Метод - коаксіальний циліндр - Велика Енциклопедія Нафти та Газа
Метод – коаксіальний циліндр
Метод коаксіальних циліндрів, так само як і метод плоского горизонтального шару, давно (з 1874) застосовується для визначення коефіцієнта теплопровідності рідин і газів, використовується він і в даний час. [1]
Метод коаксіальних циліндрів для визначення коефіцієнта теплопровідності рідин вперше був застосований А. Вінкельманом [24] і в даний час є одним з найпоширеніших методів дослідження теплопровідності. При дослідженні цього методу рідина заповнює кільцевий зазор між двома коаксіально розташованими циліндрами і радіальний тепловий потік проходить від внутрішнього циліндра, в порожнині якого знаходиться основний нагрівач, через шар досліджуваної рідини до зовнішнього циліндра. При настанні стаціонарного стану коефіцієнт теплопровідності рідини визначається перепадом температури. [2]
Метод коаксіальних циліндрів, незважаючи на цілу низку переваг у порівнянні з методом плоскої пластини, не знаходить широкого застосування з раніше зазначених причин. Винятком у цьому відношенні є прилад, запропонований Клайн [14], який був успішно використаний при вивченні теплопровідності деяких полімерів. Згідно з цією методикою, тепло підводиться до циліндричного зразка діаметром 1 5 см і довжиною не менше 15 см від мідного циліндра, встановленого всередині зразка, що випробовується. В отворі, розташованому в центрі мідного циліндра, знаходиться дротяний опір, до якого підводиться електричний струм за допомогою тонких мідних зволікань. На внутрішній і зовнішній поверхнях зразка кріпляться дуже тонкі мідно-константанові термопари. Робоча частина приладу має сорочку для охолодження у вигляді добремідної трубки, яка забезпечує постійну температуру при відведенні тепла від приладу. [3]
Метод коаксіальних циліндрів застосовували в фундаментальних дослідженнях теплопровідності багатьох рідин і газів [57-59], у тому числі при дуже точних вимірах теплопровідності води та водяної пари. Торці вимірювальних циліндрів були зчленовані зі сферичними поверхнями, що полегшило вирішення задачі, пов'язаної з кінцевими ефектами. [5]
Метод коаксіальних циліндрів може бути здійснений як у стаціонарному, так і нестаціонарному варіанті. [6]
Метод коаксіальних циліндрів, аналогічно методу плоского горизонтального шару, називається абсолютним, якщо в досліді вимірюються всі величини, що входять до формули, за якою розраховується теплопровідність. [7]
Метод коаксіальних циліндрів, незважаючи на цілу низку переваг у порівнянні з методом плоскої пластини, не знаходить широкого застосування з раніше зазначених причин. Винятком у цьому відношенні є прилад, запропонований Клайн [14], який був успішно використаний при вивченні теплопровідності деяких полімерів. Згідно з цією методикою, тепло підводиться до циліндричного зразка діаметром 1 5 см і довжиною не менше 15 см від мідного циліндра, встановленого всередині зразка, що випробовується. В отворі, розташованому в центрі мідного циліндра, знаходиться дротяний опір, до якого підводиться електричний струм за допомогою тонких мідних зволікань. На внутрішній і зовнішній поверхнях зразка кріпляться дуже тонкі мідно-константанові термопари. Робоча частина приладу має сорочку для охолодження у вигляді добре пригнаної мідної трубки, яка забезпечує постійну температуру при відведенні тепла від приладу. [8]
Перевага методу коаксіальнихциліндрів перед методом плоского шару полягає в тому, що частка поверхні, що підлягає теплоізоляції, значно менше. Крім того, циліндрична конфігурація системи зручніша для роботи при високих тисках і вимірювальна система при цьому виходить менш громіздкою. [9]
Розглянемо істоту методу коаксіальних циліндрів, який використовує закономірності регулярного режиму. [10]
При застосуванні методу коаксіальних циліндрів для вимірювань теплопровідності рідин, зокрема води, наближений облік поправок на відведення тепла через центруючі пристрої може дати задовільні результати. [11]
Розглянемо сутність методу коаксіальних циліндрів, який використовує закономірності регулярного режиму. [12]
До переваг методу коаксіальних циліндрів можна віднести більш простий порівняно з методом плоского горизонтального шару спосіб виготовлення та центрування циліндрів, що забезпечує високу точність вимірювань. Температурний стрибок, як правило, незначний, і його зазвичай не враховують при помірному тиску. [13]
p align="justify"> Принципові основи методу коаксіальних циліндрів використовуються і в методі нагрітого дроту. В установках внутрішній циліндр замінений дротом невеликого діаметра, який використовується одночасно як нагрівач і термометр опору. Досліджувана речовина поміщається між дротом та зовнішнім циліндром, діаметр якого зменшений з метою виключення конвективного теплообміну. [14]
Бріджмен [25, 26] методом коаксіальних циліндрів визначив значення коефіцієнтів теплопровідності 15 рідин (спирти, ефір, вода, гас та ін) на ізотермах 30 і 75 С і тисках до 1200 МПа. [15]