Устройство для определения теплоты сгорания жидких топлив

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский технотут холодильной промыш(56) Авторское свидетельМ 1430850, кл. 6 01 Н 25Авторское свидетельМ 1565232, кл. 6 01 К 25 огический инстиен ностилков, В. А. Рыков тво СССР 32, 1987. тво СССР 32, 1988. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к области определения теплофизическиххарактеристик горючих и может быть использовано в теплоэнергетике для контроля за качеством жидких топлив, а также в лабораторной практике,Известно устройство для измерения теплоты. сгорания жидких топлив, содержащее адиабатическую оболочку, внутри которой установлены измерительная ячейка с горелочным узлом, источник теплоты, тепловые стоки, выполненные в виде коаксиальных цилиндров и соединяющие источник теплоты и измерительную ячейку с изотермическим блоком, выполненным в виде замкнутой камеры, преобразователи теплового потока, соединенные без зазоров с торцовыми поверхностями источника теплоты и измерительной ячейки и связанные электрически с входом системы атактического регулирования теплового потока, выход которой соединен с источником теплоты, кроме того, устройство имеет блок подготовки и подачи топлива и окислителя в измерительную ячейку. ЯО 174269(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ЖИДКИХ ТОПЛИВ (57) Использование: для контроля качества топлив в промышленности, а также в лабораторной практике. Сущность изобретения: выполнение стоков теплоты в виде колец, насаженных на ячейки, содержащие источник теплоты и камеру сгорания. Высоты колец ,обратно пропорциональны теплопроводностям материалов, из которых выполнены стоки теплоты. 1 ил. Основным недостатком данного устройства является зависимость погрешности измерения от несимметричности температурныхполей тепловых стоков источника теплоты иизмерительной ячейки при измерении теплотысгорания, Величина такой погрешности можетнаходиться на уровне 3-6;,ииЬНаиболее близким к предлагаемому является устройство для определения теплоты Дсгорания жидких топлив, содержащее адиабатическую оболочку с установленными вней, выполненными виде цилиндров, имеющих общую образующую, источником теплоты и измерительной ячейкой с камерой (Ясгорания, снабженной дололнителяным источником теплоты, изотермический блок,связанный с измерительной ячейкой и источником теплоты, преобразователи теплового потока, расположенные симметричноотносительно общей оси измерительнойячейки, источника теплоты и без зазора степловыми стоками, выполненными в видеметаллических дисков и расположеннымибез зазора на противоположных торцовых45 50 поверхностях измерительной ячейки и источника теплоты, остальная часть наружной поверхности которых находится в контакта с адиабатической оболочкой, систему автоматического регулирования теплового потока, вход которой электрически связан с преобразователями теплового потока, а выход - с источником теплоты, блок подготовки топлива и окислителя, соединенный скамерой сгорания,Недостаток известного устройства -низкая точность измерения, обусловленнаяконструктивной неидентичностью измерительной ячейки и источника теплоты, Площадь боковой поверхности измерительной ячейки значительно больше площади боковой поверхности источника теплоты. Потери тепла через адиабатическую оболочку от источника теплоты и измерительной ячейки существенно отличаются, вследствие этого, тепловая симметрия калориметрической системы нарушается, Экспериментальные исследования показали, что погрешность измерения в этом случае может достигать 4,Отвод теплоты при сгорании топлива происходит преимущественно за счет конвективного теплообмена между продуктами сгорания и внутренней боковой поверхностью измерительной ячейки, Изменение теплоты сгорания исследуемого топлива приводит к увеличению градиента температур от верхней "холодной" части измерительной ячейки, находящейся в контакте с тепловым стоком и нижней "горячей" частью ячейки, окруженной адиабатической оболочкой. При этом увеличивается время выхода на стационарный температурный режим, так как перестройка температурного поля измерительной ячейки происходит за счет теплопроводности материала ячейки и теплового потока, направленного по высоте ячейки от "горячей" нижней части до "холодной" верхней части.Цель изобретения - уменьшение времени определения,В устройстве для определения теплоты сгорания жидких топлив, стоки теплоты выполнены в виде колец, насаженных без зазора соответственно на ячейку с источником теплоты и измерительную ячейку, причем высоты стоков теплоты и теплопроводности материалов, из которых выполнены стоки, а также высоты стоков и высоты ячеек связаны между собой соотношениями где 61, Ь 2 - высота стоков теплоты на ячейке с источником теплоты и измерительной ячейке;Ь Л - коэффициенты теплопроводности материалов стоков теплоты на ячейке с источником теплоты и измерительной ячейке;Ьз, Ь - высоты ячейки с источником теплоты и измерительной ячейки,На чертеже представлено устройство для определения теплоты сгорания жидких топлив, общий вид,устройство содержит замкнутый изотермический блок 1, выполненный в виде цилиндра с ребрами 2, воздушного охлажден,я, отвод теплоты с которого осуществляется с помощью естественной конвекции, а в случае необходимости любым известным способом. К иэотермическому блоку присоединены стоки 3 и 4 теплоты, которые наса- жены без зазора соответственно на измерительную ячейку 5 и ячейку 6 с источником теплоты, Стоки теплоты выполнены в виде колец с разными внутренними и наружными диаметрами, причем сток измерительной ячейки, выполненный из стеклотекстолита, имеет высоту 12 = 70 мм, а тепловой сток источника теплоты, выполненный иэ нержавеющей стали, имеет высоту Ь =4 мм, Высота стоков теплоты связана соотношением Между торцевыми поверхностями измерительной ячейки и источника теплоты без зазора с ними установлены преобразователи 7 теплового потока (тепломеры), электрически связанные с входом системы 8 автоматического регулирования теплового потока САРТП). Выход САРТП электрически связан с источником 9 теплоты, в качестве которого использован электронагреватель. Измерительная ячейка в своей нижней части соединена с блоком 10 подготовки и подачи топлива и окислителя с помощью патрубков 11 и 12, там же находится патрубок 13 выхода продуктов сгорания, Внутри измерительной ячейки находится камера 14 сгорания, в которой на внутренней поверхности расположен дополнительн ый электрона гревател ь 15. Свободноепространство внутри изотермического блока занято адиабатической оболочкой 16.Устройство работает следующим образом,До начала подачи топлива в камеру сгорания дополнительным нагревателем 15 разогревают внутреннюю поверхностькамеры сгорания до температуры, обеспечивающей воспламенением и полное сжигание исследуемого топлива, и затем 10поддерживают ее постоянной. Исследуемоетопливо и окислитель с помощью блока 10подготовки и подачи по патрубкам 11 и 12непрерывно подают в камеру сгорания измерительной ячейки и осуществляют процесс полного сжигания топлива, при этомпродукты сгорания охлаждаются в ячейкепримерно до температуры входа окислите-ля и топлива и непрерывно отводятся в окружающую среду через патрубок 13; В этом 20случае в измерительной ячейке выделяетсяискомое количество теплоты 0,Одновременно непрерывно на входСАРТП 8 поступает электрическийсигнал,пропорциональный тепловому потоку, пронизыеающему преобразователи 7 теплового потока. При этом САРТП регулируетработу электронагревателя 9 так, что электрический сигнал от преобразователей теплового потока равен нулю. Тогда искомая 30величина теплоты сгорания определяетсяпо измеренному значению компенсационной мощности электронагревателя 9. дополнительной мощности, выделяемой в камересгорания электронагревателем 15, и по измеренному расходу исследуемого топлива(в блоке 10), подаваемого е камеру сгорания. Предлагаемое устройство позволяет на20-30 оь уменьшить время, необходимое дляполучения результатов измерения,формула изобретения Устройство для определения теплоты сгорания жидких топлив, содержащее адиабатическую оболочку с соосно установленными в ней двумя цилиндрическими ячейками одинакового радиуса, в одной из которых размещен источник теплоты, а е другой - камера сгорания, снабженная дополнительным нагревателем и.соединенная с блоком подготовки и подачи топлива и окислителя, изотермический блок, окружающий адиабатическую оболочку и соединенный с ячейками через стоки теплоты, касающиеся внутренней боковой поверхности изотермического блока, систему автоматического регулирования теплового потока, вход которой электрически совдинен с преобразователями теплового потока, размещенными между ячейками симметрично относительно оси ячеек, а выход - с источником теплоты, о т л и ч в ю щ е е с я тем, что, с йелью уменьшения времени определения, стоки теплоты выполнены в виде колец,. насаженных без зазора на ячейки, содержащие источник теплоты и камеру сгорания, а выбор высоты и материала колец производят исходя из соотношений п 1 Л 2 =А 2 Л,1; п 1=пз, МЬ,где Ь 1, Ьг - высоты стоков теплоты на ячейках с источником теплоты и с камерой сгорания; Л 1 Я 2 - теплопроводности материалов; пз, п 4 - высоты ячеек с источником теплоты и с камерой сгорания.1742695 Составитель М,СукоянРедактор И.Шулла Техред М. Чоргентал Корректор Е.Островская и ГКНТ ССС роиэво но акаэ 2280 ВНИИПИ Го Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101