ТЕПЛОПРИЕМНИК Российский патент 1995 года по МПК G01K17/02 

Изобретение относится к калориметрическим измерениям и может быть использовано для определения КПД горелок, в частности горелок стола бытовых газовых плит.

Известен теплоприемник для определения КПД горелок стола плит, который содержит алюминиевый сосуд определенных размеров с заданной массой воды, крышку и термометр, закрепленный в центре крышки [1].

Для определения КПД теплоприемник устанавливается над горелкой, КПД которой измеряется, и производятся замеры мощности горелки, времени нагрева и температуры воды. По опытным данным рассчитывается величина КПД.

Недостатками указанного теплоприемника являются необходимость проведения подготовительных операций, измерение нескольких параметров в ходе опыта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплоприемник, содержащий цилиндрический сосуд, заполненный водой, змеевик, крышку, два термометра, закрепленных в крышке, и термостат, который шлангами соединен со змеевиком. Змеевик размещен в сосуде и через него циркулирует определенный расход воды, подаваемый из термостата, с фиксированной начальной температурой [2].

Для определения КПД теплоприемник устанавливается над горелкой плиты и производится измерение разницы температур воды на входе и выходе из теплоприемника. По полученным данным рассчитывается величина КПД.

Недостатком прототипа является конструктивная сложность. Использование в качестве калориметрической жидкости воды, имеющей высокую теплоемкость, увеличивает время эксперимента, кроме того, коэффициент объемного расширения воды величина непостоянная, в связи с чем изменение начальной и конечной температур опыта влияет на точность измерения.

Цель изобретения - упрощение устройства при одновременном повышении точности измерения.

Это достигается тем, что предлагаемый теплоприемник снабжен вторым сосудом меньшего размера, размещенным в первом таким образом, что их боковые стенки и днища образуют замкнутую, заполненную жидкостью полость, которая сообщена через закрепленный на боковой стенке первого сосуда в верхней ее части штуцер со стеклянной трубкой, имеющей измерительную шкалу.

Замкнутая полость заполнена жидкостью, имеющей постоянный коэффициент объемного температурного расширения: 50%-ными водными растворами нитрата аммония или карбамида.

При использовании указанных растворов смещение начальной и конечной температур опыта, например, в результате испарения воды не влияет на точность измерения. К тому же растворы имеют величину теплоемкости меньшую, чем вода, что позволяет сократить время опыта и дополнительно повысить точность измерений.

На чертеже представлен предлагаемый теплоприемник, продольный разрез.

Теплоприемник содержит сосуды 1 и 2 (например, из алюминия), крышку 3, стеклянную трубку 4 с измерительной шкалой 5. Боковые стенки и днища сосудов образуют полость 6, заполненную жидкостью 7. Полость 6 сообщается с трубкой 4 через штуцер 8.

Для фиксации начала и конца измерений на шкале 5 нанесены метки. Объем жидкости в трубке 4 между метками составляет 10 см³.

Для определения КПД теплоприемник, являющийся калориметром переменной температуры, устанавливается над горелкой 9. При работе горелки (источника тепла) пламя сгорающего газа нагревает теплоприемник и жидкость в полости. Вследствие теплового расширения жидкости 7 повышается ее уровень в трубке 4. Фиксируя время τ ( с), прохождения уровня жидкости в трубке 4 между двумя метками, определяют КПД горелки по формуле:
η = · 100 % где А - водяное число теплоприемника (или тепловое значение калориметрической системы), рассчитываемое или определяемое экспериментами, кДж;
N - мощность горелки, кВт;
К - поправочный коэффициент, зависящий от вида применяемой жидкости для заполнения полости 6.

Использование предложенного устройства позволяет вести исследования, измеряя лишь один параметр, что снижает трудоемкость и продолжительность калориметрического эксперимента.

Использование: определение КПД горелок бытовых плит. Сущность изобретения: замкнутая полость между боковыми стенками и днищем двух сосудов заполнена жидкостью и через штуцер сообщена со стеклянной трубкой, имеющей шкалу. В качестве жидкости использованы 50%-ные водные растворы нитрата аммония или карбамида. 1 ил.

ТЕПЛОПРИЕМНИК, содержащий снабженный крышкой первый цилиндрический сосуд с жидкостью, отличающийся тем, что, с целью упрощения теплоприемника при одновременном повышении точности измерения, в него введен второй сосуд, размещенный внутри первого с образованием замкнутой полости между их боковыми стенками и днищами, заполненной 50%-ным водными растворами нитрата аммония или карбамида, а первый сосуд снабжен штуцером со стеклянной трубкой, имеющей измерительную шкалу, закрепленным в верхней части его боковой стенки и сообщенным с замкнутой полостью.