[LT] Izoterminio suspaudžiamumo ir temperatūrinio išsiplėtimo koeficentų nustatymo būdas panaudojamas šiluminėje technikoje skysčių ir dujų fizikinių savybių nustatymui. Tyrinėjamoje terpėje sužadinami ultragarsiniai virpesiai, išmatuojamas slėgio ir temperatūros pokytis, bangos ilgis ir/arba virpesių dažnis. Izoterminio suspaudžiamumo koeficentas apskaičiuojamas pagal formulę:@@@@@kur ńt- izoterminiosuspaudžiamumo koeficentas, @ - bangos ilgis,@ P - slėgis,@ T- temperatūra.@ Papildomai nustatomas šiluminio išsiplėtimo koeficentas pagal formulę:
[EN]
[0001] Išradimas priskiriamas šiluminei technikai ir jame aprašomi skysčių ir dujų fizikinių sąvybig nustatymo būdai, kurie gali būti betarpiškai pritaikyti izoterminio suspaudžiamumo ir temperatūrinio išsiplėtimo koeficientų apskaičiavimui pagal jų izobarinio ir izochorinio šilumos imlumo reikšmes.
[0002] Žinomas skysčio suspaudžiamumo nustatymo būdas ( Hayward A. T. J. - Brit. J. ftppl. Phys., 1967. V. 18, . p. p. 975- 977), numatantis dujų arba skysčio tūrio suspaudimą aukšto slėgimo inde, esant pastoviai temperatūrai T, tūrio V reikšmių apskaičiavimą, kintant slėgimui P, ir sekantinio suspaudžiamumo nustatymą pagal lygtį:
[0003]
[0004] Jo trūkumai - žemas tikslumas ir tai, kad suspaudžia-mumas, apskaičiuotas šiuo būdu, negali būti pritaikytas termodinamikoje, kadangi suspaudžiamumo koeficientas, turintis konkrečią fizikine prasmę, apskaičiuojamas taip:
[0005] Be to, būdas pasižymi nepatenkinamu rezultatų palyginamumu, kadangi Jb reikšmės priklauso nuo slėgimo ki timo k P) i r tūrio kitimo(4 vj intervalų pasirinkimo.
[0006] Artimiausias išradimui yra tangentinio suspaudžiamumo nustatymo būdas ( ISO 6073- 1980 ( E) Hidraulic fluid power - Petroleum fluids - Prediction of bulk module), kurio metu dujų arba skysčio tūris suspaudžiamas aukšto slėgimo inde, esant pastoviai temperatūrai, ir apskaičiuojamas sekantinis suspaudžiamumas, kuris po to perskaičiuojamas į tangentinį suspaudži arnumą, panaudojant empirinius koeficientus arba nomogramas, sustatytas pagal minėtus paskaičiavimus. Šiam būdui būdingi tokie pat trūkumai, kaip ir ankstesniajam - žemas tikslumas, nepatenkinamas rezultatų palyginamumas, sunkus skirtingų skysčių, dujų duomenų palyginimas.
[0007] Išvardinti trūkumai išlieka ir tuomet, kuomet šie būdai naudojami temperatūrinio išsiplėtimo koeficiento nustatymui, kadangi jiems būdinga ta pati pagrindinė operacija - tūrio kitimo intervalų nustatymas, kintant temperatūrai ir slėgimui.
[0008] Sio išradimo tikslas - padidinti izoterminio suspaudžiamumo ir temperatūrinio išsiplėtimo koeficientų nustatymo tikslumą.
[0009] šis uždavinys išsprendžiamas tuo, kad terpėje, kurioje būtina nustatyti izoterminio suspaudžiamumo ir tempera-tūrinio išsiplėtimo koeficientus, sužadinami virpesiai ir nustatomas bangos ilgis arba virpesių dažnumas, o koeficientai apskaičiuojami pagal formules:
[0010]
[0011] Virpesiai gali būti sužadinami ultragarsu, o išvestinės
[0012]
[0013] Būdas gali būti įgyvendintas fig. l pavaizduotu įtaisu. Korpusas 1 per kiaurymę 2 užpildomas tiriamuoju skysčiu 3, pavyzdžiui, vandeniu, ir izoliuojamas nuo išorės elastinga pertvara A ( tai nėra būtina, jei tiriamasis skystis yra vienu metu ir parduodantysis slėgimą.), ir patalpinamas į neparodytą indą, kuriame keičiamas slėgimas ir temperatūra. Tuomet į elektrodus 5, 6, sumontuotus pjezokristalo 7 paviršiuje, perduodama 5- 10 MHz dažnumo kintama įtampa, kuri pjezoefekto dėka transformuojama į ultragarsinę bangą, praeinančią per skystį priimančio pjezokristalo 8 kryptimi, ir kurios poveikis kristalui vėl transformuojamas į kintamą įtampą, nuimamą nuo elektrodų 9, 10. Signalai registruojami, apdorojami ir analizuojami kontrolinės- matavimų aparatūros bloku ( neparodytu;.
[0014] Ultragarso greitis C terpėje, užpildančioje akustinį skyrių, kurį sudaro korpusas ir kristalai 7, 8, ( šiuo atveju atliekantys rezonatoriaus funkciją), priklausantis nuo n- tojo rezonansinio piko dažnumo fn , apskaičiuojamas sekančiai:
[0015] Bangos ilgis apskaičiuojamas iš reiškinių ( l) arba ( 2), turint omenyje, kad
[0016]
[0017] Po to keičiamas slėgimas P, esant pastoviai temperatūrai T, ir temperatūra, esant pastoviam slėgimui, ir nustatomos bangų ilgio reikšmės ) n , esant skirtingiems P ir
[0018] T.
[0019] Turint šias reikšmes, apskaičiuojamas izoterminio suspaudžiamumo koeficientas:
[0020]
[0021] apskaičiuojamos, pavyzdžiui,
[0022] skaitmeniniu diferencijavimu kompiuterio, įmontuoto į kontrolinės- matavimų aparatūros bloką ir esančio grįžtamojo ryšio su neparodytais elektroninės blokschernos elementais sistemoje, pagalba.
[0023] Tikslumo padidinimui matavimai atliekami dviejuose arba daugiau matavimų skyriuose su tiriamuoju skysčiu, kurie ištiriami, pavyzdžiui, per komutatorių vienu ir tuo pačiu kontrolinės- matavimų aparatūros bloku. Skyriai gali būti padaryti viename korpuse ir atskirti dvejais pjezokristalais 7, 8. Vieną skyrių galima panaudoti slėgimo davikliu, kitą - temperatūros, o likusieji, kurių kiekis nustatomas matavimų tikslais ir sąlygomis, užpildomi tyrinėjamu skysčiu ( skysčiais).
[0024] Siuo būdu žymiai tiksliau nustatomi izoterminio suspaudžiamumo ir temperatūrinio išsiplėtimo koeficientai, kadangi aprašytuoju rezonatoriniu įtaisu nustatomas ultragarso greitis' v 1 , 5* 10" 4 % , virpesių dažnumas r- f 10~ 5%, slėgimas " O , 01 MPa ir . temperatūra^ 10~ 2 t 10~ 3 " C tikslumu.
[0025] Be to, šiuo būdu, atliekant tas pačias operacijas ir naudojant tuos pačius įtaisus, galima nustatyti adiabatinį suspaudžiamumą. Turint izoterminio ir adiabatinio suspaudžiamumo reikšmes, apskaičiuojamas šiluminių imlumų santykis:
[0026] Žinant temperatūrinio išsiplėtimo koeficientą, apskaičiuotą šiuo būdu, galima atskirai apskaičiuoti Cp ir
[0027]
[0028] Anksčiau šig apskaičiavimų tikslumas siekdavo 40% ir mažiau, kadangi koeficientai ir y^ T būdavo apskaičiuojami netiksliai arba neapskaičiuojami visai.
1. Izoterminio suspaudžiamumo koeficiento nustatymo būdas, kurį sudaro tyrinėjamos terpės slėgimo ir temperatūros kitimas, šiu dydžig išmatavimas ir koeficiento nustatymas iš lygties, besiskiriantis tuo, kad tyrinėjamoje terpėje sužadina virpesius, nustato bangos ilgį ir/arba virpesig dažnumą. , o izoterminio suspaudžiamumo koeficientą, apskaičiuoja iš reiškinio:
2. Budas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad terpėje sužadina ultragarsinius virpesius.