СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛО- и ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИГАЗОВ Советский патент 1969 года по МПК G01N25/18 

Известные способы исследования теплофизических характеристик газов, в том числе химически реагирующих и диссоциирующих, ограничены по температуре (1200-1300°К).

большинство данных по теплопроводности газов получают при помощи нагретой нити, для чего исследуемый газ помещают в термостатированный при температуре опыта цилиндр, в котором коаксиально натянута нить малого диаметра, используемая в качестве нагревателя для создания постоянной разности температур и внутреннего термометра сопротивления одновременно. Нити выполняются с потенциальными выводами, позволяющими измерить падение напряжения на рабочем участке «иги, размеры которой выбираются с учетом исключения конвективного потока тепла от НИТИ к стенкам и снижения .передачи тепла излучением.

Коэффициент теплопроводности определяется по формуле

) - Qlnrfg/ i

(,)

где Q-тепловой поток за счет теплопроводности от нити к стенке;

Предлагаемый способ позволяет упростить и повысить точность измерений относительно малой разности температур. Он отличается от известных тем, что через проволоку пропускают импульс тока, измеряют изменение температуры проволоки во времени при остывании ее в исследуемом газе и вычисляют тепло- и температуропроводность газа по известному уравнению теплопроводности.

Рабочий участок установки представляет собой цилиндр, помещенный в термостат. По оси его натянута проволока (нить), используемая в качестве нагревателя в начальный момент, а зате% в качестве внутреннего термометра сопротивления, На нить подается малый импульс тока с тем, чтобы получить малый перепад температур между нитью и стенкой.

Это дает возможность считать физические параметры не зависящими от температуры. Затем нить остывает. Но ней проходит малый измерительный ток (тепло, выделяемое за счет него на нить, практически не влияет на темпы ее охлаждения).

Vo иг ,

SI a.

-г ,-,--,

где

Z R

р.або-отношение диаметров нити и чего цилиндра;

--отношение температуропроводностей

газа п нити;

Хг -отношение тенлопроводностей газа и

ннти;

е-стенень черноты нити; Го-температура термостата; Sj -г-й «орень функции Ф.

Спустя очень короткий интервал по сравнению со всем временем остываиия от/начального момента температурное поле хорошо описывается первым членом ряда в решении (1), т. е. Б координатах п,Г /(т) имеет прямую, образующую с осью абсцисс некоторый угол а.

Из выражения (1) следует, что

Sia,)

tgai

R

Получив экспериментально tga находят значение температуропроводности газа.

Получают решение для Si как функции Параметров на электронно-счетной машине методом сеток.. Для некоторых газов (например, На) с изменением температуры в пределах 20- 2000° это значение остается почти постоянным, и его можно считать независящим от температуры.

Затем находят значение коэффициента теплоцроводности из соотнощения

АГ а,Ср, 7г.

где

Xf -теплопроводность газа; «г -температуропроводность газа; Cpf -теплоемкость газа;

Дг -плотность исследуемого газа.

Предмет изобретения

Способ измерения тепло- и температуропроводности газов с помощью нагретой проволоки в исследуемом объеме газа, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения тепло- и температуропроводности

высокотемпературных и химически реагирующих газов, пропускают через проволоку импульс тока, измеряют изменение температуры проволоки во времени при остывании ее в исследуемом газе и вычисляют тепло- и температуропроводность газа по известному уравнению теплопроводности.