Способ измерения коэффициента тепловой аккомодации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН А 2 94 С 01 И 250 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3878878/30701.8523.08.87.Одесский(21) (22) (46) (71) верс (72) (53) (56) У 50 Бюл. У 31осударственный униИ.Мечниковакий8)свидетельство СССР01 И 25/02, 1973.Пупашдсз оГ Саз-Бц- Меч .ТогЕ,Асадеш тет им. ИС,Б.Кудри536.6(088Авторское343, кл.ойшап Г.ОБсагтег.п1976. Гасе Ргес ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭффИЦИЕНТАТЕПЛОВОЙ АККОМОДАЦИИ(57) Изобретение относится к экспериментальной технике физхимии поверхностей и предназначено для измерения коэффициента тепловой аккомодации, Целью изобретения является расширение области использования спо-.соба за счет измерения коэффициентана поверхности жидкости. Исследуемаякапля на стеклянной нити помещается вкамеру, из которой откачан воздух.Расположенная на дне камеры кювета стой же жидкостью создает в камере насыщенные пары. Нагрев капли осуществляется какими-либо источниками инфракрасного излучения, например, лампами накаливания, которые для равномерности нагрева освещают каплю с двухсторон. По измеренному равновесномуразмеру капли определяют ее температуру, Затем аналогичным образом измеряют температуру капли, нагреваемойв присутствии воздуха, по которойрассчитывают тепловой поток, испускаемый каплей. Коэффициент рассчитывают по известной методике. 1 з.п, ф-лы,=41( г,(Т, - Т ),(3),(4) где С где г и 1 радиус капли и поток Изобретение относится к областиприборов и техники лабораторных научно-исследовательских работ, в частности к экспериментальной технике физ 5химии поверхностей,Целью изобретения является расширение области использования способаза счет измерения коэффициента наповерхности жидкости. 10Исследуемую каплю жидкости настеклянной нити помещают в камеру,из которой откачан воздух. Расположенная на дне камеры кювета с той жежидкостью создает в ней насыщенныепары. Каплю нагревают источником инфракрасного излучения, например лампами накаливания, которые для равномерного нагрева, освещают каплю совсех сторон,Для того, чтобы капля в результате нагрева не испарилась полностью,она создается из раствора соли известной концентрации, для которойизвестна зависимость давления насы.щенных паров над раствором от концентрации. Таким образом, через некоторое время после начала опыта капля в камере достигает равновесногосостояния, после чего измеряется ееразмер. Для расчета коэффициента тепловой аккомодации необходимо определить температуру капли и поток тепла, поглощаемый ею,1 Температура капли определяется следующим образом.Поскольку капля не растет и не испаряется, следовательно, плотность насыщенных паров над ее поверхностью равна плотности паров в окружающей среде. Так как плотность паров над Каплей зависит от ее температуры и концентрации растворенного вещества. справедливо соотношение: 45С = С - -(1 - (р ) ехр 1(Т-Т )1 (1)оТ ВТ." сф плотность насьпценных паровпри температуре среды Т,температура капли,функция, характеризующаяпонижение давления над каплей, обусловленное наличиемрастворенного вещества и за 55висящая от его концентрации, удельная теплота испаренияжидкости, - ее молекулярный весК - универсальная газовая постоянная,Концентрация растворенного вещества легко определяется из известных значений концентрации раствора, из которого образуется капля, и размера капли в момент образования. Функция ср разная для различных жидкостей и растворенных веществ и должна быть известна заранее. Например, для раствора соли ИаС 1 в воде величина Ч определяется формулой где К = 12,49-3,25,а а - концентрация соли в капле; а - концентрация насьпценного раствора.Таким образом, уравнение (1) позволяет рассчитать температуру капли.Поток тепла, поступающий в каплю, определяется следующим образом.Не меняя месторасположение капли и источников освещения, в камеру впускают воздухи снова измеряют размер капли, достигшей равновесного состояния. Температура капли определяетсятакже, как описано. Так как закон теп.лоотдачи капли в воздухе известен, определяется поток тепла, поступающийв каплю где Е - коэффициент теплопроводностивоздуха,г и Т - размер и температура каплигпри наличии воздуха соответственно,Поток тепла от источника излучения, попадающий на каплю, пропорционален ее поверхности, поэтому поглощаемого ею теплапри откачанном воздухесоответственно. Определенные таким образом значения потока тепла, поступающего в каплю, ее темпер,атуру и размер позволяют рассчитать коэффиент тепловой1332207 фициента тепловой аккомодации на поверхности жидкости. Формула и з обретения 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и йс я тем, что нагрев капли осуществляют инфракрасным излучением. Составитель В.Филатова Редактор И.Шулла Техред М,Ходанич Корректор Е. РошкоЗаказ 3825/39 Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4. аккомодации молекул пара на поверхности жидкости.П р и м е р . Опыт проводится в цилиндрической камере объемом порядка 0,001 м при 10 С. Капля создаетсяо 5 из раствора соли ИаС 1 в воде концентрацией О, 1 от насыщенной. Радиус кап - ли при образовании 229 мкм. Таким образом, количество соли в капле такое же, как в капле насыщенного раствора радиусом 106 мкм. Нагрев капли осуществлется с помощью двух ламп накаливания мощностью 50 Вт каждая, освещавших каплю с противоположных сторон. При наличии в камере воздуха рав новесный радиус капли составляет 157 мкм. Расчет по уравнениям (1) и (2) показывает, что разница температур между каплей и окружающим воздухом при этом равна 0,87 К. Из уравнения (3) получаем, что поток тепла-5 на каплю составляет 4,58 10 Вт.При откачанном воздухе в насыщенных парах воды равновесный радиус кап.2 б ли равен 107 мкм. Согласно уравнению (4) поток тепла, получаемый такой каплей, равен 2,1210 Вт, а по уравнениям (1) и (2) разница температур между каплей и окружающей средой равна 4,83 К. Проведенный расчет позволяет установить, что коэффициент тепловой аккомодации на поверхности воды равен 0,02.Применение предлагаемого способа позволяет проводить измерение коэф 1. Способ измерения коэффициента тепловой аккомодации,включающий нагрев исследуемого образца, помещенного в частично вакуумированную камеру, измерение температуры нагреваемого образца и определение потока тепла, испускаемого им, с последующим расчетом коэффициента по известной методике, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области использования способа за счет измерения коэффициента поверхности жидкости, в каплю исследуемой жидкости предварительно добавляют растворимое вещество определенной концентрации, для которого известна зависимость давления насыщенных паров от концентрации, далее нагревают в среде, насыщенной парами той же жидкости, и по измеренному равновесному размеру капли определяют ее температуру, затем ана логичным образом измеряют температуру той же капли, нагреваемой в присутствии воздуха, по которой рассчитывают тепловой поток, испускаемыи каплей.