Способ определения показателя адиабаты смеси газов (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G01N25/20 

де г„„р ,

г соответственно наружный и внутренний .радиусы емкости;

Р , йоотввтственно начальное и- конечное давления смеси газов; TL Т..,.,- соответственно температуиН пи(Л .

ры внутренней и наружной

поверхностей емкости перед охлаждением;

ч ™« соответственно температуры ВН НС(р внутренней и наружной поверхностей емкости после охлаждения;

t время охлаждения смеси га-. зов;

7 коэффициент теплопроводности материала емкрсти.

1. Способ определения :Покачателя адиабаты смеси газов, вк/воча щий заполнение емкости анализируемо смесью газов, ее нагрев, измерение температуры внутренней поверхности емкости в начале и в конце процесса itarpena и расчет показателя адиабаты смеси газов, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости эксперимента, повышения тошюсти и расширения диапазона, перед заполнением емкости измеряют ее внутренний и наружный рад1гусы, время нагрева, температуру наруяагой поверхности емкости и давление смеси газов в начале и конце нагрева, а показатель К адиабаты рассчитывают по формуле ( НИР 8К бн Чс.;«р-Пн)ч н«р- ;«) где г -ССОТЕСТСТБвИНО ВНуТре1НП1Й («р и наружны емкости; Р,Р -соответственно конечное и натачьное давление смеси газов; т соответственно температур кар вн ры наружной и внутренней поверхностей емкости перед нагре1зом; т - соответственно темнератуИе-г ft Н ры наружной и внутренней поверхносте емкости после нагрева; t: - врнмя аагрлва смеси газов; д - коэ

Изобретение относится к теплотехнике Я может быть использовано для определения показателя адиабаты смесей газов, Показатель адиабаты (К) для инди видуальиых газов вычисляется поих физико-химическим свойствам, а для смесей газов он определяется как отношение теплоемкости (Ср) при постоянном давлении к теплоемкости (С) при постоянном объеме. Цель изобретения - повышение точности и снижение стоимости эксперимента, расширение диапазона исследований. На чертеже изображена схема установки для осуществления способа. Установка включает цилиндрическую емкость 1, заполняемую анализируемой смесью газов и снабженную теплоизоляцией 2 и 5, измерители температуры 3 и 4 наружной и внутренней поверхности емкости, клапаны 6 и 7, измеритель 8 давления. Оба варианта способа определения осуществляются следующим образом. Вначале измеряют внутренний г„ и наруяшый г. радиусы емкости 1 . Затем открытием клапанов 6 и 7 производят продувку емкости 1, потом закрывают клапан 6, когда давление в емкости поднимается до рабочего, закрывают и клапан 7. Заполненную смесью газов емкость подвергают нагреву или охлаз дчению в зависимости от того, меньше температура смеси газов или больше, чем температура ркружающей среды, т.е. осуществляют первый или второй варианты способа. При этом измеряют температуры внутренней Трц и наружной поверхностей емкости и давление смеси газов в начале Р и в конце Р процесса нагрева или охлаждения смеси газов и время нагрева или охлаждения. Варианты способа определения поясняются пргшерами их выполнения. Пример 1. Цилиндрическая емкость Гц„ 0,025 м, 0,030 м из стали Х18Н9Т (коэффициент теплопроводности ) теплоизолиМградрованная с торцев заполнялась азотом при температуре К (-100°С) до давления 1,5 МПа (15 кг/см). Температура внутренней поверхности емкости к моменту начала нагрева смеси т ,,250 К (, а температура наружной поверхности 253 К (-20°С), давление ,57 МПа (16 --,2). см Через промежуток времени ,8 с измеряемые параметры имели след ющие значения: Р -2,36 МПа (24 ---), т 270 К () и Т ,,, К (-ГС) . При подстановке этих значений в формулу получили (0,025) Infj lf (2,36-1,57)-to , Ь:5:5Г Т25з:25оГ 127Г-27о5Г° П Р И М е Р 2. Цилиндрическая емкость Гц„ 0,025 м, г„др 0,030 м из стали Х18Н9Т (коэффициент тепло, с-,-Вт проводности теплоизолим градрованная с торцев, заполнялась смесью горячих газов при температуре К ( до давления ,6 МПа (36 -). Температура внутренней поверхности емкости к моменту начала измеряемого процес са охлаждения смеси газов (), а температура наружной поверхности 997 К (724С), давление ,43 МПа (35 ). Через промежуток времени 1,1 с измеряемые параметры имели следующие значения: ,46 МЙа 662 К (), ).T 658 К (385С). При подстановке этих значений в формулу получили )-(3,43-2,46) in ur57t Too -5§fy {66r 658)y Предлагаемый способ позволяет / проводить исследование на одной экспериментальной установке вместо двух 1ЧТО не менее, чем в 2 раза, уменьшае стоимость экспериментальной установк Кроме того, возможность производить как нагрев, так и охлаждение смеси газов, позволяет осуществлять не только принудительный, но и самопроизвольные нагрев или охлаждение смесей газов. Это позволяет отказаться от применения нагревателей, что еще более упрощае.т экспериментальную установку и удешевляет ее, позволяет экономить энергию - все это экономит металл при создании экспериментальной установки. Увеличение точности результатов экспери1 {ента по предлагаемому способ в сравнении с известным способом оценивается следующим образом. . Если представить, что относительная ошибка определения показателя адиабаты 4 является функцией, относительных ошибок измерения отдельных параметров (, cfTljо т.е. д (П, .сЛП,..., ,1, то в первом приближении :it -.H --if Формально в известном способе измеряется 11 параметров, а в предлаraejMOM - 9 параметров. Однако -сравнение измеряемых параметров в сравниваемых способах позволяет заметить, что в предлагаемом способе нет измерения количества тепла, а оно требует измерения массы рабочего тела калориметра и его температур в начале и в конце процесса теплоотдачи, т.е. для 1 измерения количества тепла необходимо сделать минимум три измерения, равноценных по точности измерениям температуры в предл(1гаемом способе. Тогда в известном способе. по сравнению с предлагаемым следует вести речь об измерении не 11, ja (10 + 3 13) параметров. Если принять равными друг другу вклады погрешностей измерения каждого параметра а суь{марную погрешность измерен я J, то при измерении 13 параметров в известном способе , а в предлагаемом способе . Тогда увеличение точности будет ЯТ в у-д 1,202 раза, т.е. на 20,2%. Применение предлагаемого способа позволяет сакже анализировать как высоко-, так и низкотемпературные смеси газов за счет отказа от необходимости калориметрирования, тем самым расширяется, диапазон исследования.