Метод - нагретая проволока
Cтраница 2
Перед измерением величин, входящих в эту формулу, нужно добиться установившегося режима. Отсюда метод нагретой проволоки также стационарный. [16]
Исследования проводились методом нагретой проволоки на трубке с капилляром, внутренний диаметр которого был около 2 мм, Кардос экспериментально получил зависимость теплопроводности от давления, а также резкие максимумы в значениях теплопроводности вблизи критической области. [17]
 |
Коэффициенты теплопроводности А, водно-спиртовых растворов. [18] |
Приведенные выше экспериментальные данные получены методом нагретой пластинки. В 1956 г. Н. В. Цедерберг [56] получил данные методом нагретой проволоки при нормальном давлении в интервале температур от - 60 до 60 С. [19]
При исследовании теплопроводности разреженных газов ( давление менее 0 1 МПа), когда средняя длина свободного пробега молекул становится соизмеримой с толщиной слоя исследуемого газа, возникает явление температурного скачка вблизи поверхностей. Особенно ощутим температурный скачок при измерении с помощью метода нагретой проволоки. [20]
Опыты по определению температуры пламени газов были проведены уже в 1817 г. Дэви [1], который взрывал смеси циана и кислорода и рассчитывал температуру из измеренного увеличения объема. Подобные опыты были также выполнены Бунзеном 50 лет спустя. Большинство современных методов определения температуры ( метод термопар [4-6], метод обращения спектральных линий [7] и метод нагретой проволоки с компенсацией [8]) предложено в начале нашего столетия. [21]
Несмотря на такие существенные доказательства в пользу низких значений энергии диссоциации фтора, следует отметить, что температура пламени стехиометрической смеси фтора и водорода, по измерениям Уилсона, Конуэя, Энджелбрека и Гроссе18, как показали расчеты Альтрама и Фарбера19, более соответствует величине 63 ккал / моль. Однако Альтрам и Фарбер19 отмечали, что это доказательство необходимо проверить, изучая зависимость температуры пламени от состава реакционной смеси. Франк и Викке20 предложили несколько более низкое значение энергии диссоциации фтора - 45 ккал / моль, полученное в результате измерения теплопроводности фтора методом нагретой проволоки, но подобное утверждение основано на еще менее надежных данных, чем в предыдущем случае. [22]
Несмотря на такие существенные доказательства в пользу низких значений энергии диссоциации фтора, следует отметить, что температура пламени стехиометрической смеси фтора и водорода, по измерениям Уилсона, Конуэя, Энджелбрека и Гроссе16, как показали расчеты Альтрама и Фарбера19, более соответствует величине 63 ккал / моль. Однако Альтрам и Фарбер1 отмечали, что это доказательство необходимо проверить, изучая зависимость температуры пламени от состава реакционной смеси. Франк и Викке20 предложили несколько более низкое значение энергии диссоциации фтора - 45 ккал / моль, полученное в результате измерения теплопроводности фтора методом нагретой проволоки, но подобное утверждение основано на еще менее надежных данных, чем в предыдущем случае. [23]
Наибольшее число данных получено с помощью методов коаксиальных цилиндров и нагретой проволоки. Каждый из этих методов может считаться детально разработанным, и большинство экспериментов относится к работам высокого класса. При этом выясняется, что данные, получаемые методом нагретой проволоки, как правило, оказываются меньшими, чем данные, полученные методом цилиндров. [24]
Очевидно, этот метод обеспечивает измерение истинной температуры газа только в том случае, если введение проволоки не искажает процесса сгорания. Далее, проволока должна сохранить ту же испускательную способность на единицу длины в пламени, какой она обладала в вакууме. Было установлено [29], что проволока в общем вызывает некоторое нарушение процесса сгорания. Таким образом, метод нагретой проволоки обладает недостатками, присущими методу термопар и методу зондов. [25]
Метод термопары с компенсацией для измерения температуры пламени был применен Беркенбушем [60] по совету Нернста. В этом методе существенно упрощается введение поправок на излучение. Несколько лет спустя в Национальной физической лаборатории [61], а также Гриффите и Ауберри [27] независимо от работы Шмидта применили метод, практически подобный методу Шмидта. Шмидт [28], Гриффите и Ауберри [27] и Кон [29] обнаружили превосходное согласие между результатами, полученными методом нагретой проволоки с компенсацией и методом обращения спектральных линий. Современное изложение метода нагретой проволоки с компенсацией дано, например, Льюисом и Эльбе [35] в обзорной статье по измерению температуры пламени. [26]
Метод термопары с компенсацией для измерения температуры пламени был применен Беркенбушем [60] по совету Нернста. В этом методе существенно упрощается введение поправок на излучение. Несколько лет спустя в Национальной физической лаборатории [61], а также Гриффите и Ауберри [27] независимо от работы Шмидта применили метод, практически подобный методу Шмидта. Шмидт [28], Гриффите и Ауберри [27] и Кон [29] обнаружили превосходное согласие между результатами, полученными методом нагретой проволоки с компенсацией и методом обращения спектральных линий. Современное изложение метода нагретой проволоки с компенсацией дано, например, Льюисом и Эльбе [35] в обзорной статье по измерению температуры пламени. [27]
Для такой концепции можно провести рассуждения, аналогичные тем, которые проводятся в кинетической теории газов. Роль коэффициента аккомодации при этом должна играть величина 1 - R, где R - коэффициент отражения фононов. При этом оказывается весьма существенным, что R близок к единице и величина коэффициента аккомодации фононов, в отличие от а для газов, очень мала. Обмен энергией между жидкостью и стенкой в значительной мере затрудняется сильным отражением фононов, что является следствием большого различия величин акустических импедансов жидкости и металла. Для типичного случая платина - органическая жидкость при нормальном падении 1 - Л 1 / 160; множитель ( 2 - ос) / а оказывается на 2 - 3 порядка большим, чем для газов. В результате величина температурного скачка может оказаться ощутимой даже для весьма малых значений длины пробега фононов. Элементарные расчеты дают возможность установить, что для типичного эксперимента с методом нагретой проволоки ( диаметр проволоки 2r - 0 1 мм и диаметр канала - 1 мм) величина числа Кнудсена Kn Z / r, равная 10 - Б, даст уже ощутимый ( - 1 %) вклад в измеряемый перепад температуры. Влияние термического сопротивления на поверхности проволоки поэтому может составлять несколько процентов. [28]
Страницы: 1 2