Устройство для непрерывного измерения теплоты сгорания газообразных и жидких топлив

 

Использование: теплофизические измерения свойств веществ. Сущность изобретения: устройство имеет тепловую связь с изотермической оболочкой через тепловые мосты, причем с одной стороны они неразъемно присоединены к ячейкам, связывая их попарно, а с другой стороны - к изотермическому блоку. Последний выполнен из материала с теплопроводностью, в 15-25 раз большей, чем у материала теплового моста 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792065/25 (22) 15.02.90 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) B. И. Соловьев, А. П. Волков, В. А. Рыков и С. Г. Шуринов (53) 536.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1124210, кл. G 01 N 25/32, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1160294, кл. 6 01 И 25/32, 1984.

Изобретение относится к теплофизическим измерениям свойств веществ и может быть использовано в теплоэнергетике, различных отраслях промышленности, использующих теплоту сгорания жидких и газообразных топлив, а также при научных исследованиях.

Известно устройство для непрерывного измерения теплоты сгорания горючих газов, содержащее адиабатическую оболочку, внутри которой установлены сравнительная ячейка с источником тепла, измерительная ячейка с гаэогорелочным узлом, охваченным рекуперативным теплообменником поверхностного типа и датчиками температуры, расположеннымии в местах входа горючего газа, окислителя и выхода продуктов сгорания, тепловой мост, выполненный в виде оболочки, изотермический блок, выполненный в виде замкнутой камеры и находящийся в контакте с ячейками через тепловой мост, преобразователя теплового потока, соединенные без

„, SU„„1742694 Al (я)э 6 01 N 25/32; G 01 К 17/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ТОПЛИВ (57) Использование: теплофизические измерения свойств веществ, Сущность изобретения; устройство имеет тепловую связь с иэотермической оболочкой через тепловые мосты, причем с одной стороны они неразьемно присоединены к ячейкам, связывая их попарно, а с другой стороны — к иэотермическому блоку. Последний выполнен иэ материала с теплопроводностью, в 15-25 раэ большей, чем у материала теплового моста, 1 з.п. ф-лы, 1 ил, зазоров с боковыми поверхностями измерительной и сравнительной ячеек и связанные электрически с входом системы автоматического регулирования теплового потока, выход которой соединен с источником теплоты, Кроме того, устройство имеет блок подготовки и подачи рабочей смеси к измерительной ячейке.

Недостатком устройства является низкая точность измерения вследствие пространственной неоднородности температурных полей ячеек при калибровке и рабочем измерении. Величина погрешности измерения при этом может достигать порядка 4%, а при длительной непрерывной работе доходить до 8%.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для непрерывного измерения теплового сгорания горючих газов, содержащее блок подготовки и подачи топлива и окислителя, адиабатическую оболочку с установленными в ней.сравнительной

1742694 ячейкой с источником теплоты и измерительной ячейкой с горелочным узлом, изотермическим блоком, находящимся в контакте с ячейками через тепловые мосты, связанные с расположенными на торцевых поверхностях ячеек верхними и нижними металлическими пластинами, попарно соединенными между собой через преобразователи теплового потока, электрически связанными с входом системы автоматического регулирования теплового потока, выход которой соединен с источником теплоты.

Недостаток известного устройства — потеря точности измерения иэ-за нестабильности термических сопротивлений тепловых мостов и разбалансировки теплоsoA схемы калориметра, Последнее объясняется релаксацией крепежных винтов, присоединяющих тепловые мосты к изотермическому блоку и ячейкам калориметра, а также старением материалов, иэ которых изготовлены тепловые мосты.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для непрерывного измерения теплоты сгорания газообразных и жидких топлив содержит замкнутый жесткий каркас 1 с ребрами 2 воздушного охлаждения, который соединен с тепловыделяющими спаями полупроводниковой батареи 3, теплопоглощающие спаи которой находятся в тепловом контакте с изотермическим блоком 4, изготовленном из меди. К последнему при помощи крепежных винтов присоединены тепловые мосты 5, изготовленные из нержавеющей стали и связанные с медными пластинами 6, установленными на торцевых поверхностях измерительной 7 и сравнительной 8 ячеек, Противолежащие металлические пластины измерительной и сравнительной ячеек соединены попарно между собой без зазоров через преобразователи 9 теплового потока типа МИД-200, электрически связанные с входом системы 10 автоматического регулирования теплового потока (САРТП), выход которой электрически связан с электронагревателями 1 и 12.

Измерительная ячейка в своей нижней части соединена с блоком 13 подготовки и подачи исследуемого топлива и окислителя.

Топливо подается с помощью патрубка 14, и Окислитель — с помощью патрубка 15. Продукты сгорания отводятся через патрубок

16, Внутри измерительной ячейки расположен гЮрелочный узел 17. Свободное пространство внутри каркаса занято адиаба1 ической оболочкой 18, 40

5

Термоэлектрические батареи и измерители теплового потока устанавливаются так, . чтобы обеспечить хороший тепловой контакт. При сборке калориметра контактные поверхности тепловых мостов 5 по своему периметру 9 припаяны к металлическим пластинам 6. Металлические пластины и иэотермический блок выполнены из материал с теплопроводностью, в 15-25 раз превышающей теплопроводность тепловых мостов.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемое топливо и окислитель непрерывно при помощи блока 13 подаются по патрубкам 14 и 15 в измерительную ячейку 7, где с помощью горелочного узла 17 осуществляется процесс полного сжигания исследуемого топлива с выделением теплоты Ох, после чего продукты сгорания охлаждаются в ячейке примерно до температуры входа топлива и окислителя и отводятся в атмосферу через патрубок 16.

Одновременно с появлением тепловых потоков между ячейками на входы САРТП 10 поступают электрические сигналы, пропорциональные соответствующим тепловым потокам, пронизывающим измерители теплового потока, после чего САРТП включает в работу электрические нагреватели 11 и 12 и поддерживает их тепловые мощности так, что электрические сигналы от измерителей теплового потока практически равны нулю, т.е. QT = О. Тогда искомая величина Qx определяется суммарной мощностью электронагревателей 11 и 12, Формула изобретения

1, Устройство для непрерывного измерения теплоты сгорания газообразных и жидких топлив, содержащее блок подготовки и подачи топлива и окислителя, адиабатическую оболочку с установленными в ней сравнительной ячейкой с источником теплоты и измерительной ячейкой с горелочным узлом, иэотермическим блоком, находящимся в контакте с ячейками через тепловые мосты, связанные с расположенными на торцовых поверхностях ячеек верхними и нижними металлическими пластинами, попарно соединенными между собой через преобразователи теплового потока, электрически связанными с входом системы автоматического регулирования теплового потока, выход которого соединен с источником теплоты в сравнительной ячейке, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, тепловые мосты с одной стороны неразьемно присоединены к металлическим пластинам, à с другой сторо1742694

Продукты сглажу

700

¥

Составитель С. Бело водчен ко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор E.Îñòðîâñêàÿ

Редактор И.Шулла

Заказ 2280 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ны — к изотермическому блоку так, что каждая из верхних и нижних пластин соединена с последним через одну общую поверхность контакта, при этом металлические пластины и изотермический блок выполнены из материала с теплопроводностью. в 15-25 раз превышающей теплопроводность тепловых мостов, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что металлические пластины и иэо5 термический блок выполнены из меди, а тепловые мосты — из нержавеющей стали,