Способ определения тепловой мощности взаимодействия веществ и калориметр для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01K17/08 

емых средств измерения. После установления начального теплового равновесия калориметра при нулевом изменении показаний вольтметра 10 смешивают вещества 12 и 13 в реакционной ячейке 11 в первой кггмере 3. Спустя определенный промежуток времени смешивают аналогичные вещества 12 а и 13 а в ячейке 11q второй камеры 4.

Изобретение относится к теплофизи- ческим измерениям и .предназначено для технических определений тепловых эффектов, сопровождающих взаимодействие веществ, доступных в больших количе- ствах, например теплоты гидратации цемента.

Цель изобретения - обеспечение упрощения используемых средств измерения.

На фиг. 1 приведен график, иллюстрирующий способ при ступенчатом измерении тепловой мощности изучаемого процессаj на фиг. 2 - схема калориметра для реализации способа.

Средством измерения является двухкамерный кондуктивный калориметр с известной постоянной временим. При ступенчатом изменении мощности тепло вьщеления в первой камере, например, при калибровке калориметра электрическим током с помощью эффекта Джоуля, возникакяций тепловой поток через стенку камеры преобразуют с коэффициентом преобраз ания 5р, в пропорциональную термо-ЭДС Uj (фиг. 1, кривая а ). Через промежуток времени ut с момента ступенчатого изменения мощности тепловыделения в первой камере производят такое же изменение мощности тепловыделения во второй камере. Возникающий при этом тепловой поток через стенку камеры преобразуют с коэффициентом преобразования 5 р, и 5 р, в . две пропорциональные термо-ЭДС, tij и и, соответственно (фиг. 1, кривые В и & ). Меж- а(у коэффициентами преобразования должно выполняться соотношение

Р, 2, а промежуток времени

Термоэлектрические преобразователи 6, 7 и 8,9 с различными коэффициентами преобразования преобразуют возникаю- дие тепловые потоки через стенки камер в пропорциональные термо-ЭДС. Один термоэлектрический преобразователь из второй пары соединен с преобразователем первой пары дифференциально. 2 с,п. ф-лы, 2 ил.

отв€1чает соотношению д со Sp / Р2 Искомую тепловую мощность процесса Р (кривая г ) к моменту времени С с момента начала тепловыделе- ния в первой камере определяют по формуле

10

Pt-7(Uj+U,-U,

rt

(i)

Линия и соответствует истинному изменению мощности тепловьщеления. Для моментов времени Г . со измеренная мощность тепловьщеления Р отличается от истинной чем на 15%.

Калориметр (фиг. 2) содержит тер- мостатируемый массивный металлический блок-теплоотвод 1 и две изолированные теплоизоляцией 2 одинаковые камеры 3 и 4. Меязду каждой из камер 3 и 4 и основанием 5 тело блока 1 содержит по два последовательных термоэлектрических тепломера 6, 7 и 8, 9, причем у тепломеров 6 и 9 известный одинаковый коэффициент преобразования 5 , а у тепломеров 7 и 8 известный также одинаковый коэффициент преобразования -S р, S р , Тепломеры 7 и 8 электрически соединены по дифференциальной схеме и электрически дифференциально с тепломером 9 подсоединены к вторичному прибору-вольтмеру 10 с соблюдением указанных полярностей.

Перед измерением в камеры 3 и 4 помещают одинаковые реакционные ячейки 1 1 и 1 1 q с первоначально разделенными: соответственно одними и теми же веществами 12, 12а и 13, 13а соответственно одинаковых масс.

Калориметр работает следующим образом.

После установления начального теплового равновесия калориметра, когда изменение показаиий вольтметра 10 становится нулевым, смешивают вещества 12 и 13 в ячейке 11 в первой камере 3, одновременно включая секундомер. Спустя отмеченный по секундомеру промежуток времени д смешивают вещества 12 а и 13 а в ячейке 11а во второй камере 4.

Тепломер 7 в коэффициентом преобразования 5р, генерирует термо-ЭДС и,, тепломер 8 с коэффициентом преобразования 5 р - термо-ЭДС (Ij тепломер 9 с коэффициентом преобразования р,, - термо-ЭДС и,. Тепломеры соединены дифференциально таким образом, что на входе вольтметра 10 напряжение U рав

° .U.-Uj

Таким образом, показания вольтметра в моменты времени t связаны с измеряемой тепловой мощностью Eg. пря- МО пропорциональной зависимостью с коэффициентом пропорциональности 1/5р , как это следует из формулы (1

Формула изобретения

1. Способ определения тепловой мощности взаимодействия веществ с помощью двухкамерного кондуктивного калориметра с известной постоянной времени W , заключающийся в приведении в первой камере во взаимодействие первоначально разделенных веществ и в последующем преобразовании возникающего теплового потока через стенку камеры с коэффициентом преобразования в пропорциональную термо-ЭДС и,, отличающийся тем.

что, с целью обеспечения упрощения используемых средств измерения, дополнительно через промежуток времени bi , с момента приведения во взаимодействие веществ в первой камере приводят во взаимодействие во второй камере первоначально разделенные также вещества соответственно тех же масс, возниканиций при этом тепловой поток через стенку камеры преобразуют с коэффициентами преобразования 6 р, и 5 PJ в две пропорциональные термо- ЭДС Uj и Uj соответственно, причем р. Pi 2, а промежуток времени i выбирают из соотношения s СО , /Spj, и определяют тепловую мощность процесса Р к моменту времени Т с момента приведения во взаимодействие веществ в первой камере по формуле

p- J-(,-aO,

Р2

2. Калориметр для определения тепловой мощности взаимодействия веществ, содержащий две реакционные камеры, массивный термостатируемый блок и расположенную между ними первую пару термоэлектрических преобразователей с одинаковым коэффициентом преобразования В„ , соединенную дифференциально, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в него введена вторая пара термоэлектрических преобразователей, размещенная последовательно с первой с коэффициентом преобразования 5р , причем .j / 5р 2, при этом один из второй пары термоэлектрический преобразователь, установленный у второй камеры, соединен с термоэлектрическим преобразователем первой пары дифференциально.

0UZ.i

Изобретение касается теплофизи- ческих измерений и предназначено.для технических определен тепловых эффектов, сопровождающих взаимодействие веществ. Целью изобретения является обеспечение упрощения использу(Л С

Редактор В.Петраш

Составитель А.Воробьев

Техред И. Корректор Е.Рошко

Заказ 2А44/41Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4