Библиографическое описание:

Очилов Л. И. Исследование некоторых свойств капиллярно-полых материалов // Молодой ученый. — 2016. — №12. — С. 362-364.



Как видно из изданной научной литературы, имеются несколько методов определения теплопроводимости твердых веществ. Самое современное и более информированное среди них — определение коэффициента теплопроводимости импульсивным методом. Устройства определения коэффициента теплопроводимости, изготовленные на основе импульсивного метода, своей конструкцией бывают более вместительнее по отношению к другим устройствам. Они направлены на измерение широкого диапазона порциального давления газа и температуры нагревания параметров теплотехники.

Такое устройство изготовлено в лаборатории молекулярной акустики «Отдела тепловой физики» АН РУз. Это устройство модернизировано в целях определения коэффициентов теплопроводимости приготовленных капиллярно-полых материалов в процессе адсорбции и десорбции (рисунок-2).

В научных статьях более глубоко изучено строение устройства, принцип его работы и теоретические основания метода определения коэффициента теплопроводимости.

Тонкий проводник-датчик 10, диаметром до 12–10–6м, изготовленный из высокосоотносимого сопротивляемого металла (вольфрам или платина) вступает в контакт с исследуемым капиллярно-полым материалом. Капиллярно-полый материал изготовлен в форме цилиндра. А для измерения гранулированных материалов передатчик-датчик-10 располагается вдоль оси ампулы-14. Внутренний диаметр ампулы 9–10 м3 и высотой 40–10 м3 заполняясь гранулированным материалом, устанавливается в ячейку устройства.

Исследуемый цилиндрообразный капиллярно-полый материал зажимается между двумя пружинами-15. Все они располагаются в ячейке измерения. Внутренняя стенка ячейки измерения устройства, обеспеченная источником тока, изолирована от тепла и термостатирована при помощи нихромных проводников. Для вывода паров или газов в стенке устройства открыто отверстие-11 и к ней припаяна трубка-12. Проверяемая вода, при нагревании абсорбированного капиллярно-полого материала выводится из его состава в форме пара через ячейку наружу. Температура проверяемого материала измеряется при помощи термопаров-8 хромель-капель и учитывается считанным вольтметром. Датчик R2–10 будет установлен на одно из плеч моста компенсации устройства.

На верхнюю часть моста передаётся сильный ток при помощи генератора импульсов-1 и усилителя-2 (частота импульса тока выбирается таким образом, что тепловая волна, раздаваемая вдоль проверяемого образца сквозь паузу импульсов была полностью погашена). Затем, через магазин сопротивлений R4 (Р.4831) схема моста полностью балансируется, а осциллограф 5 (СФ-83) используется в качестве нулевого индикатора. При помощи магазина сопротивления R4 и осциллографа-5 сопротивляемое изменение датчика оценивается в моментах времени и .

Четырехугольный импульс (сигнал) перед передачей осциллографу усиливается посредством дифференциального усилителя-4.

Следующий пример служит для измерения коэффициента проводимости теплоты проверяемого материала:

(1)

где передатчик — амплитуда импульса усиления, установленного в датчике; передатчик — температурный коэффициент материала датчика; передатчик — длина датчика; от до изменение сопротивления во временной момент, устанавливается из магазина сопротивления в схеме моста.

Проведенные расчеты позволяют установить коэффициент проводимости молекулярной теплоты капиллярно-полых материалов изготовленных авторами при помощи данного метода.

Во многих случаях коэффициент проводимости теплоты твердых материалов определялся при помощи методов, предложенных авторами научных работ.

Рис. 2. Блок-схема измерения коэффициента проводимости теплоты:1-генератор сигнала; 2-усилитель; 3-мостовая электросхема; 4-дифференциальный усилитель; 5-осциллограф; 6-блок термостатирования; 7-считанный датчик; 8-термопары; 9-контакт проводников; 10-проводник-датчик; 11-отверстие для вывода пара; 12- трубка; 13-проверяемый образец;14-ампула для исследования гранулированных образцов;15-пружина-зажим.

(2)

Здесь,

и-оборудование для измерения диаметра цилиндровых труб; ва — температура стенок трубы (внутренней и внешней); ва- коэффициент проводимости теплоты стенок материалов; - длина цилиндровой трубы.

На основе опытов определив, температуру стенок генератора-трубы, количество теплоты данной и потерянной устройством, был установлен коэффициент проводимости теплоты проверяемого материала. На основе результатов исследований было определено, что степень точности такого метода в 2–3 раза ниже используемого нами импульсного метода.

Сверочно-тепловые вместимости проверяемых капиллярно-полых материалов были установлены на основе указанных методов и рассчитаны на основе следующего примера:

(3)

Здесь, , - капиллярно-полый материал и масса воды в его составе; , - капиллярно-полый материал и тепловместимость воды в его составе.

Для определения механической твердости готового капиллярно-полого материала образцы испытываются на машине марки Р-10. Эта машина предназначена для проведения испытаний растяжимости металлов и твердостей по ГОСТ 7855–74, ГОСТ 1497–73, ГОСТ 12004–66 под давлением 100кН.

В дополнительных случаях при помощи этого оборудования можно узнать сжатие, искривление и поворачивание образцов по ГОСт 14019–68.

Состав машины: эта машина состоит из пульта управления и установщика загрузочной структуры. Загрузочная структура предназначена для спуска и деформации испытуемого образца.

Пульт управления служит для управления процессом загрузки образца, а также контролирует нормативы образца.

Пульт управления машины включает в себя насосное устройство: измеритель силы и систему управления; аппарат диаграммы; аппарат учёта диаграммы деформации нагрузки.

Машинное устройство и пульт управления прикреплены в фундаменте друг к другу посредством труб.

В этой машине были определены механическая твердость созданного капиллярно-полого материала и взяты следующие результаты:

– для ганча-2,5*106 Н/м2;

– 10 % смесь золы к глине– 1,1*106 Н/м2;

– 20 % смесь золы к глине — 0,8*106;

– 30 % смесь золы к глине — 0,6*106 Н/м2;

– 40 % смесь золы к глине — 0,55*106 Н/м2;

– 50 % смесь золы к глине — 0,5*106 Н/м2;

Результаты исследований показали, что (2.1.1), (2.1.2), (2.1.3) согласно примеру коэффициенты проводимости тепла приблизительно равняются ; сверочные вместимости тепла приблизительно равняются 0,87–0,3.

По результатам исследований направленных на скорость абсорбации воды и механической твёрдости капиллярно-полые материалы (фитили) были выбраны из 20 % смеси ганча к золе и приготовлены к исследованию.

Желательно выбирать капиллярно-полые материалы (фитили) по их размеру и формам, а также по тому в каких устройствах они используются.

Литература:

  1. Лутпуллаев С. И., «Захидов Р. А. и др. Возобновляемые источники энергии: проблемы и перспективы».
  2. Очилов Б. М., Шадыев О. Х., Жураев Т. Д. «Солнечные опреснители и холодильники». Ташкент: Фан. 1976. с.15.
  3. Байрамов Р. Саиткурбанов. «Опреснение воды с помощью солнечной энергии». Ашхабад. «Ылим»,1977й.
  4. Боломер Дж. В., Коллинс Р. А.,Эйбилинг Д. А. «Полевые испытания солнечных опреснителей морской воды».В.кн.:Опреснение соленых вод. М., 1963.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle