Способ определения объемной тепло-емкости жидких веществ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОвСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

<п>813223 (61) Дополнительное к авт. свид-ey(5!)М. Клз

G 0 1 и 25 /20 (22) Заявлено 13,06.79 (21) 2778729/18-25 с присоединением заявки ивЂ

Госуяарственнмв ноинтет

СССР во делаю нзобретеннй н открытнА (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0381. Бюллетень N9 10 (53) УДН 536.63 (088.8) Дата опуьлнкования описания 15.0381 (72) Авторы изоьретени я

А. Н. Перминов, В.A. Казарян и В. С. Батал г:.

Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОИ ТЕПЛОЕМКОСТИ

Х<ИДКИХ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к измерению теплофизических свойств жидких веществ, в частности к определению объемной теплоемкостп термолабнльных, химически агрессивных и неустойчивых во времени соединений.

Известен способ определения объемной теплоемкости жидкостей, сущность которого сводится к измерению количества тепла, введенного в калориметрический сосуд, изменения температуры и объема исследуемого образца $1) .

К недостаткам способа относятся трудоемкость калориметрических и тем- 1з пературных измерений, сложность обработки результатов эксперимента, необходимость введения ряда поправок, значительная длительность эксперимента, обусловлиааемая необходимостью ® получения зависимости температуры образца от времени как до, так и после прекращения подвода тепла.

Наиболее близким к изобретению является дилатометрйческий способ определения объемной теплоемкости жидкостей, при котором в измерительный сосуд с исследуемой жидкостью помещают эталонную жидкость с известной объемной теплоемкостыо С9, температура ко- З-о торой отличается от температуры исследуемой жидкости, измеряют начальные объемы эталонной V и исследуемой жидкости Vg, затем производят замер изменения объема жидкостей (эталонной hVg> и исследуемой ЬЧ) за один и тот же промежуток времени Г, а после прекращения теплового расширения жидкостей фиксируют предельные абсолютные изменения объемов эталонной d V» и исследуемой hV„; жидкocтей и по полученным данным вычисляют искомую величину объемной теплоемкости по формуле О СзЧо/Чзо, 4Чл dVпэ dy э(gV Щ °

К недостаткам этого способа следует отнести необходимость достижения равновесного состояния системы, что требует мер по предотвращению теплообмена ее с окружающей средой и больших интервалов измерений даже при принудительном перемешивании жидкостей, и приводит, тем самым, в слу.чае неустойчивых соединений к искажению результатов .

Цель изобретения - сокращение длительности измерений, что позволяет определять объемную теплоемкость тер813223 молабильных химически агрессивных и неустойчивых во времени веществ.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют скорость и температур- . ный коэффициент объемного расширения образца, причем измерения скорости и теплового потока осуществляют на линейном участке объемного расширения с момента времени, равного 1-1,5 с от момента начала ввода теплового потока и теплоемкость вычисляют по формуле

С.= а » - ч где С вЂ” объемная теплоемкость, температурный коэффициент объемного расширения, 35

У вЂ” скорость объемного расширения; тепловой поток, вводимый в образец, установка для осуществления способа содержит стеклянную дилатометрическую ячейку объемом 115„78 см с встроенным внутри электрическим нагревателем, заполняемую исследуемым веществом, отделяющимся от атмосферы ртутным затвором, который сообщается с атмосферой через калиброван- 25 ный стеклянный. капилляр сечением

5=0,0267 см, фотоэлектрическую следящую систему в комплекте с самопишущим прибором типа КСП-4, позволяющую регистрировать на диаграммной Я ленте зависимость объемного изменения образца во времени по перемещению мениска ртути в калиброванном капилляре, приборы для измерения по методу вольтметра — амперметра электричес->5 кой мощности, источник питания нагревателя — аккумуляторные батареи.

В качестве контрольного вещества взят бензол.

Способ осуществляют следующим образом.

После заполнения дилатометрической ячейки включают сначала привод диаграммной .ленты самопыаущего прибора

КСП-4 (со скоростью протяжки М вЂ” 15,0 мм/с), а затем питание электро-45 нагревателя, и через 1-1,5 с после завершения прогрева нагревателя измеряют напряжение и ток в цепи электронагревателя, что позволяет рассчитать мощность электронагрева и тем самым, 56 тепловой йоток в образец 0, На чертеже юображены кинематические кривые записи теплового расширения бензопа, соответствующие различным подводимым тепловым потокам, в д координатах 1 — перемещение мениска ртути в капилляре и L — перемещение диаграммной ленты (что тождественно времени Т= — ).

L V Я

На кривых можно выделить три этапа теплового расширения1 начальный, соответствующий прогреву нагревателя в течение 1-1,5 с, промежуточный (линейный участок кривой), соответствующий адиабатическому расширению образца, и этап„ на котором начинают играть роль потери тепла через стенки дилатометрической ячейки. Линейный участок кривой позволяет рассчитать скорость объемного расширения образца.

При данных условиях эксперимента (см. фиг. 1) оптимальные результаты о определению M могут быть получены при тепловых потоках 10-50 Вт.

После выхода теплового расширения образца на третий этап, что в диапазоне подводимых тепловых потоков 1090 Вт соответствует в данных условиях времени 10-5 с, электронагрев отключают и по полученным экспериментальным данным вычисляют значения Q и У. Используя вычисленные значения

0 и И, данные по /Ь, рассчитывают объемную теплоемкость по формуле, Сравнение результатов измеренных значений объемной теплоемкости показывает хорошее согласие со справочными значениями объемной теплоемкосTH

Предложенным способом измерена объемная теплоемкость газового конденсата Оренбургского месторождения с высоким содержанием сернистых соединений, составившая при 19,6 ОС величину .с си rpo

Формула изобретения

Способ определения объемной теплоемкости жидких веществ путем регистрации теплового потока, вводимого в образец, и инициированного им объемного расширения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью сокращения длительности измерений, определяют скорость и температурный коэффициент объемного расширения образца, причем измерение скорости объемного расширения и теплового потока осуществляют с момента ввода теплового потока и теплоемкость определяют расчетным путема

Источники информацииу принятые во внимание при экспертизе

1. Кириллин B.A. и Шейндлин A.Е.

Исследование термодинамических свойств веществ. И.-Л., 1963, с. 326-334.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 438912, кл. 0 01 N 25/20, 1976, (прототип).

813223

f leer

Составитель А. Волков

Редактор Т. Пар@енова Техред Е.Гаврилешко . Корректор Н.Стец

Заказ 758/52 Тираж 907 Под пис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4