Определения теплофизических

6. Как можно повысить точность определения теплоемкости, не снижая тепловых потерь в окружающую среду?

На основании общего определения теплоемкости как количества тепла, необходимого для нагревания 1 кг тела

Как ясно из определения теплоемкости, величина ее зависит от характера процесса.

Для определения теплоемкости ср вещества (предполагается, что процесс нагревания идет при постоянном давлении) необходимо знать количество подведенной теплоты Q, изменение температуры /2— h и массу вещества т, так как

Однако в формулу для расчета теплоемкости ср должна входить разность температур, получающаяся только лишь вследствие нагревания протекающего вещества, т. е. в расчетную формулу следует ввести поправку на дросселирование. Поэтому конкретная расчетная формула для определения теплоемкости ср в проточном калориметре будет иметь вид:

Оценка точности экспериментальных данных. Для расчетной формулы теплоемкости (8-1) полная максимально возможная относительная ошибка определения теплоемкости в- соответствии с табл. 4-1 формула (г) и формулой (4-14) составит:

Оценка точности экспериментальных данных. Полная максимально возможная относительная систематическая ошибку определения теплоемкости ср по расчетной формуле (8-3) согласно табл. 4-1 (формула з) равна

На основании приведенных выше положений получена зависимость для определения теплоемкости твердых кристаллических и аморфных тел:

Помимо метода, основанного на подведении к жидкости тепла от электрического источника, применяется, особенно для высокотемпературных определений, метод смешения [131]. Он заключается в добавлении определенной массы нагретого испытуемого материала к определенной массе воды или иной жидкости, имеющей меньшую температуру, и в последующем измерении установившейся в результате смешения равновесной температуры. Количество тепла, поглощенного водой и резервуаром, которое было отдано более нагретой жидкостью, может быть подсчитано. Средняя удельная теплоемкость измеряется средним количеством тепла, необходимого для изменения на ГС температуры единицы массы нагреваемого тела в данном интервале температур [6]. Такой метод обычно применяется для измерения теплоемкости твердых веществ. Однако благодаря использованию специальной капсулы, предназначенной для жидкости, такая методика успешно может применяться и для определения теплоемкости многих жидких продуктов.

Рис. 5-5. Замкнутая схема установки для определения теплоемкости ср веществ методом постоянного протока.

Рис. 5-6. Схема установки для определения теплоемкости ср жидкостей и их паров

Теплофизические свойства изменяются в широких пределах в зависимости от природы тела и его термодинамических параметров [15], поэтому экспериментальные методы являются практически единственным способом их получения. Экспериментальные методы определения теплофизических свойств принято разделять на стационарные и нестационарные.

Для определения теплофизических свойств измеряются: температура образца в двух точках, тепловой поток и размеры образца. Погрешности измерения коэффициента теплопроводноетп и температуропроводности оцениваются соответственно в 5 и 10%.

Основные закономерности регулярного теплового режима бы-1и подробно исследованы Г. М. Кондратьевым [Л. 40], который )аскрыл основные связи, существующие между темпом охлажде-щя т, с одной стороны, и физическими свойствами тела, его фор-йой, размерами и условиями охлаждения — с другой. Это позволи-io разработать способы приближенного расчета нестационарных •емператур*ных полей; методы моделирования нестационарных про-(ессов в сложных объектах, дать оценки неравномерности темпе-•атурных полей в различных условиях и т. д. На основе теории ре-улярного режима были предложены и получили широкое распро-транение на практике новые методы определения теплофизических •войств веществ: а, Я, с, термических сопротивлений JR, степени чер-юты тел е, коэффициентов теплоотдачи а. Преимуществом таких [етодов является простота техники эксперимента, высокая точ-.ость получаемых результатов и малая затрата времени на прове-(ение опытов.

Основные закономерности регулярного теплового режима были подробно исследованы Г. М. Кондратьевым [40], который определил основные связи, существующие между темпом охлаждения т, с одной стороны, и физическими свойствами тела, его формой, размерами и условиями охлаждения — с другой. Это позволило разработать методы приближенного расчета нестационарных температурных полей, методы моделирования нестационарных процессов в сложных объектах, дать оценки неравномерности температурных полей в различных условиях и т. д. На основе теории регулярного режима были предложены и получили широкое распространение на практике новые методы "определения теплофизических свойств веществ: а, К, с, термических сопротивлений R, степени черноты тел е, коэффициентов теплоотдачи а. Преимуществом таких методов является простота техники эксперимента, высокая точность получаемых результатов и малая затрата времени на проведение эксперимента.

этих тел, их размерами и формой, а также условиями охлаждения. Для таких сложных систем могут быть получены уравнения, аналогичные соотношениям (в) и (г) для простых тел. Особый интерес представляет система, состоящая из ядра произвольной конфигурации и тонкой оболочки из иного материала. Для таких условий уравнение энергетического баланса системы в период регулярного режима имеет относительно простой вид [40]. На этой основе были предложены и получили распространение весьма эффективные методы определения теплофизических параметров различных веществ.

Методы определения теплофизических свойств органических и кремнийорганических теплоносителей [Л. 28]

дежность этих данных не ограничивается только прикладной технической стороной, а имеет и самостоятельное научное значение. Методы определения теплофизических свойств органических и кремнийорганических теплоносителей обычно выбирают, исходя из особенностей этих веществ [Л. 28]. Наиболее целесообразными являются методы, перечисленные в табл. 3-1.

Дли комплексного Определения теплофизических характеристик реологически сложных сред, порошки металлов в 1,5—2 раза увеличивают теплопроводность пластической смазки ЦИАТИМ-201 (табл. 7).

Если в будущем оправдаются прогнозы о «нефурьевском» поведении расплавов полимеров и практическом приложении их, то в математическую модель должны быть введены теплофизические параметры не только в зависимости от градиента температуры, по и от состояния сдвига в потоке и на теплоотдающей поверхности. А сегодня мы располагаем этими данными только в статическом состоянии. Таким образом, на повестке дня — разработка методов определения теплофизических свойств в зависимости от состояния сдвига и соответствующей аппаратуры для этих исследований.

7. Для определения теплофизических характеристик многослойных оболочек можно применять методы решения нелинейных инверсных задач теплопроводности [3]. Существенным является выбор исходной математической модели явления теплопроводности. Если модель принята для монолитной оболочки с постоянными К, Cv, то ошибки в температурных полях на нестационарных режимах, полученные при Кэ, Суд недопустимы.

При меньших темпах нагрева толщина теплозащитного покрытия существенно зависит от точности расчета глубины прогрева или, что то же самое, от точности определения теплофизических свойств. 7-104 89