КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ ЗОНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗА Советский патент 1973 года по МПК G01K17/02 

1

Изобретение относится к технике тепловых измерений.

Известны калориметрические зонды для определения энтальпии высокотемпературного газа, выполненные в виде трубки, о.хлаждаемой путем принудительной прокачки воды по теплообменнику, расположенному на внешней поверхности трубки.

Тепловой поток измеряют регистрацией расхода воды и перепада температуры на входе и выходе теплообменника. Компенсационный жидкостный теплообменник защищает зонд от внешних теплопритоков с боковой поверхности.

Использование в известных зондах в качестве хладагента воды приводит к наличию значительного теплового пограничного слоя у стенок зонда с большим значением градиента температуры и искажению структуры газового потока.

Кроме того, холодная поверхность зонда отрицательно сказывается на ионизировании потока газа, вызывая рекомбинацию молекул, эффект термодиффузии, и нарушает однородность газового потока.

Для повышения точности измерения в предлагаемом зонде теплопоглощающее тело выполнено в виде тенловой трубки со сквозным осевым отверстием, внутренняя поверхность которой покрыта слоем пористого фитиля с

перемычками из того же материала, а между концентрично установленными тепловой трубкой и тенлообменником образована герметичная полость, заполненная инертным газом. На чертеже показан описываемый зонд, выполненный в виде тепловой трубки /. Трубка изготовлена из л аростойкого материала, например тантала, ванадия или нерл авеющей стали, со сквозным отверстием по центру,

через которое откачивают часть газового потока. Внутренняя полость трубки частично заполнена металлическим хладагентом (серебро, литий и т. д.), а внутренняя поверхность стенок выстлана капиллярнопористым

фитилем 2.

Так как в данной модификации зонда испарителем является внутренняя поверхность трубки с двойными стенками, а конденсатором - внешняя поверхность, то пористый фитиль 2 выполнен в виде 2-3 слоев металлической л аростойкой сетки, прикрепленных к стенкам трубки в зоне испарителя и конденсатора. Сетки испарителя и конденсатора соединены перемычками 3 из сетки на расстояНИИ 3-4 СЛ1, образующими секции. Каждая секция функционирует самостоятельно, независимо от .

На внешней поверхности трубки / расположен теплообменник 4, через который прокачивают низкотемпературную жидкость, например воду. Сверху теплообменник 4 защищен теплоиэоляциией 5.

Для защиты от внешних теплопритоков предусмотрен предохранительный теплообменник 6. Между теплообменником 4 и трубкой / имеется зазор 7 порядка 1ч-2 мм, герметично закрытый и заполненный инертным газом.

Хладагент под действием высокотемпературного газа в активной части зонда-испарителя испаряется и охлаждает стенку за счет скрытой теплоты парообразования. При конденсации паров в конденсаторе выделяется то количество тепла, которое поступило в активную часть зонда. Сконденсировавщаяся жидкость возвра-щается к месту испарения по капиллярам пористого фитиля.

Тепло от внещней поверхности конденсатора зонда отводится излучением и конвекцией через газовый зазор между стенкой конден-сатор-а зонда и охлаждающим теплообменником, по которому прокачивают низкотемпературную ж идкость, например воду.

Данные о количестве прокачиваемой воды и температуре на входе и выходе теплообменника используют для определения энтальпии высокотемпературного газа.

Предмет изобрет ея и я

Калориметрическ1ий зонд для ошределея-ия энтальпии высокотемпературного газа,, содержащий теплопоглощающее телО с геплообменником, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем теплопоглощающее тело выполнено в- виде тепловой трубки со сквозным осевым отверстием, внутренняя поверхность которой покрыта слоем пористого фитиля с перемычками йЗ toго же материала, а между концентрично установленными тепловой трубкой и теплообменником образована герметичная полость, заполненная инертным газом.

Вход

йыход