Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
* Другие варианты аксиальных и радиальных дроссельных устройств обсуждаются, например, в [4.30].
12-2961
177
торой платиновым термометром сопротивления измеряют температуру газа после дросселирования. Существенно, что в гильзу 3 попадает практически только та часть газа, которая проходит через верхнюю часть фарфоровой трубки, где
побочные тепловые эффекты мало заметны. Опыты проводят в несколько серий, причем в каждой серии начальные параметры (р1 и Г4) фиксированы, а конечное давление изменяют так, что Кр2<Ри и при /?2=сопз1 измеряют Г2, т. е. получают непосредственно изоэн-тальпы. Со своей стороны заметим, что в опытах [4.32] перепады давлений, а следовательно, и разность температур были сравнительно большими и возможность побочного теплообмена между термостатом и внутренней гильзой 3 полностью не исключена.
Составленная в [4.32] таблица значений |х С02 полностью приведена в [4.4]. Часть этих данных представлена на рис. 47. При упоминании работы [4.32] обычно имеют в виду эти вычисленные по опытным данным табличные значения |х. Но в цитируемой работе сообщаются также экспериментальные значения р и Г для большого количества изоэнтальп, которые могут быть использованы для непосредственного определения зависимости энтальпии С02 от давления.
В табл. 37 приведены значения Я, найденные в [4.4] на основании обработки пяти изоэнтальп из [4.32], на которых величина энтальпии могла быть определена легкой экстраполяци-. ей на нулевое давление.
Вероятная погрешность полученных значений Яоп, по-видимому, близка к 3—5 рДж/кг, а средняя ошибка найденных в [4.32] значений |л0п порядка 2%.
Работы лаборатории теоретических основ теплотехники МЭИ. Экспериментальные исследования были выполнены в два этапа на трех экспериментальных установках. На первом этапе (до 1965 г.) проведены измерения энтальпии С02 при давлениях до 220 бар в интервале Т = 423—773 К [4.10] и измерение адиабатного дроссель-эффекта при Т=293—496 К и р ^ 220 бар [4.1]. На втором этапе (до 1969 г.) проведены измерения изотермического дроссель-эффекта С02 при Т = = 253 — 343 К и р < 60 бар [4.5, 4.6].
Для калориметрического исследования энтальпии двуоки-
Рис. 46. Дроссельное устройство:
/ — фарфоровая трубка; 2 — ^внешняя гильза; 3 —внутренняя гильза
173
си углерода Вукалович и Масалов [4.10] использовали методику, сходную в общих чертах с разработанной ранее в [4.9]. Подробное описание экспериментальной установки и техники измерений приведено в [4.4]. Здесь применена проточная калориметрическая схема с раздвоением газового потока после из-
1,75
1,25
Рис. 47. Зависимость адиабатного дроссель-эффекта двуокиси углерода от давления и температуры по данным Роэбука, Меррелла и Миллера (пунктирные линии — по таблицам [4.4])
мерительной камеры. Обе части установки оформлены в конструктивном отношении одинаково и каждая из них имеет дроссельные вентили, основные калориметры и калориметры-расходомеры. Расчетное уравнение получено ранее в [4.9] и имеет вид
Я = {[(2б - (1 +• Р) <?м] + [Яг, бтг, б - (1 +. р) Яг, мтг, м]} X
где Я — искомая энтальпия при параметрах газа в измерительной камере; Яг — энтальпия газа, выходящего из основного калориметра; тт — расход газа; (2 — количество тепла, по-
12* 17&
лученное охлаждающей водой (в калориметре за время опыта. Индексы «б» и «м» относятся соответственно к большему и
меньшему расходам газа. Коэффициент р —
Яп, б — ^п,м Яп .м
учи-
тывает различие тепловых потерь в левой и правой частях установки на участке от измерительной камеры до выхода из основных калориметров.
Таблица 37
Результаты обработки данных Роэбука, Меррелла и Миллера
#, кДж/кг, при 7\ К
р. бар 573,15 523,15 473,15 423,15 373,15 323,15
1
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 125 150 175 200
1073,0 1071,0 1068,0 1065,5 1063,5 1061,0 1058,2 1056,0 1053,7 1051,5 1049,4 1044,2 1039,0 1033,8 1028,0
1020,6 1017,7 1014,8 1012,0 1008,8 1006,0 1003,1 1000,3 997,8 994,8 992,0 985,0 978,6 971,8 964,6
970.1 966,8 963,2 959,5 955,8 952,2 948,7 945,0 941,0 937,5 933,9 924,2 914,9 906,0 897,2
921,0 916,5 912,0 907,0 902,5 897,4 892,7 887,8 883,0 877,8 872,5 859,0 847,0 835,0 822,8
873,8 868,1 861,8 855,2 848,7 841,8 834,8 827,5 820,1 812,6 805,0 785,8 764,0 744,7
829,2 821,4 813,0 804,2 794,2 783,2 771,1 757,0
Непосредственно в опыте, кроме параметров отнесения, измеряют количество тепла, отбираемое от газа в обоих калориметрах (<2б и (2м), и расходы газа (тг,б и /пг,м).
Энтальпия газа, покидающего калориметры (#г,б и #г,м), вычислена по имеющимся табличным данным. Коэффициент р также определен расчетным путем по известным геометрическим размерам, характеристикам тепловой изоляции, температуре окружающей среды и экспериментально измеренному распределению температур. Величина р колеблется (в зависимости от начальных параметров газа) в пределах 0,03—0,09 при отношении расходов газа 2 : 1, т. е. при вдвое большем расходе тепловые потери на 3—9% выше. Так как величина Р <С 1, то влияние погрешности расчета р на точность определения искомой энтальпии невелико.
