 |
|
| Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 | | ||
Пьезометрическая плоскостьДля получения серии опытных данных, включающих различные значения удельных объемов, в ходе опыта необходимо изменять или объем пьезометра, или количество вещества, находящегося в нем. В зависимости от этого различают методы пьезометра постоянного или переменного объема. Описание экспериментальной установки. Для проведения опыта используется экспериментальная установка, рабочими участками которой являются два одинаковых пьезометра постоянного объема. Ниже рассматривается экспериментальная установка, выполненная :по методу пьезометра постоянного объема и использованная в работах МЭИ при исследовании плотности МйПД :[Л. 73, 103]. Сущность метода состоит в следующем. Пьезометр, объем которого предварительно определен с высокой степенью точности, заполняется исследуемой жидкостью при комнатной температуре и атмосферном давлении. По известным значениям объема пьезометра и. плотности жидкости в условиях заполнения определяется начальная масса вещества в пьезометре. При нагревании пьезометра, когда давление повышается, производится выпуск небольших порций жидкости из пьезометра, что позволяет поддерживать давление на заданном уровне. Определяя взвешиванием массу жидкости, выпущенной из пьезометра, можно рассчитать плотность при заданной температуре как частное от деления массы жидкости, оставшейся в пьезометре, на объем последнего. Таким образом, определение плотности при различных температурах сводится к взвешиванию вещества, вытесняемого из пьезометра при переходе от одного равновесного состояния к другому. Зная точно массу жидкости при комнатной температуре и выпускаемую массу, можно определить плотность во всем исследованном интервале температур по соотношению и давлениях от 1 до 600 бар выполнены в работе [Л. 99]. Максимальная относительная погрешность определения плотности методом безбалластного пьезометра постоянного объема по оценке авторов [Л. 99] не превышает 0,13%. Плотность, как и другие термодинамические свойства органических теплоносителей, в паровой фазе практически не исследованы [Л. 28]. Авторами настоящей работы впервые составлены подробные таблицы термодинамических свойств дифенильной смеси в паровой фазе. При этом отсутствие термических и калорических данных в паровой фазе потребовало постановки необходимых экспериментальных исследований. Методом пьезометра постоянного объема авторами проведено исследование плотности паров дифенильной смеси при температурах от 330 до 370°С и давлениях от 1,5 до 7 бар. Максимальная относительная погрешность измерений не превышала 0,5%. На основе обработки полученных опытных данных на ЭЦВМ БЭСМ-4 составлено термическое уравнение состояния, по которому рассчитаны термодинамические функции в интервале температур от 60 до 390 °С при давлениях от 0,0001 до 8 бар. паров применялся метод пьезометра постоянного объема с изменяющимся количеством вещества. Максимальная погрешность определения коэффициента сжимаемости не превышала 0,45%. Экспериментальные значения коэффициента сжимаемости исследованных паров приведены в табл. 3-24. Для получения серии опытных данных, включающих различные величины удельных объемов, очевидно, в ходе опытов необходимо изменять или объем пьезометра, или количество вещества, находящегося в нем. В зависимости от того, какой из этих способов применяется, различают методики пьезометра постоянного или переменного объема. На рис. 6-1,а показана принципиальная схема установки, выполненной по методу пьезометра постоянного объема, для измерения удельных объемов жидкостей и паров веществ, находящихся при комнатных условиях в жидком состоянии. На рис. 6-1,6 показана принципиальная схема установки, выполненной также по методу пьезометра постоянного объема, но применяемой для определения удельных объемов газов, не конденсирующихся при комнатных условиях. Отличие этой схемы от предыдущей заключается в способе определения количества вещества, выпускаемого из пьезометра. Один из способов опреде^ ления количества выпущенного газа может состоять в том, что газ при низком давлении (близком к атмосферному) собирается в сосуде низкого давления 7, объем которого V\ хорошо известен. Если измерить давление р\ Ю* 147 Рис. 6-1. Принципиальные схемы установок для определения удельных объемов методом пьезометра постоянного объема. Экспериментальная установка для определения удельных объемов водяного пара, выполненная- по методу пьезометра постоянного объема, показана на рис. 6-11. Пьезометрическая плоскость проходит горизонтально на уровне пьезометра, опущенного в жидкость, т. е. на уровне нулевого избыточного давления (ри = 0). Она совпадает со свободной поверхностью жидкости, если давление на этой поверхности равно атмосферному. В случае закрытого сосуда с избыточным давлением на поверхности жидкости (действующее на жидкость внешнее давление р0 больше окружающего атмосферного давления рат) пьезометрическая плоскость располагается выше свободной поверхности жидкости на гДе Рои — избыточное давление на поверхности жидкости. В случае вакуума на свободной поверхности (р0 Если р0и = 0, то пьезометрическая плоскость совп дает со свободной поверхностью, и нагрузка на стек создается только весовым давлением жидкости. избыточном давлении, т. е. когда в точке С имеется вакуум. В последнем случае пьезометрическая плоскость проходит ниже центра тяжести стенки (рис. II-2) и расстояния ус и hc становятся отрицательными. При этом центр давления D расположен выше центра тяжести (Ду <0), а результирующая сила, воспринимаемая стенкой, направлена внутрь жидкости. В случае, когда пьезометрическая плоскость пересекает стенку, эпюра нагрузки меняет знак по ее высоте; на рис. П-3 показаны эпюры нагрузки и силы давления на стенку для трех характерных положений пьезометрической' плоскости 0—0, пересекающей стенку. Если рси =0, то пьезометрическая плоскость проходит через центр тяжести площади стенки; при этом участки эпюры с избыточным давлением ри и вакуумом рв приводятся к двум равным и противоположно направленным силам давления Р! и Р2, результирующая которых равна нулю, и воздействие на стенку сводится только к результирующей паре, момент которой определяется формулой (П-7). Пьезометрическая плоскость действует избыточное давление (действующее на жидкость внешнее давление р„ больше окружающего атмосферного давления pat), то пьезометрическая плоскость располагается над свободной поверхностью жидкости на высоте где РОИ — избыточное давление на поверхности жидкости. Если на поверхность жидкости действует вакуум (Ро < Par). то пьезометрическая плоскость находится no;i поверхностью жидкости на высоте Если р0и = 0, то пьезометрическая плоскость совпадает со свободной поверхностью, и нагрузка на стенку создается только давлением жидкости. лении, т. е. когда в точке С имеется вакуум. В последнем случае пьезометрическая плоскость проходит ниже центра тяжести стенки (рис. И—2), и расстояния ус и Лс становятся отрицательными. При этом центр давления D расположен выше центра тяжести (Д  Рекомендуем ознакомиться: Параболическая зависимость Плавления кристаллической Плавления основного Плавления затвердевания Параметры напряженно Плавности перемещения Плазменного напыления Пленкообразующих ингибированных |
||