freakpp055

108

Procedury pomiaru bazowego oraz końcowego powierzchni modelu naftalenowego są prawie takie same. Różnica może wystąpić na etapie określania powiązania układów współrzędnych. Etap ten może być zmieniony, w celu zwiększenia dokładności, gdy punkty powiązania są wyszukiwane, a nie zadawane z góry. Etap ten może być również zupełnie pominięty w czasie pomiaru końcowego, jeżeli błąd mocowania modelu jest znacznie mniejszy niż odległości pomiędzy punktami pomiarowymi. Jak z tego widać, bez automatyzacji procedura pomiaru powierzchni profilu naftalenu nie spełniłaby wymagania powtarzalności i szybkości. Aby program sterujący pomiarem mógł wykonywać całą procedurę, musi korzystać ze zbioru danych, w którym są zawarte dane wykorzystywane w trakcie wiązania układów współrzędnościowych, współrzędne punktów odniesienia, współrzędne punktów pomiarowych, dodatkowe dane sterujące, oraz do którego będą zapisywane wyniki realizacji poszczególnych etapów procedury.

Gęstość naftalenu w stanie stałym, niezbędna do przeliczania wyników bazowego i końcowego pomiaru profilu modelu naftalenowego na jednostkowy ubytek naftalenu, jest niestety nie tylko mocno uzależniona od metody oraz warunków otrzymywania modelu naftalenowego, ale także od położenia na modelu. Analiza publikowanych danych prowadzi do wniosku, że najlepsze są rezultaty uzyskane przez autorów publikacji [9]. W związku z tym do określenia gęstości naftalenu w stanie stałym w zakresie temperatury 288-313 K można się posługiwać zależnością:

(6.5)

gdzie: p_SN - gęstość naftalenu w stanie stałym, kg/m³,

T_n - temperatura naftalenu, K,

aproksymującą wyniki pomiarów przedstawione przez autorów. Z powodów opisanych wcześniej przyjęto arbitralnie błąd dwukrotnie większy niż odchylenie standardowe średniej podane w pracy [9].

6.2.3. Gęstość par naftalenu w powietrzu

Eksperymenty są wykonywane w laboratoriach, z których powietrze zanieczyszczone naftalenem jest usuwane na zewnątrz. W związku z tym nad powierzchnię naftalenu zawsze napływa powietrze, w którym stężenie naftalenu jest równe zeru lub zbliżone do zera.

Zatem w przepływach zewnętrznych zawsze Pvn,oo ⁼ 0, ponieważ, poza warstwą przyścienną, w przepływającym powietrzu nie ma par naftalenu. W przypadku badania przepływów wewnątrzkanałowych sprawa jest trudniejsza. Gdy mamy pewność, że w rdzeniu przepływu nie będzie naftalenu (mała

względna długość kanału, niska turbulencja przepływu, brak zawirowań w przepływie), można przyjmować, tak jak w przepływach zewnętrznych, Pvn,°° ⁼ 0- Natomiast gdy takiej pewności nie ma lub wiadomo, że w modelowanym zjawisku cieplnym za temperaturę odniesienia będzie przyjmowana średnia temperatura płynu, za charakterystyczną wartość gęstości naftalenu w powietrzu przyjmuje się jej wartość średnią w przekroju prostopadłym do przepływu, określoną z zależności:

PVN,°o(*) =

p_Am_v>J(x)

m_A

(6.6)

gdzie: x- współrzędna zgodna z kierunkiem przepływu, przyjmująca wartość zero na krawędzi wlotowej powierzchni naftalenu, p_A- gęstość powietrza, kg/m-\ m_A - masowe natężenie przepływu powietrza, kg/s, rhvn(^x) ‘ strumień par sublimującego naftalenu w przekroju kanału

o współrzędnej x, będący całką gęstości strumieni z powierzchni kanału od 0 do x, określany zależnością:

mwW = J

_ 1

^^r'\=const

m(r)

dr|_x_

At_T

\

dx, kg/s

(6.7)

6.2.4. Gęstość par naftalenu przy powierzchni naftalenu

Ciśnienie nasycenia pary naftalenu w temperaturze pomiaru jest bardzo małe, co powoduje, że ciśnienie cząstkowe pary naftalenu w powietrzu przepływającym przez sekcję pomiarową jest bardzo niskie (masowy udział naftalenu w powietrzu jest nie większy niż 0,02% [6]). W związku z tym można stosować termiczne równanie stanu gazu doskonałego, które przy powierzchni naftalenu można zapisać w postaci:

PVN -

PVN

^RN^TA-VN

(6.8)

gdzie: py^j - ciśnienie cząstkowe par naftalenu, Pa,

R_n - indywidualna stała gazowa naftalenu, 64,867 J/(kg-K) - określona na podstawie uniwersalnej stałej gazowej; R = 8314,3 J/(kmolK) -[11]