Тепломассообмен при взаимодействии ферросилиция и алюминиевого сплава с водой

Методика ведения экспериментов

Для описания явления во всей полноте приходится прибегать как к методам термодинамики, так и к смежным дисциплинам, трактующим процесс с точки кинетики. В данном разделе ставится задача выявить роль тепломассообмена в ходе химических и физических превращений сплавов в оксиды.

Опыты по изучению тепломассообмена проведены в стеклянном сосуде и металлическом реакторе (см. раздел 3.4). На данном этапе исследовалась интенсивность теплоотдачи от кубика сплава ферросилиция ФС 90 Ба4 и частиц сплава А-98КаМг к циркулирующему потоку.

В центре кубика со стороной (8 — 12)•10−3 м устанавливают термопару, отверстие для термопары (dотв = 3•10−3 м) заливают эпоксидной смолой, предварительно изолировав спай термопары слоем хлопка (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема заделки спая термопары в образец:

1 — кубик сплава, 2 — эпоксидная смола, 3 — слой хлопка, 4 — спай термопары.

Контакт между термопарой и телом кубика контролируют тестером. В качестве вторичного прибора используют потенциометр КСП-4.

Одновременно с записью температуры среды фиксируют температуру центра образца. Измерение температуры поверхности образца выполняют термопарой со щупом при проведении реакции в открытом сосуде.

Оценку инерционности системы проводят следующим образом: в открытый сосуд с кипящей водой погружают спай термопары и начинают отсчет времени. Прибор отображает повышение температуры до 93 °C за 5 с, через 60 — 90 с устанавливается температура 99 °C.

При погружении спая термопары в сосуд с маслом, нагретом до 180 °C, прибор через 5 с фиксирует 115 °C, через 55 с — 165 °C и через 180 с устанавливается температура 180 °C. Расчет стехиометрических (теоретических) температур дан в приложении А.