Способ определения показателя адиабаты смеси газов (его варианты)
1. Способ определения :Покачателя адиабаты смеси газов, вк/воча щий заполнение емкости анализируемо смесью газов, ее нагрев, измерение температуры внутренней поверхности емкости в начале и в конце процесса itarpena и расчет показателя адиабаты смеси газов, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости эксперимента, повышения тошюсти и расширения диапазона, перед заполнением емкости измеряют ее внутренний и наружный рад1гусы, время нагрева, температуру наруяагой поверхности емкости и давление смеси газов в начале и конце нагрева, а показатель К адиабаты рассчитывают по формуле ( НИР 8К бн Чс.;«р-Пн)ч н«р- ;«) где г -ССОТЕСТСТБвИНО ВНуТре1НП1Й ( «р и наружны емкости; Р,Р -соответственно конечное и натачьное давление смеси газов; т соответственно температур кар вн ры наружной и внутренней поверхностей емкости перед нагре1зом; т - соответственно темнератуИе-г ft Н ры наружной и внутренней поверхносте емкости после нагрева; t: - врнмя аагрлва смеси газов; д - коэ
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51) Ц С 01 Ы 25(20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPGHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ где 1 „Г, у
РОР соответственно внутренний и паруж«ыи радиусы емкостп; соответственно конечное и «а ачь«ое давление сме2 "aaa )(pa p )
ОН 1
"(((нир- Tsa) ° (Taaa "ви31 г
„2 „ aa )(pi р ) бн y&í ь Л „-Т Тan
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКУП ИЙ (21) 3654512/23-26 (?2) 17.10 83 (46) 15.07.85. Бюл. & 26 (72) П).В.Алешин, А.П.Грабович и Л.Б.Петров (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 542.8(088.8) (56) Ястржембский А.С. Техническая термодинамика. М.-Л., Госэнергоиздат, 1960, с. 56.
Тепло-и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник под ред. В.А.Григорьева и В,М.8op»a:а.
M.,: Энергоиэдат, 1982, с. 445-446. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ
АДИАБЛТИ СИЕСИ ГАЗОВ (ГГО ВАРИАНТЫ) . (5 7) 1 . Способ определения показателя адиабаты смеси газов, нклочающий заполнение емкости анализируемой смесью газов, ее нагрев, измерение температуры внутренней поверхности емкости в начале и в конце процесса нагрева и расчет показателя адиабаты смеси газов, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости эксперимента, повышения то тости и расширения диапазона, перед заполнением емкости измеряют ее внутрен- ний и наружный радпусьг, время нагрева, температуру наружной поверхности емкости и давление смеси газон в начале и конце нагрева, а показатель К адиабаты рассчитынают по формуле
ÄÄSUÄÄ 1167486 A си газов; ,! I
Т, Т вЂ” соответственно температу
n< f- зя ры наружной и внутренней поверхностей емкости пе" ред нагревом;
Т Т вЂ” соответственно температуФ W t(V! 1 ры наружной и внутренней поверхностей емкости после нагрева;
"i — время пагрг.ва смеси газов;
p, - коэффициент теплолроводности материала емкости.
2. Способ опредслепия показателя адиабаты смеси газов, включающий заполнение емкости анализируемой смесью газов, пэмеренпс температуры внутренней поверхности емкости н определение г-оказатсля адиабаты смеси газов, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости эксперимента и понышения точности перед заполнением емкости измеряют ее внутренний и наружньгй радиусы, смесь газон охлаждают, измеряют температуры внутренней и наружной поверхностей емкости и давление смеси газов в начале и конце процесса охлаждения, время охлаждения смеси газов, а показатель К адиабать смеси газов определяют по формуле
1167486 где г„„", r — соответственно наружный
ЬИ и внутренний .радиусы емкости
Т Т вн нар
P, Р"- .соответственно начальное и конечное давления смеси газов;
Т, Т вЂ” соответственно температуI 4
Щ(Кар ры внутренней и наружной поверхностей емкости перед охлаждением; соответственно температуры внутренней и наружной поверхностей емкости после охлаждения; время охлаждения смеси газов; коэффициент теплопроводности материала емкости.
Изобретение относится к теплотехнике И может быть использовано для определения показателя адиабаты смесей газов.
Показатель адиабаты (К) для индивидуальных газов вычисляется по их физико-химическим свойствам, а для смесей газов он определяется как отношение теплоемкости (С ) при постоP янном давлении к теплоемкости (С ) при постоянном объеме.
Цель изобретения - повышение точности и снижение стоимости эксперимента, расширение диапазона исследо ваний.
На чертеже изображена схема установки для осуществления способа.
Установка включает цилиндрическую емкость 1, заполняемую анализируемой смесью Газов и снабженную теплоизоляцией 2 и 5, измерители температуры 3 и 4 наружной и внутренней поверхности емкости, клапаны 6 и 7, измеритель 8 давления.
Оба варианта способа определения осуществляются следующим образом.
Вначале измеряют внутренний г „ и наружный г„ радиусы емкости 1 ° нар
Затем открытием клапанов 6 и 7 проиэвоцят продувку емкости 1, потом закрывают клапан 6, когда давление в емкости поднимается до рабочего, закрывают и клапан 7. Заполненную смесью газов емкость подвергают нагреву или охлаждению в зависимости от того, меньше температура смеси газов или больше, чем температура окружающей среды, т.е. осуществляют первый или второй варианты способа.
При этом измеряют температуры внутренней Тбн и наружной Т„„р поверхностей емкости и давление смеси газов в начале P и в конце Р" процесса нагрева или охлаждения смеси газов и время нагрева или охлаждения.
Варианты способа определения поясняются примерами их выполнения.
Пример 1. Цилиндрическая емкость гэн =0,025 м, г„ =0,030 м нчр из стали Х18Н9Т (коэффициент тепло— !
Вт проводности Л =57- — — — ) теплоизолнм ° град рованпая с торцев заполнялась азотом при температуре Т=173 К (-100 С) до давления 1,5 МПа (15 кг/см ) . .Температура внутренней поверхности емкости к моменту начала нагрева смеси Т „ =250 К (-23 С), а температура ( наружной поверхности Т „=253 К (-20 С), давление P =1, 5 7 МПа
20 кг (16 — — ) .
СМ2
Через промежуток времени 6=0,8 с измеряемые параметры имели следующие значения: Р =2 36 MIIa (24 — — )
1! кг э см2
Т"„ =270 К (-З С) и Тн =272, К (-1 С) .
При подстановке этих значений в формулу получили
30 (0,025) 1п(- — -) (2,36-I>,57) ° I0
0030 6
К l + "-""""-"" — - — -"" — " — — — -" — - " I 395.
0,8.57 f(253-250) + (272 - 270)7
Пример 2. Цилиндрическая ем-. кость г „=0,025 м, r„„0,030 м
35 из стали Х18Н9Т (коэффициент тепло.Вт проводности Д =57 — — -) теплоизолим град рованная с торцев, заполнялась смесью
40 горячих газов при температуре
Т=1012 К (739 С) до давления
1167486
Р-3 6 МПа (36 --;). Температура кг см- . внутренней поверхности емкости к моменту начала измеряемого процесса охлаждения смеси газов Т „=1002 К: 5 (729 С), а температура наружной поверхности T„„ =997.К (724 С), давление P =3,43 ИПа (35,).
Через промежуток времени 4=1,1 с 1р измеряемые параметры имели следующие значения: Р"=2,46 ИПа (25 к -), Твн 662 К (389 С), T„„658 К (385 С) .
При подстановке этих значений в формулу получили (0,023) л (0 02-) (3 ° 43-2 ° 46) 10
О О3О.
1,1 57 1 (1002-997) (662 - 638))
Предлагаемый способ позволяет. И проводить исследование на одной экспериментальной установке вместо двух, что не менее, чем в 2 раза, уменьшает стоимость экспериментальной установки.
Кроме того, возможность производить как нагрев, так и охлаждение смеси газов, позволяет осуществлять не только принудительный, но и самопроизвольные нагрев или охлаждение смесей газов. Это позволяет отказаться ЗО от применения нагревателей, что еще более упрощает экспериментальную установку и удешевляет ее, позволяет экономить энергию — все это экономит металл при создании экспериментальной установки.
Увеличение точности результатов эксперимента по предлагаемому способу в сравнении с известным способом оценивается следующим образом. . 4p
Если представить, что относительная ошибка определения показателя адиабаты Л является функцией, относительных ошибок измерения отдельных параметров (д П„, д П2,..., >), т.е. Ь = (УП„, сИ12,..., д"П„),, то в первом приближении
Формально в известном способе измеряется 11 параметров, а в предлагаемом " 9 параметров. Однако сравнение измеряемых параметров в сравниваемых способах позволяет заметить, что в предлагаемом способе нет измерения количества тепла, а оно требует измерения массы рабочего тела калориметра и еro температур в начале и в конце процесса теплоотдачи, т.е. для 1 измерения количества тепла необходимо сделать минимум три измерения, равноценных по точности измерениям температуры в предлагаемом способе. Тогда в известном способе.— по сравнению с предлагаемым следует вести речь об измерении не 11, а (10 + 3 = 13) параметров.
Если принять равными друг другу вклады погрешностей измерения каждого параметра B суммарную погрешность измереня 1, то при измерении 13 параметров в известном способе d,=63, а в предлагаемом способе д=-F9. Тогда увеличение точности будет
Пз в -- =1,202 раза, т.е. на 20,2Х.
Применение предлагаемого способа позволяет также анализировать как высоко-, так и низкотемпературные сме" си газов за счет отказа от необходимости калориметрирования, тем самым расширяется. диапазон исследования.
1167486
Составитель А. Жженова
Редактор Е. Копча Техред С.йовжий Корректор, В. Гирняк .
Заказ 4426/41 Тираж 897 Подписное
ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делаи изобретений и открытий
113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5: филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4
