Способ определения плотности насыщенного пара Советский патент 1992 года по МПК G01N9/00 

ел С

Использование: область теплофизиче- ских измерений свойств веществ. Сущность изобретения: используют соединенные между собой ампулу и мерную емкость, в каждой из которых находится исследуемое вещестео при температуре определения. Проводят дополнительный нагрев ампулы при термостатировании мерной емкости, измеряют массу отведенного в процессе нагрева пара из ампулы в мерную емкость, измеряют перепад давления между ампулой и мерной емкостью и определяют плотность. 1 ил.

Изобретение относится к области теп- лофизических измерений свойств веществ и может быть использовано в теплоэнергетике, холодильной технике и других областях промышленности, в которых используются двухфазные системы, а также в научных исследованиях.

Известен способ определения плотности насыщенных жидкости и пара, заключающийся в том, что два одинаковых сосуда, соединенный между собой, с находящимся в них исследуемым веществом помещают в термостат, измеряют обьемы, занимаемые жидкостью и паром в каждом сосуде, а также суммарную массу вещества в них и по известным зависимостям рассчитывают плотность насыщенных жидкости и пара.

Существенным недостатком этого способа является высокая погрешность определения плотности насыщенного пара р, которая составляет 3-5%.

Наиболее близким техническим решением является способ измерения плотности насыщенного пара,заключающийся в том, что ампулу с веществом, находящимся в двухфазном состоянии, и окруженную адиабатической оболочкой, непрерывно нагревают и измеряют равновесную температуру ампулы и по ее изменению определяют она чсние температуры на кривой сосуществования, соответствующую плотности вещества в состоянии насыщения, равного /Ј rrio/V, где то - масса вещества в ампуле; V- внутренний обьем ампулы.

Основным недостатком способа является его низкая точность при определении плотности насыщенного пара вблизи тройной точки. К недостаткам метода относится и большая длительность измерения, котош

ел

рая составляет при получении одной экспериментальной точки около 24 ч и более.

Цель изобретения - повышение точноти и производительности определения плотности насыщенного пара.5

На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит адиабатический калориметр, состоящий из ампулы 1, содержащей электронагреватель 2 и датчик 3 тем- 10 пературы, заключенной в адиабатическую оболочку 4, мерный сосуд 5, соединенный посредством выпускного капилляра 6 через вентиль 7 и тепловой затвор 8 с верхней частью ампулы. Нижняя часть ампулы по- 15 средством капилляра 9 через дополнительный тепловой затвор 10, вентиль 11 и мембранный манометр 12 соединена с мерным сосудом 5, заключенным в термостати- рующую оболочку, представляющую собой

металлический каркас 13 с примыкающим к нему снаружи слоем тепловой изоляции 14, и заполненным жидкостью и постоянной температурой (водой). Контроль за температурой жидкости осуществляют с помощью термометра 15. Перепад температуры между ампулой 1 и мерным сосудом 5 измеряют при помощи дифференциальной термопары 16. Способ осуществляется следующим образом.

В ампуле с двухфазным исследуемым веществом устанавливают-нужную темпеparypyTi и начинают нагрев ампулы с веществом до температуры Т2. Путем дросселирования паровой фазы вещества из ампулы температуру ампулы удерживают на заданном температурном уровне. Испарившееся вещество отводят в мерный сосуд, имеющий начальную температуру ампулы в момент начала дросселирования.

После отвода в мерный сосуд из ампулы примерно 1 г паровой фазы вещества дросселирование вещества из ампулы прекращается, определяется количество отведенного из ячейки вещества m и измеряется перепад давления ДР между ячейкой и мерной емкостью. Качество отведенного из ячейки вещества m связано с кажущейся теплотой парообразования г зависимостью50

-Ј

25

30

35

40

45

m

Qr

где Q - тепловая мощность, подводимая к ампуле в процессе нагрева, Вт;

г- время, в течение которого проводится нагрев, с.

В тоже время, если известен перепад температуры AT между ампулой и мерной емкостью и разнорть давлений АР в ампуле и мерной емкости, то плотность насыщенного пара может быть определена по формуле

/Ji APT m АР (Ti + T2) Р ДТг 2Qzr(T2-Ti)

Погрешность определения перепада давления в ампуле и мерной емкости составляет Јр 0,1%, перепада температуры ДТ- Ат 0,5%,массы m em 0.1 %, температуры

Т -ет 0,01%. времени г-ег 0,05%, тепловой мощности Q -EQ 0,05%, а суммарная погрешность определения /о составляет 0,7% вблизи тройной точки. Формула изобретения

Способ определения плотности насыщенного пара, заключающийся в том, что ампулу с исследуемым веществом, находящимся в двухфазном состоянии, окруженную адиабатической оболочкой, нагревают

и измеряют ее равновесную температуру Ti, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности определения, дополнительно используют мерную емкость с исследуемым веществом,

находящимся в двухфазном состоянии при температуре Ti, окруженную термостатической оболочкой и соединенную с ампулой, нагревают ампулу с веществом в течение времени г до температуры Та, выделившуюся в процессе дополнительного нагрева паровую фазу отводят из ампулы в мерную емкость и определяют ее массу т, при этом температуру мерной емкости в процессе дополнительного нагрева поддерживают постоянной и равной Ti, измеряют перепад давления АР между ампулой и мерной емкостью, а плотность насыщенного пара определяют по формуле

/

mAP(Ti +T2) 2Qr(T2-TT)

где Q - тепловая мощность, подводимая к ампуле в процессе дополнительного разо- 55 грева.

V