Влияние нагрева на изменение веса тела в различных жидкостях

Любовь Николаевна Буркова (Lyubov' N. Burkova), Александр Николаевич Кондрашов (Alexander N. Kondrashov), Константин Анатольевич Рыбкин (Konstantin A. Rybkin), Иван Олегович Сбоев (Ivan O. Sboev)

Аннотация


В работе экспериментально изучено влияние нагрева на изменение веса тела, помещенного в вязкую жидкость. В качестве объекта исследования использовался конус из сплава Розе, внутри которого располагался электрический нагреватель. В ходе выполненных экспериментов проводилась оценка изменения веса нагреваемого конуса со временем. В качестве рабочих жидкостей выступали дистиллированная вода и глицерин. Для обеих сред показано быстрое уменьшение веса тела в момент включения источника питания с последующим его возрастанием. В момент отключения источника питания наблюдалось резкое увеличение веса, а по окончании опыта его значение оказывалось меньше начального. Эти явления объясняются тем, что при возникновении конвективных течений на погруженное в жидкость тело начинала действовать дополнительная выталкивающая сила, и, как следствие, вес тела уменьшался. Последующее увеличение веса связано с изменением температуры, а значит, и плотности жидкости, вблизи нагретого конуса. Также, в работе исследовались структуры потоков, возникающих при одинаковых интенсивностях нагрева в разных жидкостях. Путем добавления в глицерин флуоресцентных красителей была получена картина конвективных течений в плоскости лазерного ножа; при помощи взвеси светоотражающих частиц проведена оценка скорости течения жидкости. Скорость частиц вблизи поверхности конуса оказалась максимальна и в воде достигала 3.4 мм/с. Однако наибольшее изменение веса составило всего 0.03%. Заметнее оказалось уменьшение веса тела в глицерине, которое составило 0.13 % от начального значения.

Поступила в редакцию 19.03.2017; принята к опубликованию 05.05.2017



Полный текст:

PDF

Литература


Andrä W. Temperature distribution as function of time around a small spherical heat source of local magnetic hyperthermia. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999, vol. 194, no. 1, pp. 197–203.

Martynenko O. G. Khramtsov P. P. Free-convective heat transfer: with many photographs of flows and heat exchange. Berlin: Springer, 2005. 518 p.

Koca A. Oztop H. F. Varol Y. The effects of Prandtl number on natural convection in triangular enclosures with localized heating from below. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2007, vol. 34, no. 4, pp. 511–519.

Kuznetsov G. V., Sheremet M. A. Conjugate heat transfer in an enclosure under the condition of internal mass transfer and in the presence of the local heat source International Journal of Heat and Mass Transfer. 2009, vol. 52, no. 1, pp. 1–8.

Aminossadati S. M., Ghasemi B. Natural convection cooling of a localised heat source at the bottom of a nanofluid-filled enclosure European Journal of Mechanics B/Fluids. 2009, vol. 28, no. 5, pp. 630–640.

Yu Z.T. Prandtl number dependence of laminar natural convection heat transfer in a horizontal cylindrical enclosure with an inner coaxial triangular cylinder International Journal of Heat and Mass Transfer. 2010, vol. 53, no. 7, pp. 1333–1340.

Eslami M. Jafarpur K. Laminar free convection heat transfer from isothermal convex bodies of arbitrary shape: a new dynamic model. Heat and Mass Transfer. 2012, vol. 48, no. 2, pp. 301–315.

Bergman T.L. Fundamentals of heat and mass transfer. Hoboken: Wiley, 2011. 1048 p.

Gibanov N. S. Sheremet M. A. Influence of a form and the sizes of a local energy source on regimens of convective heattransfer in a square cavity. Computer researches and modeling. 2015, vol. 7, no. 2, pp. 271–280 (In Russian).

Amato W.S., Chi T. Free convection heat transfer from isothermal spheres in water. International Journal of Heat and Mass Transfer. 1972, vol. 15, no. 2, pp. 327–339.




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2017-1-26-30

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.



ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990
Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2017