ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Жидкосгио-энтальпийный метод из "Методы измерения тепловых потоков " Калориметрические измерения позволяют определять энергии изменений агрегатных состояний в широком диапазоне физических параметров с точностью не хуже 1 %. [c.5] Теплометрические элементы, в основу которых положена конструктивная схема калориметра Бунзена, находят широкое применение и в настоящее время. Примером может служить пиргелиометр Ф. Е. Волошина [178], представленный на рис. 1. [c.6] На этом же принципе основан прибор для определения теплопрозодности, в котором тепло подводится к образцу и отводится от него с помощью эвтектических растворов солей [105]. По количеству образовавшегося при плавлении рассола судят о количестве тепла, прошедшего через образец. Соответствующим подбором состава растворенных веществ и растворителей можно варьировать среднюю температуру исследуемого образца в достаточно широких пределах. [c.6] По количеству стаявшего или сублимировавшего вещества удобно судить также о величине тепловых потоков при конвективном теплообмене. Г. Н. Кружилин и В. А. Шваб описывают опыты Клейна, в которых локальные тепловые потоки при обдувании воздухом ледяных цилиндров определялись по количеству растаявшего льда [146, 147]. В воздухе часть образовавшейся жидкости успевает испариться установить величину этой части очень трудно. Поэтому результаты Клейна нельзя использовать при определении теплоотдачи от неизменных поверхностей (например, металлических цилиндров). [c.6] По-видимому, теплоту плавления можно рекомендовать использовать в спокойных условиях измерения малых эффектов (устройства Лавуазье — Лапласа, Бунзена, Волошина, Души-на — Николаезского). В тех же случаях, когда на теплопередачу накладывается неконтролируемый массоперенос (Клейн, Ткачев), использование теплоты плавления может дать лишь качественные результаты. [c.7] Преимущества метода определения количества энергии по количеству испарившейся или сконденсировавшейся жидкости обусловлены физическим свойством веществ сохранять изоба-ричность при изотермичности и наоборот. Благодаря этому, поддерживая сравнительно простыми методами одинаковое давление, можно добиться идентичности температур, что позволяет создать разделительные перегородки с нулевым тепловым потоком, т. е. изоляторы, близкие к идеальным. [c.7] Одна из первых удачных попыток создания парового калориметра описана в [8]. Для определения теплоемкости различных тел, в частности металлов и сплавов, взвешенное заранее тело длительно прогревали в высококипящей жидкости, а затем быстро перекладывали в сосуд с низкокипящей жидкостью, находящейся при температуре кипения. В качестве низкокипящих жидкостей использовались этиловый эфир и уксусный альдегид. О тепловом эффекте охлаждения испытуемого тела судили по объему испарившейся жидкости. [c.7] В 1887 г. Бунзен предложил паровой калориметр, в котором тепловой эффект нагревания определялся по количеству сконденсировавшейся на теле жидкости. [c.7] Метод использования теплоты парообразования находит широкое применение в настоящее время. Нормированный подвод энергии обеспечивается обычно конденсацией оара. Для измерения среднего теплового потока исследуемый участок заключают в два коаксиальных металлических кожуха. Оба кожуха питают слегка перегретым паром с одинаковым давлением поэтому стенки внутреннего кожуха оказываются изотермичными и не пропускают тепла. Единственным потребителем энергии в этом случае является исследуемая труба, расположенная во внутреннем кожухе. Конденсат с нее отводится отдельно и подлежит измерению. По количеству конденсата при известных параметрах пара судят о тепловом потоке. [c.7] Перегрев пара на несколько градусов исключает возможность попадания в кожухи жидкой фазы. Потери через конструктивные элементы за счет теплопроводности определяются в опытах холостого хода установки. Такая схема была использована при исследовании теплоотдачи к воздуху внутри длинной трубы [229] и при изучении теплообмена при кипении на плоских плитах, обогреваемых изнутри конденсирующимся паром [212]. [c.7] Подобная же методика использовалась при исследовании интенсификации теплообмена в трубе за счет возмущающих воздушный поток вставок и изучении теплоотдачи от воздуха к трубе в случае больших скоростей [99, 107]. [c.8] Количество испарившейся жидкости учитывалось либо по расходу питательной жидкости, либо по расходу жидкости, сконденсированной из пара. [c.8] При измерении лучистой энергии в атмосфере применяется так называемый водоструйный актинометр, предложенный в 1900 г. В. А. Михельсоном и разработанный в 1905 г. Ч. Г. Абботом (рис. 3). Приемник выполнен в виде полой конической модели абсолютно черного тела, омываемой водой. Для уменьшения погрешностей измерения температура охлаждающей воды поддерживается на уровне температуры окружающего воздуха. [c.9] Ангстрема должны быть увеличены на 1,5% (поправка на теплопроводность), а данные Смитсонианской шкалы 1913 г. уменьшены на 2%. [c.10] Следовательно, объединенные усилия всех актинометристов при большом числе приборов и наблюдений, проводимых на многих обсерваториях мира в течение более чем столетия, позволили довести точность измерения лучистого падающего потока до 0,5%. Более точные данные приняты по соглашению. В технических измерениях погрешности рассматриваемого метода обычно значительно, иногда на порядок, выше. Рассмотрим некоторые примеры. [c.10] Для исследования теплоотдачи от струи горячего газа к охлаждаемой плите при различных условиях натекания струи К. П. Перри [304]. использовал миниатюрный водяной калориметр, схема которого представлена на рис. 4. [c.10] При исследовании теплоотдачи от горячего воздуха к охлаждаемой трубе в случае больших дозвуковых скоростей В. Л. Лель-чук измерял ход температуры охлаждающей воды вдоль трубы и по значению производной судил о местной теплоотдаче [154]. Для лучшего перемешивания в воду вдувался сжатый воздух. Тепловой баланс сводился с погрешностью до 5%. Принимая во внимание тяжелые условия экспериментов, точность измерений нужно считать высокой. [c.11] Для проверки аналитического метода расчета потоков по показаниям двух термопар, заделанных на разной глубине в стенке сопла ракетного двигателя, при определении тепловых потоков около 10 вт1м А. Витте и Е. Харпер использовали устройство, аналогичное тепломеру Перри [332]. Тепломеры представляли собой медные вкладыши с оболочками из полиэфирной смолы, обеспечивающими организованное течение охлаждающей среды. Расход воды через каждый тепломер измерялся укороченным кавитационным соплом Вентури, а повышение температуры — хро-мель-константановыми дифференциальными термопарами. [c.11] Вернуться к основной статье