Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Калориметрический нагреватель (Я « 400 Ом) представляет собой спираль диаметром 2 мм, изготовленную из нихро-мовой проволоки (й = 0,1 мм). Спираль нагревателя 5 размещена на внутренней и внешней сторонах кварцевого цилиндра 4 и фиксирована на нем компаундом К-400. Токовые концы нагревателя выполнены из серебряной проволоки (й =
185
= 0,2 мм) и через уплотнительный конус 6 выведены в вакуумную камеру. Отпайки для потенциометрического определения мощности нагревателя сделаны на расстоянии около 5 мм от корпуса уплотнения 7. Для измерения калориметрической мощности использованы высокоомные потенциометры ППТВ-1
А-А БгЧ>
я Б
Рис. 50. Дроссельное устройство калориметра (конструкции Булле и
Эртеля)
класса 0,03 или Р-307 класса 0,015 в комплекте с делителем напряжения ДН-1 класса 0,03. Нагреватель питается постоянным током от аккумуляторной батареи ЮНКА-90 напряжением 15 В. Во время измерений нормальный элемент и образцовое сопротивление Р-331 класса 0,01 термостатировали, а при определении Т^ист учитывали поправку на шунтирующее действие делителя напряжения.
Для измерения перепада давления в калориметре применен телеметрический ртутный дифманометр высокого давления [4.12]. При значениях Ар = 0,7 — 4,0 бар воспроизводимость показаний дифманометра лежит в пределах ± 1 мм рт. ст. Весь прибор находится в воздушном термостате, в котором при помощи терморегулятора поддерживается температура, несколько превышающая температуру конденсации С02 при рол, max* Соединительные коммуникации между изме-
186
рительными камерами опытного участка и дифманометром также обогреваются.
Давление газа на входе в калориметр измеряли грузопорш-невым манометром МП-60 класса 0,05, присоединенным к установке через мембранно-ртутный разделитель, чувствительность которого равна ±0,004 бар.
Для измерения температуры газа на входе в опытный участок использованы малогабаритные платиновые термометры сопротивления (/?о ~ Ю0 Ом) в комплекте с потенциометром по Диссельхорсту.
Чувствительная часть одного термометра сопротивления размещена в термометрической гильзе внутри камеры, а другой термометр сопротивления расположен в термостате. Вероятная погрешность определения Тощ по оценке авторов, не превышает ±0,03 К-
Расход исследуемого газа измеряли объемным способом <: помощью термостатированных емкостей-расходомеров. Обе -емкости имеют вид трубчатых теплообменников, межтрубное пространство которых является газовой полостью, а термоста-тирующая жидкость циркулирует по трубкам и омывает внешнюю поверхность емкостей. Рабочий объем каждой емкости около 50 л и найден многократными тарировками по воде. Для измерения температуры газа использованы платиновые термометры сопротивления. Давление газа определяли по показаниям образцового барометра и водяного дифманометра с погрешностью порядка ±0,25 мбар. Процедура измерения расхода газа через калориметр сходна с применявшейся нами ранее при исследовании теплоемкости С02 [4.7]. В данном случае время сбора газа порядка 300 с и его определяли механическим секундомером 51СД с погрешностью менее ±0,2 с. Одновременное включение (выключение) секундомера и электромагнитного клапана обеспечивали электромагнитным пускателем.
Тепловой режим калориметра. В общем случае необходимая для компенсации температурного эффекта дросселирования мощность калориметрического нагревателя равна
^„ст = ^изм-Ь-^пот, ' (4.12)
тде №Изм — измеренная часть мощности; №Пот — потери вследствие побочного теплообмена между калориметром и термостатом.
При правильной организации опыта градиенты температур вдоль входного и выходного участков калориметра ничтожны и могут составлять тысячные доли градуса, так что на входе и выходе из дроссельного устройства температура газа практически равна температуре термостата Гтерм. Резкое отклонение температуры от ее исходного значения имеет место лишь лри дросселировании газа в кольцевом зазоре между седлом
187
и иглой дроссельного вентиля. По условиям проведения опытов на выходе из дроссельного устройства температура газа должна равняться Гтерм, но на различных участках дроссельного устройства возможны градиенты температур. Степень изотермичное™ наружной поверхности дроссельного устройства, а тем самым и интенсивность побочного теплообмена зависят при заданных р и Т от Ар и т. Поэтому в [4.5] была выполнена специальная серия измерений при фиксированных параметрах отнесения (/7 = 30 бар и ?=60° С) с различными Д/7 (0,2-^3,3 бар) и т (0,3-М,8 кг/ч). В этих опытах минимальное значение калориметрической мощности было почти в 50 раз меньше максимального. Оказалось, что влияние побочного теплообмена является существенным при малых значениях калориметрической мощности, причем направление теплового потока может быть различным. С ростом V? «дрейф точек» уменьшается и при 1^^0,3 Вт расхождения становятся малыми (порядка ±0,2%) и нерегулярными. Для дальнейшего в качестве рабочего режима калориметра был выбран режим с га = 0,8—1,0 кг/ч и Д/?^1,5 бар. При этих условиях результаты измерений практически не зависят от величины Ар и т.
