Способ определения показателя адиабаты газа

ОЮЗ СОВЕТСКИ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН и 1108304 3(5) Г 25 В 9/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСК л. Р 30 П.Н.Козлов ) О.С., Цейма свойств га ств (комбин "Энергия",Б.М. ообраз- рован 969,видетельство СС 1 И 9/26, 1964.(54)(57) СПОСОБ ЛЯ АДИАБАТН ГАЗ РЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕ утем его расширеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. АрутюновДатчики составаных и жидких вещные методы). М.,с. 15,2, АвторскоеМ 166849, кл. 0 ния и измерения параметров, о т л йч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности определения, расширение газа производят в вихревойтрубе.с получением холодного и горячего потоков и замеряют температурный перепад между ними, а показательадиабаты определяют по отношению полученного температурного перепада ктемпературному перепаду, замеренномупри расширении газа с известным показателем адиабаты в этой же вихревойтрубе при одинаковых условиях входав вихретоковую трубу, перепадах давлений в ней и долях холодного потока.304 1 1108Изобретение относится к техникеопределения термодинамических и теплофизических свойств газов и можетбыть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической,энергетической и ряде других отраслей промышленности.Известен способ определения показателя адиабаты, основанный на определении химического состава исследуемого газа и последующем расчете егопоказателя адиабаты по известным зависимостям 1 3.Однако указанчый способ отличаетсямалой надежностью, невысокой точностью, высокой инерционностью. Спо- )5соб определения показателя адиабатыгаза с помощью газоанализаторов даетбольшую погрешность результата, трудоемок, предполагает знание составагазов в смеси, трудноосуществим впромышленных условиях 1 т.е, когдапараметры газа имеют широкий диапазон по влажности, запыленности, давлению, температуре, расходу при изменяющемся химическом составе газаи т.д.) 25Известен также способ определенияпоказателя адиабаты газа путем его расширения и измерения параметров, заключающийся в том, что исследуемый газ разгоняют в газодинамическом сойле, имеющем угловой переход к сверх-звуковой части, измеряют статическое давление газа в критическом сечении сопла и полное давление газа, и по величине отношения этих давлений вы числяют с помощью известных аналитических зависимостей для идеального газа показатель адиабаты исследуемого газа, Ланный способ дает воэможность уменьшить время определения 4 Опоказателя адиабаты по сравнению сгазоанализаторами 23.Однако известный способ обладаетневысокой точностью особенно в случае разреженных га зов ), так как погреш-,45 ность определения показатеЛя адиабаты в 4,5-5,0 раэ больше погрешности измерения давления, которая составляет не менее О, 5. Кроме того, этот способимеет ограниченную область применения, 5 Оак как предназначен для исследования только одноэлементных газов.Целью изобретеиия является повышение точности определения показателя адиабаты газа.Поставленная цель достигается тем, 55 что согласно способу определения пока. зателя адиабаты газа путем его расширения и измерения параметров, расширение газа производят в вихретоковой трубе с получением холодного и горяче 60 го потоков и замеряют температурный перепад между ними, а показатель адиабати определяют по отношению получен" ного температурного перепада к температурному перепаду, замеренному при 65 расширении газа с известным показателем адиабаты в этой же вихревой трубе при одинаковых условиях входа в вихре- токовую трубу, перепадах давлений вней и долях холодного потока.На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа определения показателя адиабаты; на фиг. 2 - экспериментально полученная зависимость отношения температурного перепада вихревой трубы при работе на исследуемом газе к температурному перепаду при работе.на чистом воздухе при равных в обоих случаях условиях входа в вихревую трубу, перепадах давлений и коэффициенте а от показателя адиабаты х.Устройство содержит источник перепада давления, например компрессор 1, работающий на напорную сеть, вихревую трубу 2, прибор 3, регистрирующий температурный перепад трубы, тем пературу газа на трубе и давление га за на входе в трубу.Вход вихревой трубы соединен с выходом компрессора 1, а горячий и холодный выходы вихревой трубы соединены с входом компрессора 1, Исследуемый газ поступает на вход вихревой трубы 2 и расширяется в ней, разделяясь на выходе из трубы 2 на два потока: холодный 1 с температурой, меньшей чем на входе ) и горячий с температурой, большей чем на входе). Затем холодный и горячий газ сбрасываются в компрессор 1.Прибор 3 регистрирует температуру газа на входе в трубу 2 и температурный перепад трубы 2. Прибор 4 регистрирует давление газа на входе в трубу 2 и перепад давления газа на трубе 2.Предварительно вихревую трубу тарируют на газе с известным показателем адиабаты, например, на воздухе, т.е. экспериментально получают в виде графиков или таблиц параметрические зависимости величины температурного перепада от условий входа, перепада давлений и доли холодного потока вихревой трубы.По измеренным при работе на исследуемом газе значениям температуры и давления на входе в вихревую трубу перепада давления на ней и из- . вестной доле холодного потока находят по тарировочным зависимостям на воздухе соответствующий температурный перепад трубы при работе на воздухе. Затем определяют коэффициент Ы и по нему с помощью графической зависимости (фиг, 2) определяют величину Х исследуемого газа.При недостаточной точности реэуль" тата, полученной с помощью зависимости, представленной на фиг. 2, могут быть предварительно получены тариророчные зависимости не только дляаэ 5847/28 Тираж 514 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д4 Патент", г.Ужгород,ктная, 4 илиал воздуха (,Ж =1,4), но и для аргона (м= 1,67), углекислого газа (к= 1,3), водорода (а= 1,4) фреона (к=1,2) и др. В этом случае показатель адиабаты исследуемого газа определяют интерполяционным путем.Область применения способа может быть расширена и для исследования газа в случае, если перепад давления на вихревой трубе недостаточен. Для этого может быть использован подкачивающий насос 5 (Фиг. 1), установленный последовательно с трубой.Устройство может быть упрощено при исследовании газов, находящихся под большим давлением (2,0-3,5 ата 15 и вьнде). Для этого может быть использован газовоздушный тракт, связывающий выход вихревой трубы с атмосФерой, с установленным в нем регулирующим вентилем б (при этом специального источника перепада давленияне требуется ),Данный способ позволяет увеличитьточность определения показателяадиабаты исследуемых газов по сравнении с прототипом в 2 и более раз,дает возможность расширить областьприменения по.сравнению с прототипом для исследования любых газов иих смесей (а не только однокомпонентных), с любым уровнем давления.