Способ определения удельной теплоты парообразования

 

Изобретение относится к области теплофизических измерений, в частности к способам определения теплоты парообразования, и может быть использовано при изучении свойств рабочих тел холодных и компрессорных установок. Цель изобретения - повышение точности определения удельной теплоты парообразования. Способ состоит в нагреве ампулы с исследуемым веществом и непрерывном отводе паровой фазы в мерную емкость. При этом после начала нагрева, но до отвода паровой фазы, непрерывно дросселируют из ампулы в мерный сосуд жидкую фазу, поддерживая тем самым температуру ампулы постоянной. Определяют массу отведенной жидкой фазы и затем отведенное вещество дросселируют обратно в ампулу. Отвод паровой фазы из ампулы в мерную емкость начинают с момента окончания выпуска жидкой фазы. Паровую фазу отводят в таком количестве, чтобы температура ампулы оставалась при этом постоянной. Удельную теплоту парообразования определяют по формуле R = Q<SP POS="POST">.</SP>Τ<SP POS="POST">.</SP>(M<SB POS="POST">2</SB>-M<SB POS="POST">1</SB>)/M<SB POS="POST">1</SB>M<SB POS="POST">2</SB>, где Q - тепловая мощность, выделяемая в ампуле

Τ - время нагрева ампулы

M<SB POS="POST">1</SB> - масса отведенной паровой фазы

M<SB POS="POST">2</SB> - масса отведенной жидкой фазы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 0421 А1 (51) 4 G 01 N 25/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4329743/31-25 (22) 27.11.87 (46) 07.11.89, Бюл. К 41 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) В.А.Рыков, В.И.Соловьев и М.Д.Сермина (53) 536.654(088.8) (56) Ершова Н.С. Калорические свойства хладона 12, 12В1, пропана и разработка термодинамических таблиц

1 для пропана. Дис. на соискание степени канд. техн. наук., Л., 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1176222, кл . G 01 N 25/32, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ

ТЕПЛОТЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области теплофизических измерений, в частности к способам определения теплоты парообразования, и может быть использовано при изучении свойств рабочих тел холодных и компрессорных установок. Цель изобретения — повыИзобретение относится к области теплофизических измерений, в частности к способам определения теплоты парообразования фазовых переходов

1-ro рода, и предназначено для использования при изучении свойств рабочих тел холодильных и компрессорных установок.

Цель изобретения — повышение точности определения удельной теплоты парообразования.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг.2 — термограмма.

2 шение точности определения удельной теплоты парообразования. Способ состоит в нагреве ампулы с исследуемым веществом и непрерывном отводе паровой фазы в мерную емкость. При этом после начала нагрева, но до отвода паровой фазы непрерывно дросселируют из ампулы в мерный сосуд жидкую фазу, поддерживая тем самым температуру ампулы постоянной. Определяют массу отведенной жидкой фазы и затем отведенное вещество дросселируют обратно в ампулу. Отвод паровой фазы из ампулы в мерную емкость начинают с момента окончания выпуска жидкой фазы. Паровую фазу отводят в таком количестве, чтобы температура ампулы оставалась при этом постоянной. Удельную теплоту парообразования определяют по формуле r = Q ° х х (тп — m„)/m m где Q — тепловая

1 а.У

/Ъ мощность, выделяемая в ампуле; время нагрева ампулы; m — масса отведенной паровой фазы; m — масса отведенной жидкой фазы. 2 ил.

Устройство включает в себя серийную установку для измерения изохорной . теплоемкости жидкостей и паров (УНТО, госреестр 7047-79). Основными ее узлами являются адиабатический калориметр, состоящий иэ ампулы 1 с элек тронагревателем 2 и датчиком 3 температуры, заключенной в адиабатическую оболочку 4, мерная емкость 5, соединенная посредством выпускного капилляра 6 через запорный вентиль

7 и тепловой зятвор 8 с верхней частью ампулы. Нижняя часть ампулы посредством капилляра 9 через дополни1520421 тельные затвор 10 и вентиль 11 точной регулировки соединена с мерным сосудом 12, помещенным в азотную ванну 13. Мерная емкость 5 заключена в термостатирующую оболочку, представляющую собой металлический каркас.

14 с примыкающим к нему снаружи слоем 15 тепловой изоляции и заполненный жидкостью с постоянной температурой (водой). Температура жидкости контролируется термометром 16.

Температура и расход жидкости устанавливаются и поддерживаются с помощью лабораторного термостата У2 марки СЖМЛ 19/2-И1. Конструктивно капилляр 9, дополнительные тепловой затвор, нагреватель 17 и вентиль 11 аналогичны штатным, применяемым в установке УНТО. В верхней части каркаса предусмотрена пробка 18 для удаления воздуха при заполнении каркаса водой, а в нижней части — пробка 19 для дренажа жидкости.

Способ осуществляют следующим образом.

Ампула 1 с помощью штатных систем низкотемпературной теплофизической установки УНТО выводится на нужный температурный уровень, по датчику 3 устанавливается ее температурный ход, с помощью электронагревателя 2 в ампулу вводится тепло через дополнительный капилляр 9 и дополнительный тепловой затвор 10,отводится жидкая фаза вещества в таком количестве, чтобы температура ампулы не менялась. Затем с помощью дополнительного нагревателя 17 отведенное вещество превращают в пар и через вентиль точной регулировки отводят в мерный сосуд 12, помещенный в азотную ванну, после чего определяют массу отведенного из ампулы вещества. Тепловой затвор 8 служит для уменьшения тепловых потерь, возникающих из-за перепада температуры между ампулой и дополнительным выводным капилляром.

Затем электронатреватель ампулы отключают и начинают выпуск паровой фазы из ампулы через капилляр 6 и за порный вентиль 7 в мерную емкость, помещенную в жидкостную ванну с постоянной температурой, равной температуре ампулы, поддерживаемой с помощью лабораторного термостата

СЖМЛ-19/2,5-И1 с точностью + 0,02 K.

Из мерного сосуда через дополнительный капилляр с помощью вентиля точ50 где О

m< тепловая мощность, выделяемая в ампуле, Вт; время нагрева ампулы, с; масса паровой фазы, отведенная из ампулы, кг; масса жидкой фазы, отведенная из ампулы, кг; удельная теплота парообра зования, Дж/кг. ной регулировки в ампулу вводят вещество в жидкой фазе в таком количестве, чтобы температура ампулы не

5 менялась, При этом паровую фазу вещества из ампулы непрерывно отводят в мерную емкость.

Температуру ампулы контролируют датчиком температуры и в момент установления равновесного состояния вентили закрывают, отслеживают температурный ход ампулы датчиком температуры и определяют массу вещества, отведенного в мерную емкость.

Осуществление способа поясняется при помощи термограммы (фиг.2) . Вывод ампулы на нужную температуру (линия 1 ) . Нагрев ампулы с веществом и поддержание ее температуры на заданном уровне путем дросселирования жидкой фазы (линия 2 ). Отведенное из ампулы вещество дополнительно разогревают до перехода в первую фазу и дросселируют в мерный сосуд, помещенный в азотную ванну. Температуру вещества в ампуле контролируют построением термограммы (линии

2, 3, 4 ). Прекращают ввод тепла в ампулу и начинают непрерывно отводить паровую фазу из ампулы (линия 3 ). После определения массы отведенной жидкой фазы начинают вводить в ампулу это же количество вещества в жидкой фазе таким образбя, чтобы-. температура ампулы не мейялась (ли/ ния 4 ) . Прекращают дросселирование жидкой фазы в ампулу и выпуск паровой фазы из ампулы в момент установления в ампуле равновесной температуры (прямая 5") . Затем определя40 ют суммарную теплоемкость C ампулы с веществом, для чего в ампулу доL полнительно вводят,известное количество тепла Ь, и отслежйвают температурный ход ампулы (прямая 6 ) °

Расчет теплоты парообразования осуществляют по формуле

r—

Я (тп < - тп ) m,т,, Кроме того, дополнительно определяют кажущуюся теплоту парообразования r» = Q< /m< и параметр

m< m2 rpe p p плОт ности насыщенных жидкости и пара соответственно.

Точность определения теплоты парообразования увеличивается за счет исключения погрешности измерения,связанной с неточностью установления границы раздела фаз в ампуле и исключением из расчетной формулы зна< <( чений р и р на линии насыщЕния..

Относительная погрешность определения теплоты парообразования Г =0,272.

Формула изобретения

Способ определения удельной теплоты парообразования, заключающийся в том, что ампулу с исследуемым веществом нагревают, непрерывно отводят паровую фазу из ампулы в мерную емкость в таком количестве, чтобы температура ампулы оставалась постоянной, определяют два значения равновесной температуры ампулы до начала нагрева и после окончания отвода где ( тепловая мощность, выделяемая в ампуле; время нагрева ампулы; масса отведенной паровой фазы; масса отведенной жидкой фазы.

m <

20421 6 паровой фазы, дросселируют в ампулу жидкую фазу из мерного сосуда и из-, меряют массу выпущенного вещества, 1

5 отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно до отвода из ампулы паровой фазы после начала нагрева непрерывн о др о с с елир уют и з ампулы в ме р ный сосуд жидкую фазу, поддерживая температуру ампулы постоянной, определяют массу отведенного вещества, затем дросселируют отведенное из ампулы вещество обратно в ампулу, отвод паровой фазы в мерную емкость начинают с момента окончания отвода жидкой фазы из ампулы, а удельную теплоту парообразования определяют по формуле

20 Я (m — m<)

r = ш ш, НаЖюк питания

PHD

1520421

Составитель С.Харламов

Редактор Н,Тупица Техред N. Ходанич Корректор M.Ïoæî

Заказ 6750/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101