КАЛОРИМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗА Советский патент 1970 года по МПК G01K17/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения энтальпии таза в высокотемпературных установках.,

В известных калор.иметрах отбираемый газ охлаждается жидкостью. Калориметр состоит из корпуса, трубки, по котор:ой проходит газ, теплоизоляционной перегородки, раздел я lomeii поток охлаждающей жидкости на два участка.

На первом участке поток жидкости омывает наружную поверхность трубки, а на втором участке - охлаждает кор,пус калориметра. Теплоизоляционная -.перегородка предназначена для того, чтобы существенно уменьшить перетекание тепла между первым и вторым участками движения охлаждающей жидкости.

Калориметр включает также измеритель температуры жидкости «а входе в калориметр, измерител.ъ температуры жидкости в начальном сечении калориметра, где входит газ, измеритель температуры газа на выходе из калор.и.метра и измерители температуры жидкости и газа в промежуточном сечении.

В таком калориметре для надежного охлаждения трубки при высоких температурах газового потока (5000-10000 К) необходимы больщ,ие скорости движения охлаждающей Ж.ИДКОСТИ. При больщих скоростях охлаждающей жидкости приращение ее температуры

становится малым, а следовательно, понижается точность измерения энтальпии.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения и увеличение

надежности работы калориметра путем удовлетворения двух противоречивых требований- получение большого перепада температуры охлаждающей жидкости при ее высокой скорости движения.

Это достигается тем, что в предлагаемом калориметре на внещних новерхностях трубки и теплоизоляциониой перегородки выполнена нарезка соответственно с постоянным и переменным возрастающим шагом с отногоением

толщины к щагу резьбы, равным 0,1-0,15, приче.м направления резьб на трубке и перегородке взаимно противоположны.

Конструкция описываемого калориметра представлена на чертеже.

В цилиндрическом корпусе / установлена трубка 2, на внешней поверхности которой нарезана правая прямоугол.ьная резьба с постоянным шагом. Соосно с трубкой 2 расположена теплоизоляционная перегородка 5. Па

внешней новерхности тенлоизоляционной перегородки нарезана левая прямоугольная винтовая резьба с переменным шагом. Применение рез.ьбы переменного шага у перегородки Л принциииально важно для уменьн1ения гидравкости, так как по мере подвода тепла возрастают удельные объемы жидкости.

Уменьшению гидравлического соп:ротивления жидкости также способствует выполнение взаимно противоположного направления резьб на трубке 2 и теплоизоляционной перегородке 3.

Ввнду того, что при сборке остаются небольшие ш,ели между резьбой и внутренними стенками нерегородки и корнуса, будет иметь место перетекание охлаждаюш,ей жидкости через эти ш,елн. Для уменьшения перетекания охлаждаюшей жидкости через ш,ели необходимо увеличить нротяженность ш,елн. Поэтому целесообразно нрименение п;рямоугольнон винтовой нарезки с отношением толшнны резьбы к шагу, равным 0,1-0,15, имея ввиду также рациональное загромождение проходного сечения резьбой.

Кроме того, наличие прямоугольной формы резьбы способствует улучшению отбора тепла от трубки 2 охлаждаюшей жидкостью. В изготовленном образце калориметра длина иути охлаждаюшей жидкости возрастает ирнблизител.ъно в три раза. Величина И1ри,раш,ення энтальпин .Аг(Д/) жидкости увелнчивается примерно во столько же раз, что суш,ественно повышает точность измерения энтальпии газа. Кроме того, вращательное движение позволяет существенно улучшить перемешивание охлаждающей жидкости и осреднение ее температуры в носовой части калориметра.

Калориметр включает измеритель 4 температуры жидкости на входе в калориметр, измеритель 5 темне ратуры жидкости в начальном сечении /-/ калориметра, измеритель 6 тем1пературы газа на выходе из калориметра 6, измерител,ъ 7 температуры жидкости в промежуточном сечении //-// 7 и измеритель S темнературы газа в иро межуточном сечении //-// 8.

После того, как лущена охлаждающая жидкость, калориметр вводится в поток горячего газа. Жидкость, поступающая в калориметр, движется но винтовому каналу, образованному трубкой 2 и теплоизоляционной перегородкой 3, омывая равномерно внешнюю поверхность трубки 2. В носовой части калориметра о.хлаждающая жидкость меняет свое направление движения, попадая в винтовой капал,

образованный винтовой нарезкой на ной новерхности перегородки 3 и корпусом /, после чего жидкость из донной области калориметра выбрасывается в газовый поток.

При установившемся стационарном тепловом режиме калориметра производится фиксирование температур жидкости и газа в иринятых сечениях, и калориметр выводится из горячего потока газа.

Энтальпия газа на входе в калориметр определяется по формуле:

/ /// tij„ ,1

Ср, т, -Ср, т, , ..

i,Cp, (

t

где: /,, - энтальния газа на входе в калориметр;

теплоемкость газа па выходе из калориметра;

С/7,, теплоемкость газа в промежуточном сечении //-// калориметра; Т - температура газа на выходе из калориметра;7, температура газа в промежуточном

сечении //-// калориметра; температура жидкости в промежуточном сечении //-// калориметра:

/ж- температура жидкости на входе в калориметр;

/ - температура жидкости иа выходе из калориметра.

Предмет изобретен и я

Калорнметр для определения энтальпии высокотемпературного газа, содержащий корпус, трубку, теилоизоляционную перегородку, измерители температуры жидкости и газа, огличающийся тем, что, с целью повышения точности н надежности, в нем на внешних поверхностях трубки и теплоизоляционной перегородки вынолнена нарезка соответственно с постоянным и неремепным возрастающим шагом с отношением толщнны к шагу резьбы, равным 0,1-OJ5, причем направлення резьб на трубке и перегородке взаимно противоположны.

r . , . M I .I, , II ,11, , .I .11 ,II. , || II T-11. ly 1,1-u-11-u-I..;;;

4 - V ч -