Способ определения теплоты парообразования жидкостей

(51) 4 С 01 И 25/20 ИЕ ИЭОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ А ВТОРСК бл 1,ПЛОТЫ ПА(54) СПОСОБ ОПРЕДЕРООБРАЗОВАНИЯ ЖИД(57) Изобретениефизическим измереиспользовано дляпарообразования ЛЕНИЯ СТЕЙ тносится к тепл иям и может быт пределения т жидкостей. Це ГОСУДАРСТВЕННЫИ ИОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 23.12.86. Бюл. У 47 (71) Ленинградский политехнический институт им, М. И, Калинина (72) Р, М. Петриченко, М. Р, Петриченко и Ю, М. Мелешкин(56) Попов М. М, Термометрия и кало риметрия. М.: Изд-во Московского университета, 1954, с, 528 - 529,Киренчев Г, А, Исследование особенностей процесса объемно-пленочного смесеобразования и сгорания многотопливного быстроходного дизел Автореф. дис., Л., Ленинградский кора естроительный институт. 1975, с, 2 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 темпе" ратуры поверхности во времени опре" деляют время нагрева и испарения жидкости, Измерения проводят в бомбе высокого давления. Коэффициент изменения площади испаряющейся жидкости определяют по формуле Р = -0,45"з , где ц - мо ,4 10 О дТлекулярный вес; АТ " среднее изменение температуры йоверхности. Теплоту парообразования определяют из выражения г=ЯГ, /М, где С 1 - теплота, необходимая на испарение массы исследуемой жидкости с единицы поверхности; Р - коэффициент изменения площади испаряющейся жидкости; Г площадь испарения, М - масса жидкости. 3 ил.Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может бытьиспользовано для определения теплоты парообразования жидкостей,Целью изобретения является ловы"шение точности определения и расширение класса исследуемых жидкостей.На фиг. 1 представлена схемаустройства для осуществления способа; на Фиг, 2 - образец осциллограм"мы изменения температуры поверхностидля однокомпонентной жидкости; нана фиг. 3 - схема обработки осцил"лограммы для определения теплотыпароообразования.Устройство содержит бомбу 1 высокого давления, устройство 2 дляподачи жидкости (в данном случаенасос - форсунка АР 20 АЧ со спиленным носком)кольцо 3, поверхностную термопару 4, пластину 5, нагреватель б, регулятор 7 напряжения,потенциометр 8, усилитель 9 и регистрирующий прибор 10,Подача исследуемой жидкости осуществляется вручную, нажатием рычага на толкатель устройства 2 дляподачи жидкости (насос Форсунки),Пластина 5 нагревается нагревателем 6. Мощность нагревателя регулируется регулятором 7 напряжения,подсоединенным к электрической сети, На пластине 5 сверху закрепленокольцо 3, выполненное из материалапластины, ограничивающее участокна пластине .5. В центре этого участка установлена поверхностная термопара 4, которая соединена с потенциометром 8 и усилителем 9, Усилитель9 соединен с регистрирующим прибором10, в котором регистрируется измере"ние во времени мгновенной температуры поверхности.Способ осуществляется следующимобразом,Перед проведением опыта, регулируя мощность нагревателя 6 регулятором 7 напряжения, прогревают пластину 5 и участок, ограниченный контуром 3, до температуры Т(выше предлагаемой температуры кипения исследуемой жидкости на 15 - 20 С).ЭДС термопары 4, соответствующаятемпературе Т фиксируется потенциометром 8, После прогрева пластины5 на поверхность, ограниченную коль"цом 3, устройством 2 для подачи жид"кости подается масса М исследуемой жидкости одной каплей, Сигнал термопары, соответствующий. текущей температуре Т поверхности, ограниченнойкольцом 3, через усилитель 9 запи 5 сывается регистрирующим прибором 10.Из осциллограммы определяют время испарения жидкости й, Для типичных осциллограмм характерно сле"дующее поведение кривой изменения10 температур - резкий спад температуры в начальный момент времени, т.е,в момент падания капли на нагретуюповерхность, затем наблюдается тен"денция к выравниванию температуры.15 За отрезок временикапля прогре-,вается от температуры окружающейсреды Т, до температуры кипенияжидкости ТзТак как однокомпонентная жидкость20 имеет постоянную температуру кипения, то и на осциллограмме участокО - 6, соответствующий времени кипения жидкости , горизонтален. Длямногокомпонентной жидкости температура кипения непрерывно повышаетсяза счет испаренИя легких Фракций(для однокомпонентной жидкости - наЭО чало горизонтального участка, длямногокомпонентной - точка излома кри"вой Т (С) Точка излома соответствует окончанию времени прогреваи началу испарения, Конец испарения определяется по точке резкогоподъема температурной кривой Тв обоих случаях испарения,В процессе испарения жидкости споверхности температура кипения Тзна участке О - 6 (Фиг. 3) будет ниже начальной температуры Т на веЙоличину АТ =Т -Т, а сам интервалвремени й - время испарения, соответствующий этом 1 участку, будет от.вечать времени испарения массы Мис"следуемой жидкости.Для однокомпонентных жидкостей,таких как вода, ацетон и т,п учас"ток а - 6 практически горизонтален.Для сложных смесей участок а - Ь име.ет другую конфигурацию. Один из случаев изображен пунктиром на Фиг, 3, В последнем случае разность темпера тур ьТз является среднеинтегральной величиной и вычисляется в соответствии с формулойТ6 Т = " - ьТ ( 1)Й 1,й:1278696 р = 1 - 0,45 е(6) айс = "- " безразмерное времяЬФа - коэффициент температуропроводности пластин,Интегрируя величину тепловогопотока от.начала до конца процесса 5испарения, находят суммарное количество теплоты Я, подведенное к жидко"сти на ее испарение,а = Ч. 1. (3)Теплоту парообраэования жидкости гопределяют по формулег.= - в ,Ка(4)М,25 где Г - площадь испарения,При внутреннем диаметре кольца 3, равном р, Й определяется иэ выраже- ниярй = -- + Браа 4ж 1(5) где Ь,- высота слоя жидкости на мерном участке, еы /( ) - Я М Пр 4 М 35 р 4 11 рРЧ и Р - объем и плотность жидкости;3 - коэффициент, учитывающий40изменение площади контакта испаряющейся массы завремя всего процесса испа-рения,В рассматриваемом процессе меня-ется не только высота пленки на по 45верхности испарения, но и сама пло"щадь испаряющейся жидкости. Экспериментально установлена зависимостькоэффициента р от молекулярной массы исследуемой жидкости р и разнос. 50ти температур Т и Т,г=Яфй /М где Ц а М Р дТВеличина мгновенного теплового потока находится из выражения а "ф ЗьТи = - 1 (аТ + - -,.-), (2) Ь з е где 3 - коэффициент теплопроводаности пластины;Ь - толщина пластины; где Р = молекулярный вес,Таким образом, зная величину аТэ 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 по" дачу 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 щ и й с я 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 коэффициЕнтизменения площади испаряющейся жид. кости по формуле: ф =1-0,45 "" фтз, ,в теплоту парообразования по формуле: теплота, необходимая на испарение массы исследуемойжидкости с единицы поверхности;- площадь испарения;- масса жидкости;1278696 Фа Ю1Составитель В. МихалкинРедактор А, Шандор Техред И.Попович Корректор Л, Пнлипенк 6 а о коми ни о ушска оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 40 Тираж 778 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 3035, Москва, Ж, Подписноеета СССРрытиййаб., д. 475