Способ определения показателя адиабаты газа Советский патент 1984 года по МПК F25B9/02 

11 Изобретение откосится к технике определения термодинамических и теплофизических свойств газов и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической энергетической и ряде других отраслей промьшшенности. Известен способ определения показателя адиабаты, основанный на определении химического состава исследуе мого газа и последующем расчете его показателя адиабаты по известным зависимостям 1 . Однако указанный способ отличаетс малой надежностью, невысокой точностью, высокой инерционностью. Способ определения показателя адиабаты газа с помощью газоанализаторов дает большую погрешность результата, трудоемок, предполагает знание состава газов в смеси, трудноосуществим в промышленных условиях (т.е. когда параметры газа имеют широкий диапазон по влажности, запыленности, давлению, температуре, расходу при изменяющемся химическом составе газа и т.д.) . Известен также способ определения показателя адиабаты газа путем его расширения и измерения параметров, заключающийся -в том, что исследуемый газ разгоняют в газодинамическом cort ле, имеющем угловой переход к сверхзвуковой части, измеряют статическое давление газа в критическом сечении сопла и полное давление газа, и по величине отношения этих давлений вычисляют с помощью известных аналити ческих зависимостей для идеального . газа показатель адиабаты исследуемо го газа. Данный способ дает возможность уменьшить время определения показателя адиабаты по сравнению с газоанализаторами 2J. Однако известный способ обладает невысокой точностью (особенно в случае разреженных газов) ,так как погрешность определения показателя адиабат в 4,5-5,0 раз больше погрешности изм рения давления, которая составляет н менее 0,5%. Кроме того, этот способ имеет ограниченную область применения так как предназначен для исследования только одноэлементных газов. Целью изобретения является повыше ние точности определения показателя адиабаты газа. Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения пока зателя адиабаты газа путем его расширения и измерения параметров, расшире ние газа производят в вихретоковой трубе с получением холодного и горяче го потоков и замеряют температурный перепад между ними, а показатель адиа баты определяют по отношению полученного температурного перепада к температурному перепаду, замеренному при 04 расширении газа с известным показателем адиабаты в этой же вихревой трубе при одинаковых условиях входа в вихретоковую трубу, перепадах давлений в ней и долях холодного потока. На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа определения показателя адиабаты; на фиг. 2 - экспериментально полученная зависимость отношения температурного перепада вихревой трубы при работе на исследуемом газе к температурному перепаду при работе на чистом воздухе при равных в обоих случаях условиях входа в вихревую трубу, перепадах давлений и коэффициенте с«1 от показателя адиабаты зс. Устройство содержит источник перепада давления, например компрессор 1, работакяций на напорную сеть, вихревую трубу 2, прибор 3, регистрирующий температурный перепад трубы, тем-пературу газа на трубе и давление raза на входе в трубу. Вход вихревой, трубы соединей с выходом компрессора 1, а горячий и холодный выходы вихревой трубы соединены с входом компрессора 1. Исследуемый газ поступает на вход вихревой трубы 2 и расширяется в ней, разделяясь на выходе из трубы 2 на два потока: холодный (с температурой, меньшей чем на входе ) и горячий (с температурой, большей чем на входе Л Затем холодный и горячий газ сбрасываются в компрессор 1. Прибор 3 регистрирует температуру газа на входе в трубу 2 и температурный перепад трубы 2. Прибор 4 регистрирует давление газа на входе в трубу 2 и перепад давления газа на трубе 2. Предварительно вихревую трубу тарируют на газе с известным показателем адиабаты, например, на воздухе, т.е. экспериментально получают в ви- графиков или таблиц параметрические зависимости величины температурного перепада от условий входа, перепада давлений и доли холодного потока вихревой трубы. По измеренным при работе на исследуемом газе значениям температуры и давления на входе в вихревую трубу перепада давления на ней и из- . вестной доле холодного потока находят по тарировочным зависимостям на воздухе соответствующий температурный перепад трубы при работе на воздухе , Затем определяют коэффициент «i и по нему с помощью графической зависимости (фиг. 2) определяют величину зе исследуемого газа. При недостаточной точности результата, полученной с помощью зависимости, представленной на фиг. 2, могут быть предварительно получены тариро рч ные зависимости не только для

воздуха I 1,4) г но и для аргона (,67), углекислого газа (,3) водорода () фреона ( 1,2) и др. В этом случае показЛель адиабаты исследуемого газа определяют интерполяционным путем.

Область применения способа может быть расширена и для исследования газа в случае, если перепад давлени на вихревой трубе недостаточен. Для

этого может быть использован подкачивающий насос 5 (фиг. 1), установленный последовательно с трубой.

Устройство может быть упрощено при исследовании газов, находящихся под большим давлением (2,0-3,5 ата

и выше). Для этого может быть использован газовоздуыный тракт, связывающий выход вихревой трубы с атмосферой, с установленным в нем регулирующим вентилем 6 (при этом специального источника перепада давления не требуется ).

Данный способ позволяет увеличить точность определения показателя адиабаты исследуемых газов по сравнению с прототипом в 2 и более раз, дает возможность расширить область применения по. сравнению с прототипом для исследования любых газов и их смесей (а не только однокомпонентных), с любым уровнем давления.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ АДНАКАТЫ ГАЗА путем его расширев атмосферу ния и измерения параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, расширение газа производят в вихревой трубе - с получением холодного и горячего потоков и замеряют температурный перепад между ними, а показатель адиабаты определяют по отношению полученного температурного перепада к температурному перепаду, замеренному при расширении газа с известным показателем адиабаты в этой же вихревой трубе при одинаковых условиях входа в вихретоковую трубу, перепадах давлений в ней и долях холодного-потока. (Л J оо 00 о 4 fto./

0.8