Исследование теплопроводности жидкостей и газов.Для газов и жидкостей метод цилиндрического слоя применяют в виде методов коаксиальных цилиндров и нагретой нити.В первом случае исследуемое вещество помещается в зазоре между трубками.Внутреняя трубка снабжается электрическим нагревателем.Во втором случае внутреняя трубка вырождается в проволоку (нить) ,являющуюся нагревателем.Цилиндрические слои вещества должны иметь малую толщину во избежание конвекции.Это предъявляет высокие требования к центровке (соосности) внутреннего цилиндра и нагретой нити с внешней трубкой.Центровка тщательно выполняется ,а затем контролируется до и после проведения опытов.Одномерность температурного поля принципиально достигается теми же средствами ,что и в приборах для исследования твердых тел,в частности достаточной относительной длиной измерительных трубок,применением торцевой изоляции и охранных концевых нагревателей.Для оценки конвекции используются трубки одинаковой длины,но разных диаметров.Если проведение опытов в одинаковых условиях на этих трубках приведет к одинаковым значениям 𝛌 ,то можно считать,что конвекция не имеет места.Одновременно с этим следует проводить опыты с малыми температурными напорами.При указанных условиях произведение GrPrне превышало значения 700 800 ,при котором конвекция практически отсутствует.
Потери теплоты за счет теплового излучения определяюся расчетным путем,а так как поверхность теплообмена зависит от диаметра,то с его уменьшением эти потери снижаются.Поэтому степень влияния радиационного переноса в методе нагретой нити значительно меньше,чем в методе коаксиальных цилиндов.С повышением температуры роль излучения возрастает.Излучение зависит также от свойств материала стенок прибора.Необходимо использовать материалы с возможно меньшей степенью черноты.
Для плотного газа принимается,что он прилипает к поверхности твердого тела и поэтому имеет температуру этой поверхности.По мере разрежения взаимодействие газа со стенкой ослабевает.Это приводит к тому,что температура газа становится отличной от значений на поверхности твердого тела.Такие температурные скачки на границе твердого тела и газа наблюдаются при длине свободного пробега молекул,соизмеримой с толщиной слоя газа.Особенно значительны они при высоких температурах и для легких газов.С увеличением диаметра нити поправка уменьшается.Поэтому действительные перепады будут меньше,чем измеренные,и могут быть определены из зависимости
,
Где и - соответственно измеренный и истинный перепады температур в слое исследуемого газа;p–давление;B- величина,зависящая от природы газа,материала и геометрии прибора и от теплового потока.
При Q=constзависимость является линейной.Для получения этой функции проводятся опыты при различных ,соответствующих различным pпри одной и той же средней температуре газа.Экстраполяция в точку,где 1/p=0,позволяет найти и 𝛌 :
𝛌=A ,
Где А- постоянная прибора.
Поправка на скачок температуры при данном давлении газа составит:
и может достигнуть 30% и выше.
2
Қатты денелердің жылуфизикалық қасиеттерін зерттеудің кешенді әдістері
