Энтальпийный калориметр

Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 3) УДК 621,43.016(088.8) убликовано 05.02,75, Бюллетень Ъ исания 24.03,75 и открыт Дата опубликования 72) Авторы изобретени Гуськов и Ю. В, Яхлак 71) Заявите(54) ЭНТАЛЪПИЙНЪ 1 Й КАЛОРИМЕТР Изобретение отехнике и можетментальной аэроплазмофизике.Известны энтальпийные калориметрь лаждаемые и охлаждаемые. Количест ла, поступающее от газа, протекающег калориметрическую трубку калоримет меряется по темпу роста температурь трубки, определяемому по изменению е трического сопротивления. Расход про щего газа фиксируется с помощью д давления, располокенного в расширит камере в конце калориметрической трОписанный калориметр имеет след недостатки: тносится к из мер ительнон быть использовано в эксперидинамике, ракетной технике неохо тепо через ра, изэтой е элек- текаюатчика ельной уоки.ующие ричсская трубка пакте с кожухом приалориметре) или не- высокотемпературм калориметре), она а счет теплоотдачигаза, но и за счет ри неблагоприятных чество тепла, постуазаться в несколько тепла, отдаваемого приведет к большим и энтальпии,1. Поскольку калоримет ходится в тепловом конта бора (в неохлаждаемом к посредственно омывается ным газом (в охлаждаемо нагревается не только з протекающего через нее подвода тепла с торца. П условиях измерения коли пающее с торца, может ок раз большим количества протекающим газом, что погрешностям в измерени 2. В процессе эксперимента не измеряетсятакой важный параметр газовых струй какдавление тормокения,3. Калориметрическая трубка изготавлива 5 ется из металла (никеля, меди или нержаве.ющей стали) и имеет малое электрическое сопротивление, что резко снижает чувствительность прибора.В предложенном эитальпийном калоримет 10 ре указанные недостатки устранены благодаря тому, что прибор содержит, кроме калориметрической трубки, дренажную магистраль кдатчику полного давления, причем калориметрическая трубка и дренажная магистраль вы 15 полнены одинаковыми по размерам и имеютодинаковые тсплофизические свойства. Дляповышения чувствительности трубки изготовлены из графита, отличающегося большимудельным электрическим сопротивлением,20 Прсдложсшый калорпметр показан на чсртек е.Корпус 1 эитальпийного калориметра выполнен в виде цилиндра с резьбой 2 для крепления прибора на механизме ввода моделей в25 поток исследуемого газа, Графитовые трубки3 и 4 находятся в хорошем электрическом итепловом контакте с передней стенкой корпуса. (Этот контакт при небольших температурах нагрева корпуса не выше 380 С может30 быть обеспечен поджатием трубок 3 и 4 к передней стенке корпуса 1, а при более высоких температурах металлизацией торцов или, например, диффузионной сваркой в вакууме),Другие концы трубок 3 и 4 закреплены с помощью теплоизоляционной втулки 5, имеющей отверстия б и 7 для подсоединения датчика давления торможения 8 и отсасывающей магистрали 9, в которой размещена термопара 10 для измерения температуры газа. (Измеритель расхода протекающего газа на чертеже не показан), Крепление втулки 5 обеспечивается установочным кольцом 11, Входные отверстия 12 и 13 выполнены на передней стенке корпуса 1 на расстоянии не более 0,3 диаметра корпуса от оси прибора в той области, где параметры торможения газовой струи (давление торможения, тепловые потоки) одинаковы.Трубки 3 и 4 с помощью электрических выводов 14 и 15, соединенных с их концами, и общего вывода 16, подсоединенного к корпусу 1, включены в соседние плечи мостовой электрической схемы. Два дополнительных плеча образованы сопротивлениями 17 и 18, одно из которых является переменным для обеспечения балансировки, Клеммами 19 схема подключена к источнику питания, клеммами 20 - к шлейфу светолучевого осциллографа.Энтальпийный калориметр работает следующим образом. После погружения прибора в высокотемпературный газовый поток через калориметрическую трубку 3 начинает протекать газ, нагревающий ее, Темп нагрева трубки 3 регистрируется по изменению ее общего электрического сопротивления, Одновременно трубка 3 нагревается за счет тепла, поступающего с торца. Так как количество тепла, поступающего с торца в трубки 3 и 4, одинаково, изменение электрического сопротивлениятрубок 3 и 4, обусловленное этим теплом, будет также одинаковым, поэтому мостовая измерительная схема будет реагировать только5 на тепло, отдаваемое протекающим по трубке3 газом.В о время когда через трубку 3 протекаетгаз, рубка 4 заглушена подсоединенным кней датчиком давления, который измеряет ве 1 з личину давления торможения.Поскольку мостовая измерительная схемареагирует на прирост сопротивления, которыйпри одной и той же величине температурногокоэффициента сопротивления зависит от аб 15 солютной величины сопротивления, включенного в измерительные плечи схемы, то использование в качестве материала трубок 3 и 4графита (в 1500 раз) повышает чувствительность эптальпийного калориметра,2 ЭПредмет изобретенияЭнтальпийный калориметр, содержащий цилиндрический корпус, металлическую калоримстрическую трубку, датчик давления, расхо 25 домерное сопло, термопару и электрическуюсхему для измерения сопротивления калориметрической трубки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измеренияэнтальпии и обеспечения одновременного из 30 мерения давления торможения, он снабжендренажной трубкой, идентичной по размерами теплофизическим свойствам с калориметрической трубкой, размещенной симметрично споследней на расстоянии от оси прибора, не35 превышающем 0,3 диаметра корпуса энтальпийного калориметра, причем обе трубкивключены в соседние плечи мостовой измерительной схемы.