Способ измерения температуропроводности жидкости

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК Н 9) 51)4 С О 1 М 25 2 комсомологоцкий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изоБРетениям и отнРытия:ПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского а (72) Е.П.Пистун, Я.Т.Ри И.С,Василькивский(56) Цеценберг Н.В, Теплопроводность газов и жидкостей. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1963, с. 428,Авторское свидетельство СССР 9 560172, кл. С 01 И 25/18, 1977. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к теплофизическим измерениям, Цель изобретения - повышение точности измерений, Исследуемую и эталонные жидкости пропускают с равными расходами через две одиИзобретение относится к тепловым ,испытаниям, а именно к теплофизическим измерениям.Целью изобретения является повышение точности измерения.В предлагаемом способе исследуемую и эталонную жидкости с равными расходами пропускают соответственно через одинаковые трубки, на стенки которых на длине их воздействуют тепловыми потоками, плотности которых регулируют так, чтобы среднемассовые температуры исследуемой и эталонной жидкостей, измеренные в конце измерительных участков, были равны между собой, Затем измеряют разности температур каковые трубки, Температуры на входе в трубки поддерживают равными между собой. К стенкам трубок подводят равномерно распределенные тепловые потоки, Их соотношение регулируют так, чтобы выравнять среднемассовые температуры жидкостей на выходе из трубок. Об искомой величине судят по отношению перепадов температур на выходе из трубок: между стенкой трубки и жидкостью в центре трубки,Вместо температуры жидкости в центре трубки может быть использована ее среднемассовая температура. Повышение точности достигается за счет сокращения числа измеряемых величин по сравнению с абсолютным способом измерений, Особенно существенным является исключение измерения распределения температур по стенке трубки.ил. ежду осями и стенками измерительныхрубок на выходе соответственно длясследуемой и эталонной жидкостейи по отношению измеренных разностей температур определяют искомую величину, Вместо укаэанных разностейтемператур могут быть измерены разности среднемассовых температур жидкостей и температуры стенок на выходе измерительных участков,На чертеже приведена схема устройства для реализации способа.Устройство состоит нз емкостей1 и 2, насосов 3 и 4, термостата 5,задатчиков 6 и 7 расхода и измерительного устройства 8, представляаще3 1495697го собой две трубки 9 и 10, на которых установлены водяные рубашки 11и 12, электрические нагреватели 13и 14, включенные параллельно в цепьисточника 15 тока, мощности которыхрегулируются с помощью реостатов16 и 17 и контролируются амперметрами 18 и 19, измерителей 20 и 21 среднемассовой температуры.и термопары22, которые подключены к измерителю23 отношения и нуль-индикатору 24,Способ осуществляют следующимобразом,Исследуемую и эталонную жидкости 15соответственно из емкостей 1 и 2прокачивают насосами 3 и 4 через термостат 5, где они подогреваются доопределенной температуры, Затем исследуемую и эталонную жидкости пропускают через измерительное устройство 8 соответственно через измерительные участки трубок 9 и 10. При этомграсходы исследуемой и эталонной жидкостей поддерживают одинаковыми спомощью эадатчиков 6 и 7 расходасоответственно, Изотермические участки измерительных трубок 9 и 10, создаваемые водяными рубашками 11 и 12,служат для получения установившегося 30режима с параболическим профилемскорости для обоих жидкостей. Воздействие тепловыми потоками на стенкирабочих участков измерительных трубок9 и 10 осуществляют соответственнос помощью электрических нагревателей13 и 14, имеющих одинаковые электрические и геометрические характеристики.Тепловые мощности, выделяемые нагревателями 13 и 14, регулируют соответственно с помощью реостатов 16 и17 до тех пор, пока на выходе измерительных трубок 9 и 10 среднемассовыетемпературы жидкостей, измеренные тер мопарами 22, не будут равны между,собой. Равенство этих температурконтролируют нуль-индикатором 24. Навыходах измерительных участков трубок9 и 10 разности температур междУ тем пературами исследуемой и эталоннойжидкостей на осях этих трубок илиразности между среднемассовыми температурами жидкостей и температуройстенок измеряют с помощью термопар22, установленных на стенках измерительных трубок 9 и 10 и измерителях20 и 21 среднемассовой температуры.Сигналы с термопар 22 подают на изме или ЛэаЭ д температуропроводность;разность температуры жидкости на оси трубки и температуры стенки на выходе из измерительного участка;разность среднемассовой температуры жидкости и температуры стенки на выходе измерительного участка;индекс, указывающий на принадлежность величины эталонной жидкости. где а Д 1При реализации способа, в качестве измерительных трубок применяют две одинаковые медные трубки с внутренним диаметром й = 4 мм и внешним диаметром йо= 6 мм. Длины изотермических участков, интенсивно омываемые теплоносителем постоянной темпЕ- ратуры (например, водой при 20 С), для обеих трубок приняты равными 200 мм. Длины участков равны 1000 мм. На них размещены нагреватели, намотанные из нихромовой проводки диаметром 0,8 мм с шагом 1,0-1,6 мм, Нагреватели теплоизолированы от окружающей среды слоем стекловолокна, В качестве эталонной жидкости используют толуол, теплофиэические характеРистики которого изучены довольно точно. Проведены измерения тейлофизических характеристик воды, бензола. Результаты хорошо согласуются с известными данными. 4ритель 23 отношения, который производит операцию деления измеренных разностей температур, в результате чего получают искомую величину.При получении расчетных соотношений использован тот факт, что на измерительном участке трубки распределение температур по стенке подчиняется линейному закону. Выполнение равенства тангенсов углов наклонов этих линейных зависимостей для двух измерительных участков обеспечивается равенством среднемассовых температур эталонной и испытуемой жидкостей на входах и выходах измерительных участков,Расчетные формулы имеют видд 1 ра=аЭ д 5 14Повышение точности достигается сокращением числа измеряемых величин за счет относительных измерений. При этом по сравнению с абсолютным способом измерения исключается не только измерение расхода и диаметра4 трубки, но и тангенса наклона темпе" ратурной зависимости температуры стенки, что служило источником значительной погрешности.Предлагаемый способ может применяться при исследованиях и технологическом контроле разнообразных .жидкостей.Формула и 3 о б р е т е н и яСпособ измерения температуропроводности жидкости, состоящий в том, что пропускают испытуемую жидкость с постоянным расходом через трубку постоянного сечения, на измеритель" ном участке трубкй через ее стенку воздействуют на испытуемую жидкость тепловым потоком, измеряют температуры жидкости.на входе и выходе измерительного участка, на основании чего рассчитывают температуропроводность, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, через дополнительную трубку аналогичную 95697 6первой одновременно с тем же расходом пропускают .эталонную жидкость, воздействуют на нее дополнительным тепловым потоком, температуры жидкостей на входах в измерительные участки поддерживают равными, а плотности тепловых потоков выбирают так, чтобы обеспечить равенство среднемассовых температур жидкостей на выходах из измерительных участков, а искомую величину рассчитывают по соотношениюабаза=аде15, илиАэааЭ дгде а в . температуропроводность;20 Ай - разность температуры жидкостина оси трубки и температурыстенки на.выходе из измерительного участка;А 7 - разность среднемассовой тем пературы жидкости и температуры стенки на выходе из измерительного участка;э - индекс, указывающий на принадлежность величины эталонной жидкости.1495697 остав т и,ель В.ВертоградскииС.Пекарь Техред ЛеОх 1 нйнык Коррект Реда Цип роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро агарина ЗаказВНИИПИ 58/41 Тираж 789сударственного комитета по из113035, Москва, Ж,Подписноеитениям и открытиям при ГКНТ СССРшская наб д. 4/5