Авторы

Метод нагреваемой нити для измерения теплопроводности вязких жидкостей

УДК 536.2.08;665.1/.3

Метод нагреваемой нити для измерения теплопроводности вязких жидкостей

Федоров А. А., Кораблев В. А., Федоров А. В., Ковальский И. С., Волков С. М., Андреева А. .

Аннотация
Метод нагреваемой нити применен для определения теплопроводности вязких жидкостей. Создана экспериментальная установка. В опытах с глицерином подтверждена работоспособность метода и достигнута достаточная точность измерений теплопроводности. Для мисцеллы подсолнечного масла концентрацией от 90 до 100% (массовая концентрация по растительному маслу) получены новые экспериментальные данные по теплопроводности в диапазоне температур от 25 до 125 °С. Установлено, что при увеличении температуры теплопроводность мисцелл уменьшается на 15–18%, а с увеличением массовой концентрации растительного масла– уменьшается на 5–6% во всем диапазоне заданных температур. Эти результаты необходимы в расчетах оборудования и процессов в производстве растительных масел, для совершенствования технологий с целью повышения качества продукции и снижения энергетических затрат. Представленная лабораторная установка может использоваться для измерения теплопроводности других вязких жидкостей и растворов.

Ключевые слова: теплопроводность, вязкая жидкость, метод нагреваемой нити, растительное масло, мисцелла подсолнечного масла.

Список литературы

1. Бучко Н.А. Энтальпийный метод численного решения задач теплопроводности в промерзающих или протаивающих грунтах. // Вестник Международной академии холода. 2009. № 2. С. 25-28.

2. Цветков О.Б., Митропов В.В., Лаптев Ю.А. Теплопроводность жидких гидрофторхлорпроизводных олефинов. Корреляции и априорные оценки //Вестник международной академии холода. 2021. № 3. С. 75-80. DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-3-75-80

3. Федоров А.В., Баранов И.В., Волков С.М., Тагиев Ш.К., Ефимов А.В., Романов Н.Н., Федоров А.А., Симонова М.А. Экспериментальные исследования интенсивности теплообмена в вязких многокомпонентных многофазных средах // Вестник Международной академии холода. 2020. № 4. С. 91–99. DOI: 10.17586/1606‑4313‑2020‑19‑4-91-99

4. Тамбулатова Е.В., Платунов Е.С., Баранов И.В. Результаты исследований теплофизических свойств водных растворов сахарозы // Вестник международной академии холода. 2010. № 3. С. 41-46.

5. Assael M.J., Antoniadis K.D., Wakeham W.A.Historical evolution of the transient hot-wire technique // International journal of thermophysics. 2010. V. 31. no 6. P. 1051-1072. DOI: 10.1007/s10765-010-0814-9

6. Healy J.J., De Groot J.J., Kestin J.The theory of the transient hot-wire method for measuring thermal conductivity // Physica B+C. 1976. V. 82. No 2. P. 392–408 DOI:10.1016/0378-4363(76)90203-5

7. Richard R.G., Shankland I.R.A transient hot-wire method for measuring the thermal conductivity of gases and liquids // International journal of thermophysics. 1989. V. 10. № 3. P. 673-686.DOI:10.1007/BF00507988

8. Минаков А.В., Рудяк В.Я., Гузей Д.В., Пряжников М.И., Лобасов А.С.Измерение коэффициента теплопроводности наножидкостей методом нагреваемой нити // Инженерно-физический журнал. 2015. Т. 88. № 1. С. 148-160.

9. Побережский С.Ю., Симанков Д.С.Измерение тепловой активности фторуглеродов импульсным методом горячей нити // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 74-74.

10. Шамсетдинов Ф.Н., Зарипов З.И., Садыков А.Х., Мухамедзянов Г.Х.Экспериментальная установка для исследования теплопроводности органических соединений при повышенных давлениях // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 14. С. 230-234.

11. Бикташев Ш.А. Накипов Р.Р., Габитов И.Р., Усманов Р.А., Зарипов З.И.Коэффициенты теплопроводности рыбьего жира в диапазоне температур 298-363 К и давлений до 30 МПа // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 4. С. 106-108.

12. Габитов И.Р., Накипов Р.Р., Бикташев Ш.А., Зарипов З.И., Усманов Р.А., Амирханов Р.Д.Теплофизические свойства бинарной смеси этиловый спирт – рапсовое масло // Вестник Казанского технологического университета. Т. 17. № 6. 2014. С. 113-116.

13. Turgut A., Tavman I., Tavman S.Measurement of thermal conductivity of edible oils using transient hot wire method // International journal of food properties. 2009. V. 12. No. 4. P. 741-747. DOI: 10.1080/10942910802023242

14. Božiková M., Hlavác P.Thermophysical and rheologic properties of biooil samples // Journal of Central European Agriculture. 2013. 14(3). P. 279-290. DOI: 10.5513/JCEA01/14.3.1318

15. Alvarado S., Marín E., Juárez A.G., Calderón A., Ivanov R.A hot-wire method based thermal conductivity measurement apparatus for teaching purposes // European journal of physics. 2012. V. 33. no. 4. P. 897. DOI: 10.1088/0143-0807/33/4/897

16. Okafor A.C., Nwoguh T.O.A study of viscosity and thermal conductivity of vegetable oils as base cutting fluids for minimum quantity lubrication machining of difficult-to-cut metals // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. V. 106. no. 3. P. 1121-1131. DOI: 10.1007/s00170-019-04611-3

17. Davis W. R.Hot-wire method for the measurement of the thermal conductivity of refractory materials // Compendium of Thermophysical Property Measurement Methods. 1984. V. 1. P. 231–254.

18. Božiková M., Hlaváč P., Vozarova V., Beláň Ľ.Experimental determination of soft wheat flour thermal parameters // Acta Technologica Agriculturae. 2015. V. 18. no. 1. P. 6-9. DOI: 10.1515/ata-2015-0002

19. Merckx B., Dudoignon P., Garnier J.P., Marchand D.Simplified transient hot-wire method for effective thermal conductivity measurement in geo materials: microstructure and saturation effect // Advances in Civil Engineering. 2012. V. 2012. DOI:1 0.1155/2012/625395

20. Варгафтик Н.Б.Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Наука, 1972. 721 с.

21. Ошина Л.А.Промышленные хлорорганические продукты. Справочник.М.:Химия, 1973. 656 с.

22. Физические величины. Справочник. Под редакцией И.С. Григорьева, Е.3. Мейлихова. М.:Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

23. Плесовских В.А., Дубовик О.А., Безденежных А.А.Физико-химия и технология производства мыла. СПб.: Химиздат, 2007. 336 с.

24. Бобылёв В. Н.Физические свойства наиболее известных химических веществ: Справочное пособие. РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2003. 24 с.

25. Чубик И.А., Маслов А.М. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. М.: Пищевая промышленность, 1970. 184 с.

26. Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И.Теплофизические характеристики пищевых продуктов. Справочник. М.: Пищевая промышленность, 1980. 288 с.

Читать статью полностью