Способ определения теплового потока к криогенным водороду или кислороду и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к средствам получения информации о технологических процессах, играющих решающую роль во многих сферах народного хозяйства, в энергетике , криогенной технике и т.п;, а именно к способам определения теплового лотка и криогенной жидкости. Целью изобретения является повышение точности за счет возможностей использования продуктов химического соединения с соответствующим реагентом и их измерения. Устройство содержит емкость 1 с криогенной жидкостью и газовую полость, к которой подстыкована магистраль 2 с регулятором 3 давления и магистраль 4 с редуктором 5, подстыкованная к электромеханическому генератору 6, магистраль 7с редуктором ЗН 8 и емкостью 9. В процессе измерения испарившийся водород или кислород соединяют с соответствующим реагентом с получением электричества и воды, а по полученному в результате реакции любому ее продукту (воды , количества электричества, затраченной мощности при определенном напряжении) с помощью известных зависимостей определяют тепловс-й поток. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 К 17/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4784129/:1 0 (22) l7.01.90 (46) 23.04.93. Бюл. М 15 (71) Головное конструкторское бюро Научнопроизводственного объединения "Энергия" (72) В.А.Шорин, С,Я.Милевский и В.Ф,челяев (73) Головное конструкторское бюро Научнопроизводственного объединения "Энергия" (56) Осипова В,А, Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.:

Энергия, 1979, с. 9 — 10.

Грязнов Н,В. и др. Основы автоматизации производственных процессов в криогенной технике, Л.: Машйностроение, 1980, с. 31, рис. 2,9, с, 33, рис. 2,10, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОГО

Г)ОТОКА К КРИОГЕННЫМ ВОДОРОДУ ИЛИ

КИСЛОРОДУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к средствам получения информации о технологических процессах, играющих решающую роль ва

„„. Ы„„1811578 АЗ многих сферах народного хозяйства, в энергетике, криогенной технике и т.п;, а именно к способам определения теплового лотка и криогенной жидкости. Целью изобретения является повышение точности за счет возможностей использования продуктов химического соединения с соответствующим реагентом и их измерения. Устройство содержит емкость 1 с криогенной жидкостью и газовую полость. к которой подстыкована магистраль 2 с регулятором 3 давления и магистраль 4 средуктором 5,,подстыкованная к электромеханическому генератору 6, магистраль 7 с редуктором ЗН 8 и емкостью

9, B процессе измерения испарившийся водород или кислород соединяют с соответствующим реагентом с получением электричества и воды, а по полученному в результате реакции любому ее продукту (воды, количества электричества. затраченной мощности при определенном напряжении) с помощью известных зависимостей определяют тепловс и поток. 1 э.п. ф-лы, 1 ил.

1811578

Изобретение относится к средствам получения, информации а технологических процессах, играющих решающую роль во многих сферах народного хозяйства, в энергетике, криогенной технике и т.д., а именно к способам определения теплового потока к криогенной жидкости, Целью изобретения является обеспечение возможности измерения любых по величине теплопритоков к криогенным водороду и кислороду с одновременным повышением точности измерения за счет химического соединения с соответствующим реагентом.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения теплового потока к криогенным водороду и кислороду путем испарения жидкости измерения количества испарившегося- компонента, выделившегося за время теплового воздействия, и вычисления теплового потока по результатам измерения,испарившийся компонентводород или кислород соединены и по полученному в результате реакции любому ее продукту (воды, количества электричества, затраченной мощности при определенном напряжении) с помощью известных завйсимостей определяют тепловой поток.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для определения теплового потока к криогенным водороду и кислороду, содержащим емкость для хранения криогенной жидкости с присоединенными к газовой полости емкости элементом преобразования давления и трубопроводом с регулятором давления, дополнительно введены электрохимический генератор (ЗХК) с тарируемой емкостью для сбора во ды, переменная нагрузка постоянного тока с регулятором нагрузки, дополнительная емкость с реагентом снабженная редукто ром давления и датчик ампер-часов при этом трубопровод с регулятором от емкости с криогенной жидкостью подсоединен к одному из выходов в ЗХГ. дополнительная емкость с реагентом подсоединена через редуктор к другому его входу, переменная нагрузка постоянного тока через счетчик ампер-часов подсоединена к клеммам ЗХГ, а регулятор переменной нагрузки связан с элементом преобразования давления.

Именно, заявляемое химическое соединение компонентов с соответствующим реагентом с получением электрического тока и воды, а также прямой зависимости количества испаряющейся жидкости от нагрузки на клеммы ЗХГ, т.е, от количества электричества и соответственно количества воды, выделившихся из ЗХГ, согласно изобретению позволяет достичь цели изобретений.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Как известно из химической термодинамики в соответствии с законом Фарадея при электрическом превращении одного граммэквивалента вещества через систему протекает 1 Фарадей электричества, т.е. количество электричества, отнесенное к 1 грамм-моль реагирующего вещества, Исходя из закона Фарадея, довольно просто определить расход реагентов на единицу вырабатываемой энергии. Например, при прохождении 1 кВт ° ч электроэнергии будет израсходовано 47 г водорода и 310 r кислорода. Таким образом, измеряя количе-, ство энергии в кВт - ч при определенном напряжении можно достаточно точно определить количество реагентов.

Во втором варианте расход реагентов на единицу вырабатываемой энергии можно определить измеряя ампер часы, В этом слу- чае при прохождении одного ампер часа будет израсходовано О,037 r водорода и О,З

25 кислорода.

По количеству образовавшейся воды определить количество водорода или кислорода также йросто, так и по количеству ам.пер-часов, так как известно, из формулы

" воды HzO. то на 9г воды приходится 1г водорода и 8 r киСлорода, т.е, одна девятая часть образовавшейся воды — это есть масса водорода, а восемь девятых — масса кислорода, .

35 . Ha чертеже схематически изображено предлагаемое устройство. . Устройство содержит емкость с криОгенной жидкостью (1),к газовой полости которой подсоединена магистраль 2 с

<0 регулятором давления 3 и магистраль.4 с .. редуктором 5, подстыкованная к электрохимическому генератору 6. K другому входу

ЗХГ подстыкованная магистраль 7 с редуктором 8 и емкостью 9. Сбор воды их ЗХГ осуществляется по магистрали 10 в емкость

11 с мерным стеклом 12; К клеммам ЗХГ подсоединена переменная нагрузка,13 и датчик ампер-часов 14. Регулятор нагрузки

15 соединен связью 16 с регулятором давле-

50 ния 3, Устройство работает следующим образом; в результате теплопритока к криогенному баку 1 с жидким водородом или кислородом происходит испарение криогенной жидкости. Пар по магистрали 2 поступает в элемент преобразования давления 3 по магистрали 4 через редуктор

5 к ЗХГ к другому входу ЗХГ по магистрали

7 через редуктор 8 из бака 9 поступает cootветствующий реагент. В электрохимическом генераторе 6 происходит соединение

1811578

Формула изобретения

1. Способ определения теплового патока. к криогенным всщороду или кислороду, эаключакицийся в испарении криогенной жидкости, измерении параметров испарившегося компонента иаычйслении теплового

Составитель В. Челяев

Техред M,Mîðãåèòàë Корректор М.Демчик

Редактор

Заказ 1465 - : " . Тираж Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5 венно-издательский ком инат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 кислорода с водородом с образованием воды, которая по трубопроводу 10 попадает в бак 11 с мерным стеклом 12, При этом в зависимости от теплопритоков нагрузка 13 регулирует токосъем за счет регулировки регулятором нагрузки 15 и связи 16 с регулятором давления 3, т.е. при увеличении теплопритоков увеличивается количество пара, увеличивае ся давление и соответственно увеличивается токосъем, т.е, количество ампер-часов. По количеству ампер-часов и по количеству воды, образовавшейся в результате реакции определяют количество испарившейся жидкости и по количеству испарившейся жидкости определяют теплоприток к баку 1.

Предложенный способ и устройство обеспечивают измерение любых по величине теплопритоков, причем с очень большой точностью, так как погрешность при электрических измерениях может быть менее

0,001 . Позволяет. автоматизировать процесс, обеспечить аварийной сигнализацией, значительно повысить надежность и безопасность эксплуатации сосудов с криогенным кислородом и водородом.. потока с учетом результатов измерений, о тл ича ю щи и с я тем, что. с целью повышения точности, испарившийся компонент водорода или кислорода и ри водят в

5 химическое соединение с соответствующим реагентом с получением в результате реакции определенных количеств электричества и воды, которые измеряют и с учетом известных зависимостей определяют по резуль-

10 татам измерений величину теплового потока.

2. Устройство для определения теплового потока к криогенным водороду или кислороду. содержащее емкость для криогенной

15 жидкости, с газовой полостью которой связаны элемент преобразования давления и трубопровод с регулятором давления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены электрохими20 ческий генератор с тарируемой емкостью сбора воды, дополнительная емкость с реагентом, снабженная редуктором давления, через который она связана с одним входом электрохимического генератора, дополни25 тельный редуктор, счетчик ампер-часов и нагрузка постоянного тока с регулятором нагрузки, связанным с регулятором давления трубопровода емкости для криогенной жидкости и подключенным через счетчик

30 ампер-часов к клеммам электрохимического генератора, связанного другим входом с емкостью для криогенной жидкости через дополнительный редуктор.