Способ определения удельной теплоты парообразования Советский патент 1989 года по МПК G01N25/24 

Изобретение относится к области теплофизических измерений, в частности к способам определения теплоты парообразования фазовых переходов 1-го рода, и предназначено для использования при изучении свойств рабочих тел холодильных и компрессорных установок.

Цель изобретения - повышение точности определения удельной теплоты парообразования.

На фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - термограмма.

Устройство включает в себя серийную установку для измерения изохорной теплоемкости жидкостей и паров (УНТО, госреестр 7047-79). Основными ее узлами являются адиабатический калориметр, состоящий из ампулы 1 с злек-- тронагревателем 2 и датчиком 3 температуры, заключенной в адиабатическую оболочку 4, мерная емкость 5, соединенная посредством выпускного капилляра 6 через запорньш вентиль 7 и тепловой затвор 8 с верхней ча- , стью ампулы. Нижняя часть ампулы посредством капилляра 9 через дополниельные затвор 10 и вентиль 11 точ- i ой регулировки соединена с мерным осудом 12, помещенным в азотную вану 13. Мерная емкость 5 заключена в ермостатирующую оболочку, представяющую собой металлический каркас. 14 с примыкающим к нему снаружи лоем 15 тепловой изоляции и заполненный жидкостью с постоянной температурой (водой). Температура жидкости контролируется термометром 16. Температура и расход жидкости устанавливаются и поддерживаются с помощью лабораторного термостата У2 марки СЖМП 19/2-И1. Конструктивно капилляр 9, дополнительные тепловой затвор, нагреватель 17 и вентиль 11 аналогичны штатным, применяемым в установке УНТО. В верхней части каркаса предусмотрена пробка 18 для удаления воздуха при заполнении каркаса водой, а в нижней части - пробка 19 для дренажа жидкости.

Способ осуществляют следующим образом.

Ампула 1 с помощью штатных систем низкотемпературной теплофизиче- ской установки УНТО выводится на нужньш температурный уровень, по дат- -чику 3 устанавливается ее температурный ход, с помощью электронагревателя 2 в ампулу вводится тепло через дополнительный капилляр 9 и дополнительный тепловой затвор 10,отводится жидкая фаза вещества в таком количестве, чтобы температура ампулы не менялась. Затем с помощью дополнительного нагревателя 17 отведенное вещество превращают в пар и через вентиль точной регулировки отводят в мерный сосуд 12, помещенный в азотную ванну, после чего определяют массу отведенного из ампулы вещества. Тепловой затвор 8 служит для уменьшения тепловых потерь, возникающих из-за перепада температуры между ампулой и дополнительным выводным капилляром.

Затем электронагреватель ампулы отключают и начинают выпуск паровой фазы из ампулы через капилляр 6 и за порный вентиль 7 в мерную емкость, помещенную в жидкостную ванну с постоянной температурой, равной температуре ампулы, поддерживаемой с помощью лабораторного термостата СЖМП-19/2,5-И1 с точностью ±0,02 К. Из мерного сосуда через дополнительный капилляр с помощью вентиля точ

5

0

5

0

5

0

5

0

ной регулировки в ампулу вводят вещество в жидкой фазе в таком количестве, чтобы температура ампулы не менялась. При этом паровую фазу вещества из ампулы непрерывно отводят в мерную емкость.

Температуру ампулы контролируют датчиком температуры и в момент установления равновесного состояния вентили закрьшают, отслеживают температурный ход ампулы датчиком температуры и определяют массу вещества, отведенного в мерную емкость.

Осуществление способа поясняется при помощи термограммы (фиг.2). Вывод ампулы на нужную температуру (линия 1 ). Нагрев ампулы с веществом и поддержание ее температуры на заданном уровне путем дросселирования жидкой фазы (линия 2). Отведенное, из ампулы вещество дополнительно разогревают до перехода в первую фазу и дросселируют р мерный сосуд, помещенный в азотную ванну. Температуру вещества в ампуле контролируют построением термограммы (линии 2, З , 4 ). Прекращают ввод тепла в ампулу и начинают непрерывно отводить паровую фазу из ампулы (линия 3). После определения массы отведенной жидкой фазы начинают вводить в ампулу это же количество вещества в жидкой фазе таким ., чтобы- температура ампулы не меййлась ( ния 4). Прекращают дросселирование жидкой фазы в ампулу и вьтуск паровой фазы из ампулы в момент установления в ампуле равновесной температуры (прямая 5). Затем определяют суммарную теплоемкость С ампулы с веществом, для чего в ампулу до- полн 1тельно вводят,известное количество тепла UQj,, и отслежи вают тем- пературный ход ампулы (прямая б).

Расчет теплоты парообразования осуществляют по формуле;

J. )

.

где О - тепловая мощность, выделяемая в ампуле, Вт; - время нагрева ампулы, с;

5

т.

m.

г -масса паровой фазы, отведенная из ампулы, кг;

-масса жидкой фазы, отведенная из ампулы, кг; удельная теплота парообра- з ования, Дж/кг.

Ни 6АОк

питания WTO «

На S/toK numcc нил ЧНТО

/7

W

Изобретение относится к области теплофизических измерений, в частности к способам определения теплоты парообразования, и может быть использовано при изучении свойств рабочих тел холодных и компрессорных установок. Цель изобретения - повышение точности определения удельной теплоты парообразования. Способ состоит в нагреве ампулы с исследуемым веществом и непрерывном отводе паровой фазы в мерную емкость. При этом после начала нагрева, но до отвода паровой фазы, непрерывно дросселируют из ампулы в мерный сосуд жидкую фазу, поддерживая тем самым температуру ампулы постоянной. Определяют массу отведенной жидкой фазы и затем отведенное вещество дросселируют обратно в ампулу. Отвод паровой фазы из ампулы в мерную емкость начинают с момента окончания выпуска жидкой фазы. Паровую фазу отводят в таком количестве, чтобы температура ампулы оставалась при этом постоянной. Удельную теплоту парообразования определяют по формуле R = Q^.τ^.(M₂-M₁)/M₁M₂, где Q - тепловая мощность, выделяемая в ампуле

τ - время нагрева ампулы

M₁ - масса отведенной паровой фазы

M₂ - масса отведенной жидкой фазы. 2 ил.