дящемся над поверхностью жидкости hia высоте h, -среднее число ударов молекул пара о поверхность жидкости, приходящихся на поглощение жидкостью одной молекулы пара, Vq-скорость свободного статического

И., равная /

2лт RT

газовая по-

стоянная, т-мол. вес, q-скрытая теплота И., к-коэффициент диффузии.

В случае статич. И. с поверхности круга конечных размеров, объем испаряющейся жидкости со всей поверхности равен:

k-v-m

где a-радиус круга и у-удельн. объем жидкости. Чтобы оценить статич. И., необходимо знать для паров данной жидкости коэфф. диффузии (см.) и его изменение с Г и другими факторами, мол. в; с, кривую упругости насыщенных паров и скрытую теплоту И.

Явление И. значительно осложняется, как только от статич. условий мы переходим к д и-намическим. При самом слабом движении воздуха количество испаряющейся жидкости значительно возрастает, т.к. увеличивается коэфф. диффузии: к = kyW In -

где fco-коэфф. диффузии в отсутствии движения воздуха, W-скорость воздуха вдоль испаряющей поверхности в см/ск. Случаи И. в динамич. условиях наиболее часто встречаются как в природе (т. к. обычно имеется или движение воздуха мимо испаряющей поверхности-ветер или, наоборот, движение самой испаряющей поверхности в воздухе- капли дождя), так и в технике, где особенно распространен cлyчJЙ И. жидкости, разбрызгиваемой в струе воздуха (двигатели внутреннего сгорания, работающие на карбюрируемом топливе, И. при пульверизации, и т. д.). Если рассматривать И. капли не слишком мало о радиуса а с точки зрения кинетической теории И., то для скорости И. с поверхности капли получим:

(ps - ws)

аВ + 1

RT 2лт

а 0 - скорость испарения с безграничной плоской поверхности.

Самым сложным, а вместе с тем и имеющим наибольш. значение в технике является случай И. при карбюрации. Основные процессы здесь следующие воздух просасывается через карбюратор; создающимся разрежением в струю этого воздуха засасывается из жиклера жидкое топливо, при выходе из жиклера струя топлива разбивается на тапли, несущиеся в потоке; вместе с тем начинается И. с капель в воздух и диффузия в последнем молекул образовавшихся паров топлива. Значительная часть капель, как показали опьггы в Научном автомоторном инстлтуте (НАМИ), вскоре оседает на стенке трубопровода и образует пленку жидкого топлива, движущуюся по трубе значительно медленнее (раз в 60) воздуха. С поверхности этой пленки тоже происходит И. топлива в воздух. В результате И. с поверхности капель

и с пленки жидкого топлива и диффузии молекул пара, в струе воздуха происходит смешение паров топлива с воздухом, и образуется горючая рабочая смесь.

Попытка дать теорию динамич. И. принад-ле1жит Кляфтену. Им построена теория И. с капель, прямолинейно движущихся в потоке воздуха и равномерно в нем распределенных. Кляфтен исходил из основного уравнения классической теории диффузии газов (в полярных координатах):

да* т а

d(.<pps)

где а-радиус капли, Z-время, Pg-давление насыщенных паров, к-коэфф-т диффузии. Интегрирование этого ур-ия дает:

<PPs =

sin(Aa) -AkZ

а, F sin(Aa )

00-радиус капли в момент начала И., п- коэфф. смешения, т. е. отношение веса воздуха к весу жидкости и паров, п-коэфф.

Фиг. 1.

Фиг.

смешения для случая, когда насыщение наступает при Z = oo. Теория Кляфтена очень несовершенна, так как не учитывает целого ряда очень важных факторов (упругости насыщенных паров около капель в зависимости от формы и размеров поверхности последних, неоднородности распыливания,нали-чия вихревых движений воздуха, И. с пленки и т. д.). Вследствие этого время полного И. капель, по теории Кляфтена, получается слишком малым, что не согласуется с данными, полученными из моторной практики. , Таким образом, полной теории динамического И. пока еще нет, и оценку И. приходится давать, лишь основываясь на срав- , нительных опытных данных. I

Для измерения И. с покоящейся жидко- I сти служат особые приборы, называемые ; испарителями, или эвапороме- трами. Самый простой и наиболее рас- , пространенный из них-испаритель Вильда (фиг. 1). На чашку неравноплечных весов наливается жидкость (слой толщиной 20 мм). ! При И. чашка делается легче, и уравновешивающий ее груз опускается. Стрелка показывает, сколько жидкости испарилось. Очень распространен для воды испаритель Лер-мантова (фиг. 2), состоящий из двух соединен, друг с другом сосудов AvlB.B испаритель наливают воду, пока не заполнится весь нижний сосуд (воздух из него выходит через трубку Д). Затем мехами через трубку Д

нагнетают в нижний сосуд воздух, этим подымают воду в верхний сосуд и закрывают соединительную трубку пробкой С. Вода испаряется в течение определенного времени из верхнего сосуда. Чтобы узнать, сколько испарилось воды, открывают пробку С, спускают воду в нижний сосуд и приливают мензуркой дополнительно новую воду, пока в нижнем сосуде не будет достигнут прежний уровень. В лабораторных условиях скорость статич. И. можно измерять или в открытых цилиндрах, по понижению свободного уровня жидкости (метод Винкельмана), или в закрытых цилиндрах по парциальному давлению паров. Для измерения И. в условиях, возмояшо близких к тем, какие имеются во всасывающих трубопроводах мотора (дина-мич. И.), НАМИ осуществлена следующая установка (фиг. 3). Жидкое топливо через карбюраторе: подается в трубу Т, через которую просасывается с помощью компрессора воздух (со скоростью до 40 м/ск). Часть топлива, образующая пленку на стенках трубопровода, в конце последнего улавливается захватными кольцами и стекает в собирательный сосуд Сх. Оставшиеся неиспарен-ные капли падают на рупорный экран Рэ и стекают в собирательный сосуд С. Т. о. оказывается возможным уловить всю неис-парившуюся в трубе часть топлива, а отсюда узнать и количество испарившегося топлива.

Ео всех случаях И. жидкость может испариться нацело лишь в количестве, к-рое соответствует давлению насыщения. Упругость насыщенного пара является важнейшим фактором для процесса И. Чем больше упругость насыщенных паров при данной t°, тем больше для насыщения требуется вещества, тем большее количество жидкости может испариться. Упругость насыщенных паров

Фиг. 3.

Плен/си /(опель fie испарившиеся остатки

равняется атмосферному давлению при f °,сми. Отсюда, чем ниже Г. данной жидкости, тем последняя более летуча , тем сильнее она испаряется.

Если обратимся к сложным жидкостям, являющимся смесями из целого ряда компонентов (а таковы все наши жидкие топлива-бензины, керосины, нефть, технические или моторные бензолы и т.д.), то они выкипают уже не при одной t°, а по фракциям. Так, в техническ. бензоле, представляющем смесь бензола, толуола, ксилола и сольвент-нафта, должна была бы сначала, ок. 80° выкипать бензольная фракция, затем, ок. 110°- толуольная, ок. 130°-ксилольная и т. д. На самом же деле кипение начинается действительно ок. 80°, но жидкость при дальнейшем подогреве продолжает все время нагреваться, и кипение идет ntnpi рывно до тех пор, пока все, даже трудно испаряющиеся фракции не улетят. Для характеристики таких

сложных жидкостей служит т. н. кривая разгонки (фиг. 4), дающая % по отношению к первоначальному весу (в технике, часто к объему) испарившейся части

Фиг. 4.

ЖИДКОСТИ до данной t°. Законы И, смесей очень сложны и до сего времени не выяснены.

Лит.: Хвольсон О. Д., Курс физики, т. 3, Берлин, 1923; Любославский Г., Основания учения о погоде, П., 1915; Вишняков С И., Теория карбюрации и расчет карбюраторов, М., 1927; Ш у л е й к и н В. В., Кинетическая теория испарения, ж , ч. физич., 1928, т. 50, стр. 527; Hans-brand е., Verdampfen, Kondensieren ц. Kiihleu, 6 Aufl., В., 1918; К 1 а 1 t е n Z., <cMotorwagen>s В., 1921, Н. И, 13, 14; Н е 1 п 1 е 1 п F., Experimentelle Untersuchung d. physikalischen Elgenschaften mitt-lerer u. schwerer Brennstofre, ibid., 1926, H. 4, 8, 26, 31; F о m i n W. und I r 1 s s о w A., Methoden z. Verdampfungsuntersuchung fliissiger Brennstolfe, ibJd., 1929. A. Ирисов.

ИСПЫТАНИЕМАТЕРИАЛОВ, экспериментальное определение их механич. и физич, свойств, знание которых необходимо для расчета сооружений и машин. В более узком смысле слова, под И. м, подразумевается механич, испытание с целью выяснения механич, прочности материала. На практике применяются следующие виды механич. испьггания: 1) на разрыв (растяжение), 2) на раздробление (сжатие), 3) на изгиб, 4) на загиб, 5) на кручение, 6) на твердость, 7) на усталость, 8) на удар, 9) на износ, 10) на обрабатываемость и 11) технологические пробы. Для различных специальных материалов (бумага, проволока, жесть, ремни, цементы, камень, дерево, дорожные материалы) употребляются, кроме того, особые методы, здесь не упомянутые.

I. Испытание на разрыв. Испытание на разрыв представляет собой основной и наиболее распространенный вид И. м. Для производства испытания слуяш,т испытательные машины, назначение к-рых сообщать образцу из испытуемого материала удлинение и одновременно измерять величину растягивающей силы. По механической схеме различаются машины: а) задающие постоянную скорость деформации (например посредством винтового пресса) и б) задающие постоянную скорость нагру-жения (напр. посредством равномерного перемещения груза по нагружающему рычагу). Отчетливое изучение законов механич, сопротивления материалов возможно только при первой схеме, почему она получила почти исключительное распространение. По техническим приемам работы машины классифицируются в зависимости от устройства а) механизма для производства деформации и б) механизма для измерения силы. Первый обычно бьшает или

механическим, в узком смысле слова, или гидравлическим, В первом случае применяется почти исключительно винт, натягиваемый шестерней с червячной передачей; при вращении червяка шестерня, играющая роль гайки винта, втягивает или выталкивает последний. В более мощных машинах таких винтов, которые работают параллельно, бывает несколько (до четырех). Нагрузка машины производится или вручную, или от

Фиг. 1.

электромотора (в последнем случае непосредственно), или при помощи трансмиссии. Для работы на разных скоростях либо ставят моторы, допускающие достаточно широкое изменение скоростей, либо между мотором и машиной включают специальную переменную передачу. Последняя строится или по принципу фрикционной передачи (европ. система) или по принципу коробки скоростей (ам рик. система). При наличии механич. двигателя параллельная возможность работы от руки является обязательной для каждой машины, так как пользование зеркальным прибором для измерения упругих деформаций при работе мотора невозможно.

Гидравлическое производство деформаций достигается посредством гидравлического пресса, особенно часто-при машинах большой мощности (свыше 100 т). В простейших случаях употребляется простой ручной насос, которым рабочая жидкость (обычно - касторовое масло) нагнетается под поршень машины, с давлением до 200 atm. При более крупных установках применяются электромоторы. Гидравлич. привод позволяет работать на аккумуляторах, в к-рых жидкость под определенным рабочим давлением заготовляется впрок. Аккумуляторы бывают гравитационные, паровые и воздушные; последние применяются обычно лишь при отдельных машинах для смягчения толчков насоса, тогда как первые и вторые обслуживают группу машин. В этом случае громоздкие аккумуляторные и насосные установки м. б. вынесены из машинного зала, а управление машинами становится особенно простым и заключается лишь в приоткрывании или за-JtpHBaHHH распределительного крана.

Механизм, измеряющий сил у, применяется обычно одного из следующих четырех типов: 1) рычаг с грузом, 2) пружинный динамометр (с рычажной передачей и без нее); 3) металлич. манометр; 4) ртутный манометр.

1) Рычаг с грузом применяется в трех видоизменениях: подвижной груз, неподвижный груз и маятниковый рычаг. Подвижной постоянный груз перемещается по длинному плечу снабисен-ного шкалой рычага, на короткий конец которого измеряемая сила действует непосредственно (Мор и Федергаф) или после многократного уменьшения системой промежуточных рьгаагов (Олсен, Риле, Альфа). Перед каждым отсчетом рычаг приводится в горизонтальное положение, проверяемое язьгакамй, как у десятичных весов, стрелкой с рычажной передачей или уровнем. Груз снабжен указателем с нониусом, по которому берется отсчет шкалы. К этой группе машин относится большинство рычажных машин: русские-А. Гагарина, германские--Мора и Федергафа, Лозенгаузена, английские - Буктона, американские-Ол-сена. Риле и шведские - Альфа. Большей частью эти машины снаблсаются автоматич. приспособлением,устанавливающимподвиж-ной груз в положение равновесия (часовой механизм, электромагнитная связь, фрик:-ционный механизм, переключатель перемещающего груз мотора и т. п.). На фиг. 1 изображена получившая большое распространение рычажная машина Мора и Федергафа (изготовляется силою до 50 т). Здесь А-нижний захват образца, опускаемый с помощью механич. привода, заключенного в цоколь машины и обслуживаемого мотором М; В-верхний захват, передающий нагрузку при помощи системы рычагов и тяг С, D на рычаг со шкалой Е, по к-рому перемещается уравновешивающий груз F. 41еподвижный переменный груз остается прилоленным к одной и той не точке рычага, но изменяется по величине так, чтобы рычаг становился каждый раз в горизонтальное положение. Груз составляется при этом из десятичного набора гирь, которые вешаются на рычаг в определенной последовательности. Способ этот обладает большой точностью и применяется в наиболее точных машинах Мартенса (фиг. 2), Эмери (Селлерс), Вердера. Машина Эмери (имеется в Механической лаборатории Ленинградского политехнического института) отличается совершенно исключительной чувствительностью, вполне отвечающей точности, с к-рой м.б. измерена сила. Построенная впервые для арсенала Уотертаун близ Бостона, она позволила при испытании разорвать железный стержень диаметром 125 мм с измеренным сопротивлением в 328 т и вслед за ним конский волос толщиной 0,075 мм с сопротивлением в 450 г. Маятниковый рычаг измеряет момент уравновешивающего груза посредством изменения угла наклона маятника. При этом сила, действующая на короткое плечо маятника, в малых машинах передается непосредственно от образца, в больших же машинах - уменьшена системой