Опыты на пузырьковых камерах

Опыты на пузырьковых камерах [c.76]

ОПЫТЫ НА ПУЗЫРЬКОВЫХ Камерах [c.77]

ОПЫТЫ НА ПУЗЫРЬКОВЫХ КАМЕРАХ 79 [c.79]

Рис. 15. Зависимость температуры достижимого перегрева н-пентана от давления. о — опыты на пузырьковой камере, Д — опыты с капельками, ----—расчет по теории гомогенной нуклеации.

Бросающееся в глаза различие связано с относительно слабым межмолекулярным взаимодействием фторуглеродов в конденсированной фазе (при сильной внутримолекулярной связи). Ослабление внешнего молекулярного поля проявляется в снижении критической температуры и критического давления. Но в приведенных термодинамических координатах я, т максимальные температуры перегрева большой группы углеводородов и фторуглеродов располагаются близко друг к другу (рис. 23), так что можно говорить о приблизительном термодинамическом подобии многих веществ в отношении условий спонтанного зародышеобразования. Экспериментальные точки для других жидкостей, в том числе для бензола и диэтилового эфира но опытам на пузырьковой камере, не показанные на рис. 23, попадают в общую полосу. Верхняя часть этой [c.93]

В опытах на пузырьковой камере с разными жидкостями обнаруживается близость величии х и [c.103]

Гк И для диэтилового эфира [97] и бензола [101] при 20 °С. При этой температуре вследствие низкой плотности пара критический пузырек оказывается практически пустым,— случай неблагоприятный для кинетической теории зародышеобразования. По теории зародышеобразования значениям о = 0ц отвечают намного большие перегревы жидкости, чем наблюдаемые в опыте. Для эфира разрывное напряжение должно бы составлять 170 бар, а для бензола — 386 бар. Причину расхождения таких оценок с величиной максимально достигнутых растяжений видят обычно в несовершенстве контакта жидкости со стеклом. Но в то же время опыты на пузырьковой камере при более высоких температурах свидетельствуют о хорошем смачивании стекла диэтиловым эфиром и бензолом. Другой возможной причиной отмеченного расхождения является понижение эффективного поверхностного натяжения на границе очень маленьких зародышевых пузырьков. Б опытах по кавитации важно добиться получения воспроизводимых результатов, обеспечить условия, когда подавлено действие готовых центров и слабых мест в системе. Сама постановка задачи предполагает статистическую обработку [c.149]

В опытах по импульсному нагреву жидкостей с помощью платиновой проволочки зародышеобразование имеет гетерогенный характер. Для н-пентана, н-гексана, п-геп-тана, диэтилового эфира и бензола результаты определения Т = Т (Jj) находятся в хорошем согласии с тем, что дают опыты на пузырьковой камере и па капельках, а также с теорией гомогенной нуклеации. Это говорит о пренебрежимо малом влиянии поверхности платины на условия возникновения спонтанных паровых зародышей. Для воды и спиртов требуется дополнительное исследование, чтобы установить, не вызвано ли расхождение между 0 и Ор неполнотой смачивания стенки. [c.150]

Рис. 58. Температурная зависимость среднего времени жизни перегретой жидкости по изобарам О — в естественных условиях, — при действии V-излучения. Опыты на пузырьковой камере, а) н-пентан, 1 — р = 1,0 бар, Г = 36,1 С 2 — 4,9, 92,0 3 — 8,8, 119,0 4 — 12,8, 138,5 б) н-гексан, 1 — р = 1,0 бар, Тд — 68,7 °С 2 — 4,9, 129,0 3 — 9,8, 164,0 в) диэтиловый эфир.

Синицын и Скрипов [79—81] на пузырьковой камере (см. д19) измеряли времена жизни перегретых жидкостей при разной величине перегрева. Результаты опытов относятся к заданному нижнему давлению в камере, следовательно, необходимо исключить влияние переходного процесса при сбросе давления. Осциллографирование давления показало, что время установления при срабатывании электромагнитного клапана не превышает 0,1 сек. Распределение случайных событий пуассоновского типа обладает замечательным свойством независимости вероятности наступления отдельного события от начала отсчета времени при одинаковых прочих условиях, т. е. длительность ожидания случайного события не влияет на вероятность его появления в будущем (отсутствие последействия). Это позволяет вычитать из измеренного времени жизни некоторую величину т, заведомо большую длительности переходного процесса, и таким образом исключить его влияние на результаты опыта. Величина упреждения счета т выбрана равной 0,2 сек, ее вычитали из всех измеренных времен. Опыты, в которых т < 0,2 сек отбрасываются, так как событие попадает за начало отсчета времени. [c.102]

Ps (7 д) -рп. ср-Длина камеры смешения не должна быть очень большой из-за увеличения боковой поверхности стенок канала и увеличения Д з, но и не должна быть очень малой из-за необходимости завершения релаксационных процессов в ней для получения потока пенной (или пузырьковой) структуры с а 0,5 применительно к выбранному аппарату. При малых значениях Fp. д оптимальная длина камеры смешения в наших опытах на перегретом паре составила 70. .. 150 мм при dp. д = 7. .. 14 мм, dn. = 12. .. 20 мм, с. ср = 18...30 мм. Предлагается выбирать длину камеры смешения в диапазоне 70. .. 150 мм при F,i.. < < 4 и fr. д < 0,6 из расчета М,. с = 2. .. 10, где с =- , = [c.144]

Первые резонансы проявились уже в опытах Ферми и его сотрудников, выполненных в 1952 г. в Чикагском университете. Пучок пионов из циклотрона рассеивался на протонах, содержащихся в водороде пузырьковой камеры. При этом могло происходить как упругое, так и неупругое рассеяние согласно реакциям [c.242]

Результаты описанных экспериментов обращают внимание на важность чистоты жидкости и поверхности сосуда. Большинство экспериментаторов очищали жидкости путем дистилляции. Однако вскоре стало ясно, что этого недостаточно. Необходимо также не менее тщательно очищать поверхность сосуда и удалять из жидкости растворенные в ней газы. Поэтому Бриггс [8] в своих экспериментах использовал капилляры, вытянутые непосредственно перед опытом, т. е. заново созданные поверхности, и непосредственно перед заполнением трубок кипятил жидкость до тех пор, пока ее объем не уменьшался до начального объема. Все эти меры уменьшают разброс результатов, но не устраняют его полностью. Бриггс считал одной из причин разброса своих результатов ионизирующее действие космических лучей, подобное наблюдаемому в пузырьковой камере Глезера [24]. По его оценке вероятность попадания частицы космического излучения в /-образную трубку во время эксперимента продол- [c.78]

При обсуждении различных вариантов кинетической теории зародышеобразования ун е было отмечено, что оценки по ним дают совпадающие до десятых долей градуса температуры достижимого перегрева жидкостей при фиксированной частоте нуклеации /1. Но сама теория основана на весьма грубом макроскопическом описании флуктуационно возникающих и растущих в жидкости пузырьков пара. Предполагается возможность устранить или подавить действие факторов, которые существенно облегчают в реальных условиях появление центров парообразования. Оба этих обстоятельства дают повод скептически относиться к результатам теории. Один из ее авторов [8] оставил такое высказывание ... Теория конденсации пересыщенного пара и в особенности вскипания перегретой жидкости остается пустой схемой, имеющей весьма ограниченное значение для понимания действительных явлений, если не принимать во внимание факторов, облегчающих эти процессы и практически всегда имеющихся в наличии . Между тем недавние исследования показали, что для подобного скептицизма нет оснований. Уже из гл. 3 и 4 видно, что в большом числе случаев экспериментальные значения нри давлениях от атмосферного и выше хорошо согласуются с результатами расчета по кинетической теории. Как правило, расхождение не превышает 1 2° и часто составляет доли градуса. Опытные данные обладают хорошей воспроизводимостью. Они практически не зависят от способа перегрева жидкости (методика чистой пузырьковой камеры, капельки в подходящей жидкой среде, импульсный нагрев в ударном режиме). Несколько неожиданное совпадение теории с опытом требует более внимательного анализа теории и более подробного обсуждения способов ее экспериментальной проверки. [c.128]

Если данные опытов для капелек гексана пересчитать на объем 0,03 см , то они хорошо сшиваются с данными по перегреву в пузырьковой камере (см. рис. 60). Через экспериментальные точки можно провести прямую линию. Ее наклон очень близок к теоретическому. Соответствие результатов опытов с капельками в серной кислоте и на стеклянной камере свидетельствует о чистых условиях проведения этих экспериментов. [c.137]

В пузырьковой камере с регулируемым нижним давлением можно определять среднее время жизни пе только по изобаре, по и по изотерме. Для этого верхняя часть капилляра поддерживается при неизменной температуре, а в ходе опыта изменяется нижнее давление. На рис. 59, а показана изотерма 143,7 °С для диэтилового эфира, а на рис. 59, б — изотерма 225,8 °С для бензола. Каждой экспериментальной точке соответствует усреднение по серии из 60—140 отдельных измерений. Светлые кружочки и проведенная но ним пунктирная линия относятся к опытам в естественных условиях. Чем ниже давление р, тем больше перегрета жидкость. Качественно изменение т на рис. 59 повторяет с зеркальным отражением картину на рис. 58, в, г. [c.217]

Нечто похожее на рис. 451 действительно наблюдалось в опыте по регистрации взаимодействия возрожденных °-мезо-нов. Опыт был поставлен с помощью пропановой пузырьковой камеры, в которой наблюдались процессы рождения АГ°-мезонов в реакции по схеме [c.302]

Рис. 21. Температуры максимального перегрева н-гск-сана (а) и гексафторбензола (б) для различных давлений, О — опыты с капельками, — опыты на пузырьковой камере.

В предпоследней колонке результаты измерений [124, 125] для тех же порций жидкостей, с которыми проведены опыты на пузырьковой камере. Только для эфира расхождение значений 0д в двух последних колонках превышает 3%. Но в этом случае данные [122] относятся, вероятно, к необезвоженному эфиру. Лелюх и Скрипов [125] поставили контрольные опыты с насыщенным водой эфиром и получили значения 0о, указанные в [122]. Из табл. 27 видно очень хорошее согласие рассчитанных и измеренных значений поверхностного натяжения. Таким образом, подтверждается принятое в теории макроскопическое описание поверхностных свойств зародышевых пузырьков. В исследованной области перегретых состояний (р 0) не сказывается существенно эффект кривизны разделяющей поверхности. Однако обращает на себя внимание то обстоятельство, что рассчитанные значения о систематически ниже измеренных. [c.147]

Очистка исследуемых жидкостей велась в соответствии с рекомендациями работы [132]. Наиболее чистыми исходными продуктами были диэтиловый эфир (для наркоза) и бензол (для криоскопических исследований) их дополнительно сушили и перегоняли. Использованный в опытах с капельками и на пузырьковой камере н-пентан был различного происхождения. Во втором случае его удалось лучше очистить (по данным хроматографического анализа содержание основного продукта не менее 99,85%). Для воды особую трудность составляет пе само получение чистого продукта, а предохранение от порчи во время опытов. Вода быстро теряет способность к высокому перегреву не только в стеклянных, но и в кварцевых капиллярах. Даже в методе импульсного нагрева, когда вода находится при комнатной температуре, заметно усиление паразитного кипения при повторных изменениях. Оказалось необходимым покрыть внутреннюю поверхность металлической камеры полимерной пленкой. [c.132]

На рис. 60 сделано сравнение данных по инициированному вскипанию н-гексана при атмосферном давлении, полученных двумя способами перегревом капелек и на пузырьковой камере. Результаты опытов с капельками пересчитаны для условий в камере с учетом величины перегреваемого объема и интенсивности излучения. В отсутствие излучения точки ложатся на общую прямую, которая близка к теоретической линии 3 по формуле Деринга — Фольмера. Кривые инициированного вскипания 1, 2 подобны друг другу, но имеют сдвиг по оси т. Возможно, сдвиг обусловлен большим поглощением у-квантов в серной кислоте по сравнению с поглощением в н-гексане и [c.218]

Глава 12 (Релятивистская динамика. Импульс и эяергня). В гл. 12 и 13 даются наиболее важные результаты специальной теории относительности. Заметка Из истории физики> о соотношении между массой и энергией независима от содержания главы и легко воспринимается. Обсудите на семинаре устройство отклоняющих систем для пучков заряженных частиц и экспериментальные детали опытов Бухерера по поперечному импульсу покажите диапозитивы со снимками пузырьковой камеры. [c.16]

ПОСТОЯННО действующего центра парообразования. Хотя в [68] указывается на локальные флуктуации плотности, как ва возможную причину возникновения пузырьков, авторов работы смущал большой разброс значений т. Теперь известно, что он лежит в самой природе спонтанной нуклеации, как гомогенной, так и гетерогенной. Кроме того, Кенрик, Гильберт и Висмер не догадались, что преждевременное вскипание может вызываться космическими частицами и фоновым излучением. Их опыты натолкнули Глезера на создание пузырьковой камеры. [c.74]

Опыты по кинетике спонтанного зародышеобразования методом всплывающих капелек и в пузырьковой камере соответствуют квазистатистическим условиям перевода жидкости в метастабильпое состояние. При наблюдениях времен ожидания зародыша система долнчна быть чистой, т. е. не содержать готовых и легко активируемых центров парообразования. Но жидкость можно сильно перегреть и при наличии искусственных центров. Для этого нужно осуществлять достаточно быстрый нагрев. Необходимо обеспечить такое тепловыделение в жидкости, которое значительно превышало бы сток тепла на испарение в действующих центрах. Тогда их роль как регуляторов температуры становится малоэффективной. Температурный режим жидкости заметно изменится при вступлении в действие большой массы флуктуационных зародышей. Поскольку частота и скорость роста пузырьков очень круто зависят от глубины захода в метастабильную область, то ожидаемое нарушение температурного режима должно наступать резко. При большом перегреве жидкости нужно учитывать запасенное ею тепло [c.108]

Обратимся к формуле Деринга — Фольмера (2.34) где имеет вид (2.2). Если учесть выражение (2.15) для разности давлений р" — р внутри критического пузырька и вне его, то для расчета частоты нуклеации /1 нри заданных температуре Т и давлении р нужно в первую очередь знать поверхностное натяжение на границе пузырька с жидкостью, давление насыщенного пара Ре, удельные объемы р, и", теплоту испарения I на одну молекулу. Кроме того, в предэкспоненциальный множитель входит число молекул в 1 сж жидкости N1 и масса молекулы т. Для 0, рв, V, V" берутся значения по таблицам термодинамических свойств [122, 123] на линии насыщения при заданной температуре. Так же находятся I и N1- При выбранном внешнем давлении р нетрудно рассчитать по (2.34) температурную зависимость Получается одна из кривых, показанных на рис. 8, б. Ввиду очень сильной температурной зависимости удобно пользоваться полулогарифмической шкалой. Меняя давление р = р, как параметр, приходим к серии кривых lg Jx [Т) (1—4 на рис. 8, б). Обычно сравнение экспериментальных данных с теорией производится не для частоты нуклеации а для температуры Гц, которая соответствует реализуемой в опыте частоте Например, при перегреве всплывающих капелек lg 6. По теории гомогенной нуклеации строится небольшой участок кривой lg Jl (Т) и из условия lg = 6 определяется теоретическое значение Гц. Для проверки теории нужно изменять в широком интервале давлепие, под которым находится жидкость, а также эффективную частоту зародышеобразования. Перекрыть большой диапазон удается благодаря применению разных методов перегрева жидкостей. Для маленькой пузырьковой камеры /1 1 10—10 см -сек , для капелек 10 см -сек , а в методе импульсного нагрева жидкости имеем = 10 — 10 слГ -сек . Это позволяет судить о применимости теории как при низких, так и при очень высоких частотах спонтанного зародышеобразования. Безразмерную величину [c.129]

Процессы распростраиения волн в жидкости с пузырьками газа или пара экспериментально изучаются на вертикальных ударных трудах, характерная схема которых представлена на рис. 6.1.1. Ударная труба состоит из камеры высокого давления КВД и рабочего участка, или камеры ннзкого давления КНД, разделенных диафрагмой. В КВД накачивается газ и создается высокое давление, а в КНД до уровня несколько ниже диафрагмы наливается жидкость, через которую пропускаются пузырьки заданного радиуса, так что создается смесь, близкая к монодисперсной. Радиусы пузырьков а в разных опытах варьировались в диапазоне 0,2—2 мм, а их объемное содержание 2, определяемое по подъему столба жидкости,— в диапазоне 0,01 — 0,1. При разрыве диафрагмы в КПД за счет действия газа из КВД создается ударная волна, распространяющаяся сверху вниз по пузырьковой смеси. Длительность возмущения определяется длиной КВД, а интенсивность — давлением в КВД. При этом записывается эволюция давления в смеси малоинерциоиными датчиками давления, установленными в стенке трубы КНД в нескольких местах вдоль столба жидкости, а через окно в стенке трубы методом скоростной киносъемки фиксируется поведение пузырьков. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...