Калориметр для определения энтальпии высокотемпературного газа

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cows Советских

Социалистических

Респуолин

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

К з 421 16 О1

Заявлено 30.XI.1968 (№ 1287565/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликовано 10.IV.1970. Бюллетень ¹ 14 . 1ата опубликования описания 2Х11.1570.ЧПК С Olk 17/08

i ДК 536.722(088.8) Авторы изобретения

Н. Ф. Рагулин и С. M. Шестаен

Заявитель

КАЛОРИМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТАЛЪПИИ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ГАЗА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения энтальпии газа в высокотемпературных установках., В известных калориметрах отбираемых газ охлаждается жидкостью. Калориметр сосгоит из корпуса, трубки, по которой проходит газ, теплоизоляционной перегородки, разделяющей поток охлаждающей жидкости на два участка.

На первом участке поток жидкости омывает наружную поверхность трубки, а на втором участке — охлаждает корпус калориметра.

Теплоизоляционная перегородка предназначена для того, чтобы существен но уменьшить перетекание тепла между первым и вторым участками движения охлаждающей жидкости.

Калориметр включает также измеритель температуры жидкости на входе в калориметр, измеритель температуры жидкости в начальНоМ сечении калориметра, где входит газ, измеритель температуры газа на выходе из калориметра и измерители температуры >кидкости и газа в промежуточном сечении, В таком калор иметре для надежного охлаждения трубки при высоких температурах газового потока (5000 †100 К) необходимы большие скорости движения охлаждающей жидкости. При больших скоростях охлаждающей жидкости приращение ее температуры становится малым, а следовательно, понижается точечность измсрения энтальпии.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения и увеличение надежности работы калориметра путем удовлетворения двух противоречивых требований— получение большого перепада температуры охлаждающеи жидкости прп сс В1>1сокои скорости движения.

ip Это достигается тем, что в предлагаемом калориметре на внешних поверхностях трубки и теплоизоляционной перегородки выполнена нарезка соответственно с постоянным и переменным возрастающим шагом с отношением толщины к шагу резьбы, равным 0,1 — 0,15, причем направления резьб на трубке и персгородке взаимно противоположны.

Конструкция описываемого калориметра представлена на чертеже.

20 В цилиндрическом корпусе 1 установлена трубка 2, на внешней поверхности которой нарезана правая прямоугольная резьба с постоянным шагом. Соосно с трубкой 2 расположена теплоизоляционная перегородка 8. На ж внешней поверхности теплоизоляционной персгородки нарезана левая прямоуIo üíàÿ винтовая резьба с переменным шагом. Применение резьбы переменного шага у перегородки Л принципиально важно для уменьшения гидрав30 лического сопротивления охлаждающей жидкости, так как по ме ре подвода тепла возрастают удельные объемы жидкости.

Уменьшению гидравлического сопротивления жидкости также способствует выпал пение взаимно противоположного направления резьб на трубке 2 и теплоизоляционной перегородке > .

Ввиду того, что при сборке остаются небольшие щели между резьбой и внутренними стенками перегородки и корпуса, будет иметь место перетекание охлаждающей жидкости через эти щели. Для уменьшения перетекания охлаждак>щей жидкости через щели необходимо увеличить протя>кенность щели. Поэтому целесообразно применение прямоугольной винтовой нарезки с отношением толщины резьбы к шагу, равным 0,1 — 0,15, имея ввиду также рациональное загромождение проходного сечения резьбой.

Кроме того, наличие прямоугольной формы резьбы способствует улучшению отбора тепла от трубки 2 охлаждающей жидкостью. В изготовленном образце калориметра длина пути охлаждающей жидкости воз растает прпблизитсльно в три раза. Величина при ращения энтальпии Лг(Л() жидкости увеличивается примерно во столько же раз, что существенно повышает точность измерения энтальпии газа.

Кроме того, вращательное движение позволяет существенно улучшить перемешивание охлаждающей жидкости и осреднение ее температуры в носовой части калориметра.

Калориметр включает измеритель 4 температу ры жидкости на входе в калориметр, измеритель 5 темпЕратуры жидкости в начальном сечении 1 — Iкалориметра,,измеритель 6 температуры газа на выходе из калориметра б, измеритель 7 температуры жидкости в промежуточном сечении П вЂ” П 7 и измеритель 8 температуры газа в промежуточном сечении

П вЂ” П 8.

После того, как пущена охлаждающая жидкость, каларнметр вводится в поток горячсго газа. >Кидкость, поступающая B калориметр, движется по винтовому каналу, образованш>му трубкой 2 и теплоизоляционной перегородкой 8, омывая равномерно внешнюю поверхность трубки 2. В носовой части калориметра охлаждающая жидкость меняет свое направлсние дни>кения, попадая в винтовой канал, образованный винтовой нарезкой на наружной поверхности перегородки 3 и карпусом (, после чего жидкость из донной области калориметра выбрасывается в газовый поток.

При установившемся стационарном тепловом режиме калориметра производится фиксирование температур жидкости и газа в принятых сечениях, и калориметр выводится из горячего потока газа.

Энтальпия газа на входе в калорпмстр определяется по формуле;

i,=Cp,. 1; .+ М;;; г" ж г;к где: i,, — энтальпия газа на входе в калорпметр;

Со,." — теплоемкость газа на выходе из калориметра;

С(>,." — тсплоем кость газа в промежуточном сечении П вЂ” П калориметра; I," — температура газа на выходе из калориметра;

Т,." — температура газа в промежуточном сечении П вЂ” II калориметра;

l„,."- — температура жидкости в промежуточном сечении П вЂ” П калориметра;

i„— температура жидкости на входе в калориметр;

l — температура жидкости па выходе из калориметра.

2г

Предмет изобретения

Калориметр для определения энтальпии высокотемпературного газа, содержащий корпус, 40 трубку, теплоизоляционную перегородку, измерители температуры жидкости и газа, отличаюигийся тем, что, с целью повышения точности и наде>к ности, в нем на внешних поверх. настях трубки и теплоизоляционной перего-н родки выполнена нарезка соответственно с постоянным и переменным возрастающим шагом с отношением толщины к шагу резьбы, равным 0,1 -0,15, п ричем направления резьб на трубке и перегородке взаимно противополо>кны.

288702

Составитель В. С. Агапова

Текред Л. Я. Левина Корректор А. П. Васильева

Редактор С. И. Хейфиц

Загорская типография

Заказ 3326 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС1

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5