Способ определения теплоты парообразования жидкостей

 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения теплоты парообразования жидкостей. Цель изобретения - повьшение точности и расширение класса исследуемых жидкостей . Исследуемую жидкость подают одной каплей на участок нагретой металлической поверхности, ограниченный металлическим кольцом, и измеряют температуру поверхности под исследуемой жидкостью. По изменению температуры поверхности во времени определяют время нагрева и испарения жидкости. Измерения проводят в бомбе высокого давления. Коэффициент изменения площади испаряющейся жидкости определяют по формуле В 1- -0,45- - Т, д 1 „ лекулярный вес; дТ. - среднее изменение температуры поверхности. Теплоту парообразования определяют из выражения ,/М где Q - теплота, необходимая на испарение массы исследуемой жидкости с единицы поверхности; |3 - коэффициент изменения площади испаряющейся жидкости; f - площадь испарения, М - масса жидкости . 3 ил. i (Л ю 00 а С0. а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 И 25/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь1Н,! И1» 1g : <

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3887894/24-25 (22) 23.04.85 (46) 23.12.86. Бюл. Р 47 (71) Ленинградский политехнический институт им, M. И, Калинина (72) P, M. Петриченко, М. Р, Петриченко и Ю, М. Мелешкин (53) 536.423(088.8) (56) Попов M. М, Термометрия и калориметрия. М.: Изд-во Московского университета, 1954, с, 528 — 529, Киренчев Г, А, Исследование особенностей процесса объемно-пленочного смесеобразования и сгорания многотопливного быстроходного дизеля.

Автореф. дис., Л., Ленинградский кораблестроительный институт. 1975, с. 21 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к теплофизическим измерениям .и может быть использовано для определения теплоты парообразования жидкостей. Цель

ÄÄSUÄÄ 1278696 А1 изобретения — повышение точности и расширение класса исследуемых жидкостей. Исследуемую жидкость подают одной каплей на участок нагретой ме" таллической поверхности, ограниченный металлическим кольцом, и измеряют температуру поверхности под исследуемой жидкостью. По изменению температуры поверхности во времени определяют время нагрева и испарения жидкости, Измерения проводят в бомбе высокого давления. Коэффициент изменения площади испаряющейся жидкости определяют по формуле P =

-0,45 " з, где 1 - мо :2, f4 10 дТ лекулярный вес; АТ " среднее изменение температуры йоверхности. Теплоту парообразования определяют из выражения r=gPf, /M, где Q — теплота, необходимая на испарение массы исследуемой жидкости с единицы поверхности; P — - коэффициент изменения площади испаряющейся жидкости; f площадь испарения, М вЂ” масса жидкости» 3 ил

1278696

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения теплоты парообразования жидкостей, Целью изобретения является ловы" шение точности определения и расширение класса исследуемых жидкостей.

На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — образец осциллограм" мы изменения температуры поверхности для однокомпонентной жидкости; на на фиг. 3 — схема обработки осциллограммы для определения теплоты пароообразования.

Устройство содержит бомбу 1 высокого давления, устройство 2 для подачи жидкости (в данном случае насос — форсунка АР 20 АЧ со спиленным носком) „ кольцо 3, поверхност ную термопару 4, пластину 5, нагреватель 6, регулятор 7 напряжения, потенциометр 8, усилитель 9 и регистрирующий прибор 10, Подача исследуемой жидкости осуществляется вручную, нажатием рычага на толкатель устройства 2 для подачи жидкости (насос форсунки), Пластина 5 нагревается нагревателем 6„ Мощность нагревателя регулируется регулятором 7 напряжения, подсоединенным к электрической сети, На пластине 5 сверху закреплено кольцо 3, выполненное из материала пластины, ограничивающее участок на пластине 5. В центре этого участка установлена поверхностная термопара 4, которая соединена с потенциометром 8 и усилителем 9, Усилитель

9 соединен с регистрирующим прибором

10, в котором регистрируется измерение во времени мгновенной температуры поверхности.

Способ осуществляется следующим образом, Перед проведением опыта, регулируя мощность нагревателя 6 регулятором 7 напряжения, прогревают пластину 5 и участок, ограниченный контуром 3, до температуры „ (выше предлагаемой температуры кипения исследуемой жидкости на 15 — 20 С).

ЭДС термопары 4, соответствующая температуре Т фиксируется потенциометром 8, После прогрева пластины

5 на поверхность, ограниченную коль" цом 3, устройством 2 для подачи жидкости подается масса М исследуемой жидкости одной каплей, Сигнал термопары, соответствующий. текущей температуре Т поверхности, ограниченной кольцом 3, через усилитель 9 запи5 сывается регистрирующим прибором 10.

Из осциллограммы определяют время испарения жидкости t„ Для типичных осциллограмм характерно следующее поведение кривой изменения температур - резкий спад температуры в начальный момент времени, т.е, в момент падания капли на нагретую поверхность, затем наблюдается тен" денция к выравниванию температуры.

За отрезок времени t „капля прогре-, вается от температуры .окружающей среды Т, до температуры кипения жидкости Т

Ь

Так как однокомпонентная жидкость имеет постоянную температуру кипения, то и на осциллогра же участок

Q — 6, соответствующий времени кипения жидкости t„, горизонтален. Для многокомпонентной жидкости температура кипения непрерывно повышается за счет испаренИя легких фракций (участок о -б ), За начало испарения принимается: для однокомпонентной жидкости — наM чало горизонтального участка, для многокомпонентной — точка излома кри" вой Т (t)„ Точка излома соответствует окончанию времени прогрева и началу испарения, Конец испарения определяется по точке резкого подъема температурной кривой Т () в обоих случаях испарения.

В процессе испарения жидкости с поверхности температура кипения Тз на участке 4 — 6 (фиг. 3) будет ниже начальной температуры Т на ве о личину АТ =Т -Т, a сам интервал времени t — время испарения, соответствующий этому участку, будет отвечать времени испарения массы М ис" ф следуемой жидкости.

Для однокомпонентных жидкостей, таких как вода, ацетон и т,п,, учас" ток а — б практически горизонтален.

Для сложных смесей участок а — 8 имеет другую конфигурацию. Один из случаев изображен пунктиром на фиг. 3, В последнем случае разность темпера тур d, Т являет< я среднеинтеграль ной величиной и вычисляется в соот ветствии с формулой и. — 1

6Т = -- 6Т (t)dt

3 а

1278696

-а а

1 — 0,45 е (6) at„ с = --"- — безразмерное время

t а — коэффициент температуропроводности пластин, Интегрируя величину теплового потока от.начала до конца процесса 15 испарения, находят суммарное количество теплоты Q подведенное к жидкости на ее испарение, t„

Q = q (t)dt, (3l 20

Теплоту парообраэования жидкости r определяют по формуле

f P g (4) и.

25 где f — площадь испарения, При внутреннем диаметре кольца 3, равном D f, определяется иэ выражения

q. 2

f= — — + KDh а 4

mt (5) где Ь,- высота слоя жидкости на мерном участке, = -- -/(— — ) = — М П0 4М 35

Р 4 ГВ Р», 7 и P - объем и плотность жидкости;

P - коэффициент, учитывающий

40 изменение площади контакта испаряющейся массы за время всего процесса испарения, В рассматриваемом процессе меня- ется не только высота пленки на по45 верхности испарения, но и сама площадь испаряющейся жидкости. Экспериментально установлена зависимость коэффициента р от молекулярной массы исследуемой жидкости р и разнос. 50 ти температур Т и Т, О

=Орк. /м„ где Q а

Р дТ

Величина мгновенного теплового потока находится из выражения а .-" Л ЗаТ (д Т + — -, =), (2)

} s е"" где 3 — коэффициент теплопроводhl ности пластины;

h - -толщина пластины; где = молекулярный вес, Таким образом, зная величину аТ э полученную экспериментально, вычисляют количество тепла, подведенного к жидкости на ее испарение по формулам (2) и (3). Зная массу исследуемой жидкости, ее молекулярный вес и диаметр мерного участка, находят остальные величины, определяемые уравнениями (5) и (6). Величина теплоты парообразования исследуемой жидкости определяется из выражения (4).

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, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения и расгирения 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 жидко сти по формуле: P = 1-0, 45 ,в теплоту парообразования по формуле . теплота, необходимая на испарение массы исследуемой жидкости с единицы поверхности; — площадь испарения; — масса жидкости;

- молекулярный вес; среднее изменение температуры поверхности.

1278696

Фиг. t

Tw, Ф а

Составитель В. Михалкин

Редактор А. Шандор Техред И.Попович Корректор Л, Пилипенко

Заказ 6826/40 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4