Способ определения показателя адиабаты смеси газов (его варианты)

.25 20нСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ОНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР(21 (22 (46 (72 и Л ецни мп и 1 с нр ) (, р зн 2"нР )(рр)Вн н Лт вц аР нн)+( ннр нн)2 Т (а СУДДРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛдМ ИЗОВ ЧТЕНИЙ И ОТНРЦТИй(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 542.8(088.8)(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯАДИАБЛТ 2 СМЕСИ ГАЗОВ (ГГО ВАРИАНТЫ) .(57) 1. Способ определения показателя адиабаты смеси газов, нклочающнй заполнение емкости анализируемойсмесью газов, ее нагрев, измерениетемпературы внутренней поверхностиемкости в начале и в конце процессанагрева и расчет показателя адиабатысмеси газов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения стоимости эксперимента, повышения точностии расширения диапазона, перед заполнением емкости измеряют ее внутрен-ний и наружный радиусьг, время нагрева,температуру наружной поверхности емкости и давление смеси газон в начале и конце нагрева, а показатель Кадиабаты рассчитынают по формуле соотвнстствеццо ннутр йи царужцыи радиусы емкосР ,Г - соответстнецно конечноеИ Ца 2 22 ЬЦОЕ ДаВЛЕНИЕ СМЕси газов;Т , Т - соответственно те ератуНсер н аМры наружной н внутреццейповерхностей емкости пе"ред нагревом;Т - соответственно температуГ и Рры наружной и внутреннейповерхностей емкости после нагрева;"2 - время нагрева смеси газов;7, - коэффициент теплолроводности материала емкости.2. Способ опредслеция показателя адиабаты смеси газов, вк.ргючающий заполнение емкости анализируемой смесью газов, иэмерецис температуры внутренней поверхности емкости и определение показателя адиабаты смеси газов о т .р и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью снижения стоимости эксперимента и понышения точности перед заполнением емкости измеряют ее внутренний и наруынгый радиусы, смесь газов охлаждают, измеряют температуры внутренней и наружной поверхностей емкости и давление смеси газов в начале и конце процесса охлаждения, время охлаждения смеси газов, а показатель К адиабать смеси газов определяют о Формуле1167486 где г",г - соответственно наружныйЬИи внутренний .радиусы емкости Т Т вн ф нар Р, Р- .соответственно начальноеи конечное давления смесигазов;ТВ , Тк - соответственно температув)( ф ксрры внутренней и наружной поверхностей емкости перед охлаждением;соответственно температурывнутренней и наружнойповерхностей емкости после охлаждения;время охлаждения смеси га-.зов;коэФфициент теплопроводности материала емкости.1Изобретение относится к теплотехнике И может быть использовано дляопределения показателя адиабаты смесей газов.Показатель адиабаты (К) для индивидуальных газов вычисляется ио ихФизико-химическим свойствам, а длясмесей газов он определяется как отношение теплоемкости (С ) при постоРянцом давлении к теплоемкости (С,при постоянном объеме,Цель изобретения - повышение точности и снижение стоимости эксперимецта, расширение диапазона исследований.На чертеже изображена схема установки для осуществления способа.Установка включает цилиндрическуюемкость 1, заполняемую анализируемой смесью Газов и снабженную теплоизоляцией 2 и 5, измерители темпера"туры 3 и 4 наружной и внутренней поверхности емкости, клапаны 6 и 7,измеритель 8 давления.Оба варианта способа определенияосуществляются следующим образом.Вначале измеряют внутренний ги наружный г радиусы емкости 1нарЗатем открытием клапанов 6 и 7 проиэвоцят продувку емкости 1, потомзакрывают клапан 6, когда давлениев емкости поднимается до рабочего,закрывают и клапан 7. Заполненнуюсмесью газов емкость подвергаютнагреву или охлаждению в зависимостиот того, меньше температура смесигазов или больше, чем температура)кружаощей среды, т.е. осуществляютпервый или второй варианты способа.При этом измеряют температуры внутренней Твн и наружной Тр поверхностей емкости и давление смеси газов в начале Р и в конце Р процесса нагрева или охлаждения смеси газов и время нагрева или охлаждения.Варианты способа определения поясняются примерами их выполнения,П р и м е р 1. Цилиндрическаяемкость гвн =0,025 м, г =0,030 м(чриз стали Х 18 Н 9 Т (коэФФициент тепло -ОВтпроводности й =57- в в в ) теплоизолнмградроваццая с торцев заполнялась азотомпри температуре Т=173 К (-100 С) додавления 1,5 МПа (15 кг/см). Температура внутренней поверхности емкости к моменту начала нагрева смеси Т =250 К (-23 С), а температуранаружной поверхности Т=253 К(16 -- ),смЧерез промежуток времени 6=0,8 сизмеряемые параметры имели следующиезначения: Р =2 36 МПа (24 -- )кгфсмТв 270 К (-3 С) и Тндр 272 К ( 1 СПри подстановке этих значенийв Формулу получили30( К а +--- - -- - ------ - ф395,0,3.52 253-25 О) + (ггг - г)О) ) П р и м е р 2. Цилиндрическая ем-. кость г=0,025 м, г, = 0,030 м 35 из стали Х 18 Н 9 Т (коэФФициент тепло.Вт проводности 3=57 -" - -) теплоизолим град рованная с торцев, заполнялась смесью 4 О горячих газов при температуреТ=1012 К (739 С) до давленияР=3,6 МПа (36 ;). Температуракгсм 2внутренней поверхности емкости к моменту начала измеряемого процесса охлаждения смеси газов Т=1002 К: (729 фС), а температура наружной поверхности Тщ =997.К (724 С),кг давление Р=3,43 ИПа (35 Через промежуток времес 10 измеряемые параметры име щие значения; Рд=2,46 ИП(389 С),г ) Т ом 2ОН 2 5 С) 658 КРПри под 1 ЕНИИ вке этих лучилиО О 3 О .О 025 ф ф(662 - 658 ксперим металл при созданииной установки.Увеличение точноэксперимента по пре 35 и резул агаемом тато спо бомым спос образо с нении с извеается следую и представит ибка определ оцен 40птель-то от я я показателя Предлагаемый способ позволяет. 2 проводить исследование на одной экспериментальной установке вместо двух, что не менее, чем в 2 раза, уменьшает стоимость экспериментальной установки. Кроме того, возможность производить как нагрев, так и охлаждение смеси газов, позволяет осуществлять не только принудительный, но и самопроизвольные нагрев или охлаждение смесей газов. Это позволяет отказаться 30 от применения нагревателей, что еще более упрощает экспериментальную установку и удешевляет ее, позволяет экономить энергию - все это экономитадиабаты Д является функцией, относительных ошибок измерения отдельных параметров (дП, дП,,с 1"П 11) т.е. д=ДУП, дП д"П), то в первом приближенииг ьно в известном сп 11 параметров, а в 9 параметров. Одна обе и редла яет а сравнение измеряемых параметров в сравниваемых способах позволяет заметить,что в предлагаемом способе нет измерения количества тепла, а оно требуетизмерения массы рабочего тела калориметра и его температур в началеи в конце процесса 1 теплоотдачи, т.е.для 1 измерения количества тепланеобходимо сделать минимум три измерения, равноценных по точности измерениям температуры в предлагаемомспособе. Тогда в известном способе. -по сравнению с предлагаемым следуетвести речь об измерении не 11,а (10 + 3 = 13) параметров.Если принять равными друг другувклады погрешностей измерения каждогопараметра в суммарную погрешность измереня д, то при измерении 13 параметров в известном способе 4=63,а в предлагаемом способе д=-(9. Тогдаувеличение точности будетПзв -9 =1,202 раза, т.е. на 20,2 Ж.Применение предлагаемого способапозволяет также анализировать каквысоко-, так и низкотемпературные сме"си газов за счет отказа от необходимости калориметрирования, тем самымрасширяется, диапазон исследования.Тираж 897 ПодписноеГосударственного коиитета СССР делаи изобретений и открытий ва, Ж, Раушская наб., д, 4 113035, Мо илиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная Составитель А, Жженова Редактор Е. Копча Техред С.йовжий Корректор, В, Гирняк