количество эталона помещают во второй тигель. Если в распоряжении исследователя нет достаточного количества образца, тигель заполняют тщательно перемешанной смесью образца с эталоном. Подробно влияние каждого фактора на запись рассмотрено в специальной литературе по термическим методам анализа. [c.344]

Анализ причин снижения тепловосприятий [7] показал, что экранные трубы покрываются слоем мелкодисперсных частиц, теплопроводность которых не превышает 0,1 ккал/м - ч град, чем создается большое термическое сопротивление теплопередачи к пароводяной смеси, заключенной в экранных трубах. [c.41]

В настоящее время доказано, что термография с использованием малых навесок исследуемого вещества дает более точные результаты [5—8), так как при этом обеспечивается более равномерное температурное поле в объеме исследуемого вещества и меньшее различие температур в замеряемой точке и в остальной массе. Кроме того, термография с малыми навесками обеспечивает большую четкость выявления термических эффектов и снижает возможность наложения эффектов, возникающих в разных точках нагреваемого объема вещества. При малых навесках уменьшается также влияние теплопроводности образца и эталона на процесс нагрева. Наконец, метод с применением малых навесок имеет значительное преимущество в случае проведения анализов труднодоступных веществ. [c.181]

Для успешной работы с детектором по теплопроводности рекомендуется в качестве газа-носителя использовать гелий. Для получения оптимальных характеристик гелий должен быть как можно чище. Для предохранения элементов детектора от перегорания и окисления необходимо сначала подать поток газа-носителя, а затем включить ток моста и выключить ток прежде, чем прекратится подача газа-носителя. По этим же причинам после выключения прибора, особенно после проведения анализов при высоких температурах, рекомендуется продувать газ-носитель до охлаждения детектора с целью предотвращения обратной диффузии воздуха к нагретым элементам детектора. Для увеличения продолжительности работы элементов ДТП следует работать при наинизшей температуре элементов (токе моста), необходимой для данного анализа. Для получения максимальной чувствительности следует увеличивать ток моста, принимая ао внимание, однако, инертносТь, термическую и химическую стабильность анализируемых веществ. Порог чувствительности бэль-шинства соединений не превышает нескольких микрограммов. Чувствительность увеличивается пропорционально току моста в третьей степени и [c.154]

X. Винтером был произведен термографический анализ древесины, коксового и кеннельских углей. Термограммы их можно видеть на рис. 37. Увеличение разности температур между исследуемыми веществами и фарфором до 150—200° С вызвано затратой тепла на испарение влаги. При 180° С наблюдается перегиб кривой и резкое ее падение вниз, что, по мнению Винтера, связано с экзотермическим разложением древесины и выделением пирогенетической воды. Это вполне согласуется с ранее установленным фактом, что при термической деструкции древесины выделяется значительное количество тепла. Пологий ход кривой, имеющей начало при 400° С, свидетельствует о завершенности основного периода деструкции древесины, а теплопроводности остатка древесины и фарфора практически выравнялись. [c.56]

Как показывает анализ, при пузырьковом кипении основное количество теплоты передается от стенки жидкости, поскольку ее теплопроводность значительно выше теплопроводности пара. Поэтому основное термическое сопротивление, как и при обычном конвективном теплообмене, создается пограничным слоем жидкости. Принципиальное отличие пузырькового кипения заключается, однако, в том, что пограничный слой разрушается паровыми пузырьками непосредственно на поверхности, тогда как возмущения пограничного слоя турбулентными пульсациями при передаче теплоты к однородной жидкости уменьшаются при приближении к поверхности. Это объясняет более высокие коэффициенты теплоотдачи при развитом пузырьковом кипении, чем при конвективном переносе без изменения агрегатного состояния. В связи с изложенным в кинетике теплоотдачи при кипении определяющую роль играют размеры паровых пузырьков и частота их отрыва от поверхности, зависящие от свойств жидкости и поверхности, тепловой нагрузки и других факторов, трудно поддающихся точному количественному учету. [c.321]

Теоретический анализ такого сложного переноса теплоты практически невозможен, а опытные данные по коэффициентам поперечной теплопроводности неподвижных фильтруемых слоев обычно представляются в форме сложных аппроксимационных зависимостей, учитывающих размеры частиц, теплофизические свойства сплошной среды, включая и ее коэффициент термического расширения, а также скорость направленного фильтрационного движения сплошной среды. [c.262]

В настояш,ее время запись кривых нагревания (охлаждения) производится исключительно с помощью саморегистрирующих приборов, регистрирующих изменение температуры и непрерывность этих измерений. При этом широко используется регистрация температуры и разности температур между исследуемым веществом и эталоном — веществом, не имеющим фазовых превращений в изучаемом интервале температур и обладающим теплонро-Еорпостью, близкой к теплопроводности исследуемого вещества. Этот метод получил название дифференциально-термического анализа (ДТА). [c.81]

Методом дифференциального термического анализа и флотационным определением плотности исследовано плавление образцов полиэтилена марлекс-50, полученных кристаллизацией из расплава, и раствора Установлено, что температура плавления монокристаллов лежит а 3,7° С ниже температуры плавления образцов, закристаллизованных из расплава. По высоте пиков на кривых нагревания определено отнощение кристалличности отожженного полиэтилена и монокристаллов, равное 1,8. Сделан вывод, что теплоты и температуры плавления меньще для полимера, полученного кристаллизацией из раствора, что может быть связано с изменением свободной поверхностной энергии за счет складывания цепей. Из измерений теплоемкости определены области стеклования полиэтилена стеклообразные переходы в сополимерах этилена и температуры стеклования различных типов полиэтилена Описано определение температуры воспламеняемости 157о-157оа теплопроводности, которая оказалась выще у полиэтилена низкого давления и с повыщением температуры уменьщалась 1571-1573 термические удлинения полиэтилена при холодной вытяжке [c.264]

Чаще всего для определения температуры стеклования измеряют термическое расширение или удельный объем с помощью дилатометров Деннис применил прибор для измерения расширения, построенный по дифференциальной схеме в сочетании с самописцем он регистрирует изменение объема образца в зависимости от температуры. На рис. 2 показана кривая, полученная для невулканизованного полибутадиена. Иенсен измерял удлинение пленок и температурную зависимость этой величины. Другие механические методы измерения основаны на использовании пенетрометров , крутильных приборов , вибрирующих стержней 28. и и измерителей ползучести при переменной температуре . Используются также измерения теплоемкости, теплопроводности показателя преломления Дд определения температуры стеклования и температуры плавления порошкообразного полиэтилентерефталата (рис. 3) был с успехом" использован метод дифференциального термического анализа (см. стр. 30). По- [c.14]

Теплота плавления. Оценка Менделевич из данных термического анализа дает для AgгSe АЯ = 4200 кал/моль. Это значение, вероятно, завышено, так как, по данным Кульвицкого средняя величина, полученная из измерений ДТА и теплопроводности, составляет АЯ = 2400 600 кал/моль. [c.36]

За последние годы в Советском Союзе метод термографии или метод дифференциального термического анализа (ДТА) приобретает все более и более широкое применеппе и становится не только основным методом фазового анализа и термической характеристики, но и весьма чувствительным объективтям методом для глубокого исследования свойств ве-щ,еств. Так, при помощи термографии можно с успехом изучать фазовый состав Л1вталлических систем, природных соловых смесей и минералов, процессы старения сплавов, дапление диссоциации окислов, гидроокислов, карбонатов, солей, комплексных соединений, жидких фаз устанавливать температурные границы существования многих соединений солей, органических соединений, полимеров, минералов, катализаторов, полупроводников, взрывчатых веществ и т. д. определять теплоты фазовых превращении, теплоемкость, теплопроводность твердых и жидких фаз процессы термического разложения большинства синтетических и природных веществ, что в ряде случаев характеризует свойства, например, строительных материалов, цементов, керамики, древесины, полимеров и т. д. В настоящее время классический термический анализ пополнился, помимо определения температур, еще определением ряда свойств, например потери веса, газовыделения, электропроводности, эффектов сжатия или расширения, вязкости — для н идких фаз. [c.7]

Задача прогрева зернистого слоя газом, имеющим постоянную температуру на входе, решена во многих работах [73—75]. Систематизация и анализ этих решений содержится в. работе [76]. Обычно задачу рассматривают при следую щих упрощающих предположениях внутреннее термическое со противление элементов слоя мало по сравнению с внешним со противлением теплообмену (В1 0) расход газа равномерен по сечению слоя продольная теплопроводность мала по срав нению с конвективным переносом тепла. В этом случае диффе ренциальные уравнения в безразмерном виде можно предста вить так [c.145]

Теплопроводность и теплоемкость. Коэффициенты температуропроводности образца и инертного вещества всегда между собой отличаются, в результате чего наблюдается отклонение дифференциальной кривой от базисной линии. Даже если образец перед анализом имел те же самые термические характеристики, что и ииерт- [c.19]

В [2.52, 2.53, 2.65] проведен анализ прогрева капли без учета внуттренней конвекции. Термическое сопротивление капли, определяемое только теплопроводностью, является нижней границей при оценке интенсивности процесса. Численным методом решалась задача Стефана для шара, результаты расчета для конденсации водяного пара атмосферного давления на капле радиусом ii = 0,l- l мм с начальной температурой от 20 до 90 °С аппроксимированьг выражением, полученным на основании условия теплового баланса [c.127]

Термическая хроматография представляет собой метод, позволяющий непрерывно измерять и регистрировать потери веса полимерного образца, нагреваемого с постоянной скоростью. Имеется устройство для программирования температуры образца. Вместо регистрации потери веса измеряется теплопроводность выделяющихся газов с последующим их газохроматографическим анализом. Этим методом возможно определение нанограммпых количеств веществ. [c.177]

Как следует из детального анализа процесса перемешивания и горения, в турбулентном пламени в следе на некотором расстоянии от стабилизатора могут оказаться небольшие количества избыточного кислорода или горючего, если состав смеси в основном потоке является бедным или богатым соответственно. Эти реагирующие вещества в следе вступают в реакцию и увеличивают скорость тепловыделения в критическом объеме зажигания. Следовательно, горячий циркулирующий вихрь, протекая над соответствующей поверхностью стабилизатора, доставляет стабилизатору тепло. Это тепло теплопроводностью передается в верхнюю часть стабилизатора и нагревает слой предварительно перемешанной смеси, которая, перемещаясь по дуге в 80° от передней критической точки до точки отрыва, участвует в процессе формирования пограничного слоя. В результате образуется тепловой пограничный слой, который после отрыва образует с динамическим пограничным слоем соответствующую комбинацию свободных теплового и динамического слоев. На фиг. 6, а и б приводятся шлирен-фотографии градиента плотности в тепловом свободном слое, которые показывают, что положение слоя, начиная от точки отрыва, не зависит от присутствия пламени. Однако при горении отмечается небольшое утолщение шлирен-изображения в области светящейся вершины пламени. Мы полагаем, что наблюдаемый в более широкой области градиент плотности или тепловой градиент является следствием локального термически ускоренного процесса перемешивания и скорости переноса тепла в треугольной зоне перемешивания, заполненной мелкими вихрями. Как указывалось выше, мы считаем, что эта переходная зона является областью высокой проводимости, посредством которой горючие реагенты, имеющие среднюю температуру пограничного слоя, вырываются из этого [c.238]

Внешний теплообмен влажной поверхности с потоком сушильного агента учитывается в уравнении (5.142) критерием Ки, в свою очередь зависящем от относительной скорости сушильного агента и частиц. Внутреннее термическое сопротивление частиц материала учитывается множителем [1 + В1/(п- -+ 3)] , в котором аппроксимационный коэффициент п может быть рассчитан [46] по приближенным корреляционным соотношениям, получаемым из анализа решений классической задачи теплопроводности сферической частицы л = 0,47В1° Ро-° , В1 < 2,65 п = 0,41Fo-° В1 > 2,65. [c.317]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология