Способ измерения тепло- и температуропроводностигазов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБPЕТЕНЦЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУт"
233968
Союз Советские
Социалистические
Ресоублик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 16.Х.1967 (№ 1190256/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Кл, 421, 12/02
МПК 6 01k
УДК 536.23(088.8) Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Опубликовано 24.Х11.1968. Бюллетень ¹ 3 за 1969 г.
Дата опубликования описания 5. т .1969
Авторы изобретения Ю. А. Горшков, В. В. Королева, Д. Л. Тимрот и А. С. Уманский
Институт высоких температур AH СССР
Заявитель
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛО- и ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ
ГАЗОВ
Известные способы исследования теплофизических характеристик газов, в том числе химически реагирующих и диссоциирующих, ограничены по температуре (1200 — 1300 К) .
Большинство данных по теплопроводности газов получают при помощи нагретой нити, для чего исследуемыи газ помещают в термостатированный при температуре опыта цилиндр, в котором коаксиально натянута нить малого диаметра, используемая в качестве нагревателя для создания постоянной разности температур и внутреннего термометра сопротивления одновременно. Нити выполняются с потенциальными выводами, позволяющими измерить падение напряжения на рабочем участке нити, размеры которой выбираются с учетом исключения конвективного потока тепла от нити к стенкам и снижения, передачи тепла излучением.
Коэффициент теплопроводности определяется по формуле где Q — тепловой поток за счет теплопроводности от нити к стенке;
d /d — отношение диаметров цилиндра и проволоки;
t2 — t — разность температур проволока— стенка.
Предлагаемый способ позволяет упростить и повысить точность измерений относительно малой разности температур. Он отличается от известных тем, что через проволоку пропускают импульс тока, измеряют изменение температуры проволоки во времени при остывании ее в исследуемом газе и вычисляют тепло- и температуропроводность газа по известному уравнению теплопроводности.
Рабочий участок установки представляет собой цилиндр, помещенный B термостат. По оси его натянута проволока (нттть), используемая в качестве нагревателя в начальный момент, а затем в качестве внутреннего термометра сопротивления, 1-1а нить подается малый импульс тока с тем, чтобы получить малый перепад температур между нитью и стенкой.
Это дает возможность считать физические параметры не зависящими от температуры.
Затем нить остывает. По ней проходит малый измерительный ток (тепло, выделяемое за счет него на нить, практически не влияет на темпы ее охлаждения) .
Процесс остывания описывается уравнением теплопроводности, имеющим при данных краевых условиях единственное решение, завися30 щее от температуропроводности среды
233968 где
1, =a,СР,Т,, 15
Предмет изобретения
Составитель В. С. Агапова
Редактор П. И. Шлаин Техред А. А. Камышникова Корректор А. П. Васильева
Заказ 494/20 Тираж 437 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2 го — — отношение диаметров нити и рабоR чего цилиндра; отношение температуропроводностей ап газа и нити; r — — отношение теплопроводностей газа и а нити; в — степень черноты нити;
Т,— температура термостата;
S; — i-й корень функции Ф.
Спустя очень короткий интервал по сравнению со всем временем остывания от начального момента температурное поле хорошо описывается первым членом ряда в решении (1), т. е. в координатах )nt =-)(ò) имеет прямую, образующую с осью абсцисс некоторый угол к.
Из выражения (1) следует, что
1д (2) Получив экспериментально 1gn находят значение температуропроводности газа. 4
Получают решение для S как функции па. раметров на электронно-счетной машине методом сеток. Для некоторых газов (например, Н.,) с изменением температуры в пределах
5 20 —:2000 это значение остается почти постоянным, и его можно считать независящим от температуры.
Затем находят значение коэффициента теплопроводности из соотношения где
) „— теплопроводность газа; а, — температуропроводность газа;
Ср, — теплоемкость газа; т, — плотность исследуемого газа.
2р Способ измерения тепло- и температуропроводности газов с помощью нагретой проволоки в исследуемом объеме газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения тепло- и температуропроводности высокотемпературных и химически реагирующих газов, пропускают через проволоку импульс тока, измеряют изменение температуры проволоки во времени при остывании ее в исследуемом газе и вычисляют тепло- и тем 0 пературопроводность газа по известному уравнению теплопроводности.
