рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Химия
/
Бесконтактные методы измерения электрической проводимости металлургических расплавов

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Бесконтактные методы измерения электрической проводимости металлургических расплавов

Бесконтактные методы измерения электрической проводимости металлургических расплавов - раздел Химия, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Из Бесконтактных Методов Измерения Электрической Проводимости Жидких Металло...

Из бесконтактных методов измерения электрической проводимости жидких металлов наибольшее распространение получили метод вращающегося магнитного поля, в которое помещается исследуемый проводник. Мерой проводимости в этом случае является момент сил, действующих на проводник. Наиболее полное теоретическое обоснование одного из вариантов метода и внедрение его в практику исследования электрической проводимости жидких металлов было осуществлено А. Р. Регелем. В методе, разработанном А. Р. Регелем, рассматривается система, состоящая из проводящей сферы радиусом R. Сфера подвешена на упругой нити и помещена во вращающееся магнитное поле, создаваемое катушками (рис.3.4). Система подобна асинхронному электродвигателю, различие состоит в том, что ротор заменен исследуемым образцом, а в статоре для получения однородного магнитного поля отсутствует железо. Расчет момента сил М, действующего на образец металла с удельной электрической проводимостью а, находящегося в однородном поле напряженностью Я, приводит к следующему уравнению:

Рис. 3.4. Схема бесконтактного измерения электрической проводимости расплавов во вращающемся магнитном поле: 1 — сфера с металлом; 2 — упругая нить; 3 — катушки

Принципиальная схема установки, работающей на методику вращающегося магнитного поля, не отличается от схемы вискозиметра по методу Швидковского Е.Г. рис. 3.5.


а	б

Рис. 3.5. Схема вискозиметра по методу Швидковского Е.Г: а – схема установки: б – схема регистрации.

Установка состоит из нагревателя, системы подвеса тигля, вращающих обмоток статора и системы регистрации показаний.

Корпус установки выполнен из немагнитных материалов для исключения влияния токов Фуко и снабжен водоохлаждаемой рубашкой.

Испытуемый образец находится в цилиндрическом тигле I , подвешенном на алундовой трубке 2, которая через цангу 3 крепится к молибденовой нити 4. Графитовый нагреватель 5 питается через токопроводы от понижающего трансформатора, управляемого через тиристорный блок высокотемпературным терморегулятором.

Проведение эксперимента начинают с откачки воздуха форвакуумным насосом из рабочего пространства установки. Затем осторожно впускают гелий. Далее включается нагреватель. Ручка терморегулятора устанавливается на половину шкалы, осуществляя тем самым прогрев установки. Выводят далее ручку терморегулятора на предельное значение. Показание температуры снимают с цифрового вольтметра с помощью градировочной таблицы.

По достижении заданной температуры и установки светового зайчика на нулевой отметке включением катушек производят закручивание подвесной системы. Снимают отсчет амплитуды с линейки и выключают ток катушек.

Измерения делают при выключенном нагревателе для избежания взаимодействия магнитных полей нагревателя во вращающемся магнитном поле. Опыт проводят для восьми температур.

Измерение температуры производится термопарой 6, расположенной под тиглем в центре нагревателя; выдержка при заданном положении ручки терморегулятора в течение 5-10 мин. выравнивает температуру в пространстве и в тигле. Как и в случае с вискозиметром система заполняется гелием.

Измерение угла закручивания производится при помощи отсчетной линейки 8, по которой скользит движущийся световой луч, отраженный от зеркальца 9.

Для определения электросопротивления в абсолютных единицах необходимо произвести градуировку по химически чистому эталону.

Известное значение электросопротивления эталона связано с углом закручивания следующим соотношением:

R_э= к₁ · l · r⁴ · I_ср² /Dφ, (3.20)

где l - высота образца жидкого металла; r - радиус в средней части образца; Dφ - угол закручивания; к₁- постоянная установки, определяемая в опытах с эталоном; I_ср - среднее значение силы тока в обмотках статора.

Поскольку l, r, к₁ и R_э - величины постоянные, можно записать:

R_э= к₁ · l · r⁴ · I_ср² /Dφ= к₂ · I_ср² /Dφ или

к₂= R_э ·Dφ/ I_ср². (3.21)

Зная к₂ можно определить электросопротивление не только эталонного образца, но и любого другого, имеющего те же размеры и форму.

R = к₂ · I_ср² /Dφ. (3.22)

Поскольку силу тока в обмотках тоже можно фиксировать (также величина постоянная I_э = const) можно вычислить электросопротивление по простой формуле:

R = к₂ · I_э ² /Dφ= к₃ /Dφ. (3.23)

Учитывая, что размеры и форма образца не изменяются можно записать окончательное выражение для расчета удельного электросопротивления:

ρ= к₄ /Dφ или

ρ= к₅ /А. (3.24)

Таким образом метод сводится к определению амплитуды А отклонения светового зайчика на полупрозрачной линейке, т.к. при малых углах амплитуда пропорциональна углу закручивания. Измерив амплитуду А, можно рассчитать для заданных температур расплава значения фактическое значение ρпо формуле (3.24).

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Тихоокеанский государственный технический университет...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Бесконтактные методы измерения электрической проводимости металлургических расплавов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области металлургии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Металл

Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия
Рассматриваемые нами системы состоят из большого количества частиц (атомов, молекул, ионов), находящихся в непрерывном движении. В соответствии с формой движения частиц различают поступательную и в

Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики – это фактически закон сохранения энергии. Он утверждает, что Существует аддитивная функция состояния термодинамической системы, называемая внутренней энергией U

Второй закон термодинамики. Энтропия
Энтропия, обозначаемая буквой S - экстенсивное свойство системы, была введена Клаузиусом, при анализе материала по тепловым двигателям, первоначально в виде так называемой "приведенной теплоты

Парциальное мольное свойство компонента раствора
Условимся обозначать символом любое полное экстенсивное свойство чистого вещества

Определение поверхностного натяжения
Жидкие вещества обладают хорошо известным характерным свойством сокращать свою поверхность, благодаря чему мелкие капли расплавленных металлов приобретают сферическую форму. Это явл

Методы измерения поверхностного натяжения
Существует значительное число методов измерения поверхностного натяжения легкоподвижных поверхностей раздела фаз жидкость - газ и жидкость - жидкость. Эти методы разделяются на: 1) статические; 2)

Определение проводимости расплавов материалов
К числу важнейших физических свойств металлических расплавов относится их электропроводность. Это свойство, как и вязкость, относится к структурно-чувствительным характеристикам, поэтому его изуче

Методы измерения проводимости расплавов металлов и сплавов
Методы измерения можно разделить на две группы: контактные и бесконтактные измерения. Контактный метод связан с погружением электродов в жидкий металл, находящийся в электроизмерительной я

Методы измерения электрической проводимости расплавленных шлаков
Как уже отмечалось, для измерения электрической проводимости оксидных расплавов преимущественно применяют контактные методы. Эти методы предполагают измерение электрического сопротивления распла

Определение плотности расплавов
Плотность d, одна из основных физических характеристик расплавов, непосредственно связана со многими другими (поверхностным натяжением, σ, сжимаемостью χ и теплоемкостью Сv, с динамичес

Методы определения плотности расплавов
В методе используется соотношение для массы тела, погруженного в жидкость. Под действием выталкивающей силы масса тела уменьшается на величину массы вытесненной жидкости ∆М:

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Рыжонков Д.И. и др. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1989. – 391 с. 2. Арсентьев П.П., Яковлев В.В., Крашенинников М.Г., Пронин Л.А., Филиппов Е.С. Физико-Химические

Термодинамический анализ
Результатом физико-химических процессов и фазовых превращений в металлах и сплавах при разных видах обработки являются исходные материалы, полученные на разных стадиях металлургических и литейных п

Алюмотермия
К пирометаллургическим способам относится металлотермия. Металлотермия (от металлы и греч . therme - жар, тепло), металлургические процессы, основанные на восстановлении металлов из их соединений (

Библиографический список
1. Белай Г.Е. Организация металлургического эксперимента. Москва. «Металлургия». 1993г. 2. Общая химическая технология. С. 125-126 3. Общая металлургия 4. Металлургия ред

Основные теоретические положения
Одним из приоритетных направлений современного материаловедения является разработка научных и технологических основ получения металлических порошков и их тугоплавких соединений – основного сырья по

Термодинамическая оценка реакций получения вольфрама и молибдена
Основой металлургических процессов получения металлов являются окислительно-восстановительные реакции, которые в общем виде представляют уравнением р/n MnXm + mM&acut

Порядок выполнения работы
1. Оценить термодинамическую возможность восстановления Mo и W из оксидных фаз. 2. Оценить термодинамическую возможность восстановления Mo и W из оксидных фаз в ионных расплавах.

Основные теоретические положения
Рассмотрим термодинамическую систему, в которой протекает некоторая обобщенная химическая реакция (3.1) &

Обработка результатов эксперимента.
Полученные результаты оформляют в виде таблицы 3.1 и представляют графически в координатах и

Поверхностное натяжение
Известно, что поверхность расплавленных металлов, как и других жидкостей, стремится к самопроизвольному сокращению. Этот факт говорит о существовании свободной энергии поверхности, т. е. о необходи

Поверхностное натяжение и смачиваемость
Термодинамика рассматривает поверхностное натяжение как меру изменения свободной энергии системы при изменении ее поверхности:

Методы определения поверхностного натяжения
В литературе выделяют следующие методы определения поверхностного натяжения металлов: метод отрывающейся капли, метод капиллярного поднятия, метод максимального давления, метод висячей капли и др.

Библиографический список
1. П.П. Арсентьев и др. Физико-химические методы исследования металлургических процессов. М.: Металлургия, 1989. 288 с. 2. О.И. Островский и др. Свойства металлических расплавов. М.: Метал

Порядок выполнения работы
Проведение эксперимента начинают с подготовки образца, Для этого вытачивается из заготовки исследуемого материала цилиндр диаметром 25-30 мм и высотой 80-100 мм. С таким расчетом, чтобы 1/4 объема