Устройство для определения теплоты сгорания жидких топлив

союз советснихсоциАлистичеснихРЕспу Блин 191(я) (: 01 1 2 У 32 0 ЕТЕНИЯ ОМУ СВИ ЛЬСТВ Бюл, 1" 30 ский техно ильной про ВЬРВ АП В Григор свидетРльс 011125 еский ьияленностиВОЛКОВ РВтво ГССР32, 1990. для контроля к ромышленности, а исследований Су 57) ИспольестВа топл акже для н а в нырекра олног остат в окр изоте же яц к иком теплот потока ИЦР ыдел ло о кой о звес пот РНИЯ еиермице токи с н Отивления ей енсирую ощности оплива,еику мас и по подачу-15 мин ания оту ГОсудАРстВенный нОмитетпО изОБРетениям и ОТЯРцтияПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(21) 18521372 (22) 2307,90 (71) 1509.92. (71) Ленинград институт холод (72) В,И,. Голо В,А, Рыков и Р(56) Авторское Р 1689830, кл,(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕЛЕЛЕНИЛОТЫ СГОРАНИЯ У(ИЛКИХ ТОПЛИВ Изобретение относится к теплойизицеским измерениям свойств веществ иможет быть использовано для контролятеплоты сгорания преимущественно тяжелых жидких топлив (в том числе ма"зута), а также при науцных исследованиях,Известен способ определения теплоты сгорания тяжелых жидких топлив,заключающийся в том, что измерительную яцейку, в которой находится камера сгорания, помещают в изотермическую оболочку,дополнительным тепловым потоком, разогревают внутреннююповерхность камеры сгорания до температуры 600-900 С, окислитель подаюткамеру сгорания непрерывно, атоплива периодически через 10 ность изобретения: узел перемещениятоплива из менее нагретой части камеры сгорания в более нагретую выполнен в виде гибкого замкнутого элемента например в виде плетеного жгутаиз жаропрочного коррозионностойкогоматериалаГибкий замкнутый элементохватывает два ролика, один из которых соединен с электроприводом, Трубка подачи топлива касается прямолинейного уцастка гибкого замкнутогоэлемента в нижней части камеры сгорания,а дополнительный источник тепларазмещен я средней части камеры сгорания по периметру внутренней ее поверхности 1 зп,. й-лы, 1 ил и вновь возобновляют пос сгорания твердого коксового продукты сгорания отводят ающую среду, при этом внутри ицеской оболочки размещают т ку с компенсирующим источн и преобразователи теплового соединенные с системой авт кого регулирования тепловогоющееся в процессе измеводят от ячеек к изоочке через тепловыми термическими сомеряют значение комости, дополнительной ым рассчитывают теплива,175 1Недостатком данного способа лвляс тс я низкая точность определения теп-лгты сгорания тяжелых жидких топлив,сусГовленная нестационарным тепловым5ржимом диФФеренциального калориметр. ,В этом случае трудно обеспечитьточность компенсации тепловой мощности, выделяющейся в измерительной ячейке и погрешность определения теплоты 10сгорания может достигать значения6-91,Наиболее близким техническим решением является устройство для определения теплоты сгорания жидких топлив,Устройство содержит адиабатическую оболочку с установленными в нейисточником теплоты и измерительнойячейкой с цилиндрической камерой сгорания, снабженной узлом перемещения топ-р 0лива, выполненным в виде диска, установленного соосно с камерой в ее нижней части с зазором относительно боковых стенок и изготовленного из жаропрочного коррозионностойкого материала, соединенного с электроприводом,причем камера сгорания снабжена дополнительным источником теплоты, размещенным под диском по периФерии внутренней поверхности нижнего торца каме ры сгорания на участке, противополож.ном зоне подачи топлива и окислителя,кроме того устройство содержит изотермический блок, находящийся в контакте с измерительной ячейкой и источником тепла, преобразователи тепловогопотока, тепловые стоки, выполненныев виде металлических дисков, системуавтоматического регулирования теплового потока, а также блок подготовки иподачи топлива и окислителя,Основным недостатком устройства,принятого за прототип, являются большие затраты времени для определенийтеплоть 1 сгорания тяжелых жидких топлив, содержащих большое количествококсующихся веществ, так как для полного сжигания такого топлива приходится вводить в измерительную ячейкуи поддерживать в процессе измерений 50постоянным дополнительный тепловой поток достаточно большой величины, Этообъясняется тем, что зона дожиганиякоксового остатка находится ниже Факела горения легкой Фракции и теплота уходящих продуктов сгорания почтине используется для поддержания за.Оаннлй температуры в зоне дожигания,Кроме того, диск относительно громоздкая деталь калориметра, обладающаязначительной теплоемкостью и для егопрогрева необходимо затрачивать значительную тепловую мощность,Увеличение дополнительной тепловоймощности вызывает увеличение суммарной тепловой мощности, выделяющейся визмерительной ячейке Поэтому с цельюподдержания оптимальных условий теплообмена продуктов сгорания с внутренними поверхностями измерительнойячейки, а также для обеспечения допустимого предельного уровня температур приходится увеличивать массу и габариты как самой измерительной ячейки, так и тепловых стоков, связывающих ячейки с изотермическим блокомВерхний предельный уровень температуры измерительной ячейки обусловленво-первых, предельным температурнымуровнем теплоизолирующего материалаадиабатической оболочки и во-вторых,верхним пределом рабочей температурыпреобразователей теплового потока,равным 100-100Увеличение массы и габаритов калориметрической системы связаны с увеличением ее суммарной теплоемкости, аследовательно, с ухудшением динамических характеристик данного средстваизмерения Т,е, увеличение дополнительной тепловой мощности в измерительной ячейке при сжигании тяжелыхжидких топлив приводит к увеличениювремени для получения результата измеренияЦелью изобретения является уменьшение времени измерения теплоты сгорания тяжелых жидких топливПоставленная цель достигается тем,что в известном устройстве для определения теплоты сгорания жидких топлив узел перемещения топлива выполнен в виде гибкого замкнутого элемента, охватывающего два ролика с образованием двух прямолинейных участков,причем один ролик размещен внутри измерительной ячейки, а другой за еепределами и соединен с электроприводом, один из упомянутых прямолинейныхучастков проходит внутри камеры сгорания, а другой - вне ее, дополнительный источник тепла размещен по периметру средней части внутренней цилинд"рической поверхности камеры сгорания,тобкя подачи топлива касается гибко1, Устройство для определения теплоты сгорания жидких тОплив, содержаУ щее адиабатическую обпц цу с установленными в ней источником тепла и из 5 1 75 г 15),с:го элемента в нижней части камеры сго- то ки касания располож. н спгз 1 турания,а трубка подачи окислителя . 11 подвода окислителярасположена ниже трубки подачи топли- Перед началом п,дачи тс плие . в д.ва и параллельно ей, Гибкий замкнутый меру сгорания вкпюцант эл .и ивс,п5элемент узла перемещения топлива мо- который вращая ролик 15 по цасовоц)жет быть выполнен в виде плетеного стрелке, надимеет перемещать с зад;и -жгута. ной скоростью жгут 16, Включают доп, пНа чертеже представлена схема нительный источник тепла 13 и по труустройства для определения теплоты 10 ке 11 подают окислитель в зону подвосгорания жидких топлив да топлива, охлаждая ее до 100-200 Г,Устройство содержит замкнутый изо- На движущийся жгут по трубке 10 стермический блок 1, выполненный в ви- помощью узла подачи топлива и окисп 1 де цилиндра с ребрами 2 воздушного ох- теля 12 начинают подавать известноелаждения. К блоку 1 по внутреннему пе количество исследуемого топлива, ,"-ариметру подсоединены стоки тепла 3 и счет поступательного движения жгута(соответственно измерительной ячей- топливо, находящееся между витками%ки 5 и источника тепла 6), выполнен- жгута, последовательно перемещается цзные в виде металлических дисков оди- нижней части камеры сгорания, где нанаковой геометрической Формы и распо чинается игпарение и горение легкойложенные симметрично относительно фракции мазута, По мере выгорания легоси блока 1, Стоки тепла, в свою оче- ких Фракций происходит коксование тяредь, соединены без зазора с торце- желой Фракции мазута на поверхностиными противоположными поверхностями жгута, коксовый остаток переноситсяисточника тепла и измерительной ячей в зону, где жгут под совместным дейстки, выполненных в виде цилиндров и вием дополнительного источника теплаимеющих общую образующую.Нежду тепло- и Факела прогревается до 600-900 Г,выми, стоками, симметрично относитель- В эту зону поступает таяне окислитель,но общей оси измерительной ячейки ис-. неизрасходованный при горении легкойточника тепла без зазора размещены 30 фракции, и происходит дожигание коксопреобразователи теплового потока 7, вого остатка., Продукты сгорания попаэлектрически связанные с системой дают в измерительную ячейку, где охавтоматического регулирования теплово- лаждаются примерно до температуры1 го потока (САРТП).0 Выход САРТП эле- входа топлива и окислителя и непрерывктрически соединен с источником теп- З 5 но отводятся в окружающую среду, Нала 6, в качестве которого использован вход САРтП 8 непрерывно поступаетэлектронагреватель В измерительной электрический сигнал, пропорциональячейке расположена камера сгорания ный тепловому потоку, подводимому к9, в которую посредством трубок под- измерителю теплового потока, ГАРтП ревода 10 й 11 поступают топливо и 40 гулирует работу электронагревателя 6окислитель пт блока подготовки и по- таким образом, чтобы элетрицескийдачи топлива и окислителя 12, сигнал с измерителя был равен нулю,По периметру средней части цилинд- Искомую величину теплоть, сгорания оп"рической поверхности камеры сгорания ределяют по измеренному значению комрасположен дополнительный источник 45 пенсационной мощности, мощности, вытепла 13, выполненный в виде спираль- деляемой в камере сгорания дополниного электронагревателя На внутрен- тельным источником теплоты 13 и поней верхней торцевой поверхности из- измеренной в блоке 12 массе исследуемерительной ячейки установлен ролик мого топлива.11, а за пределами калориметра ролик 50 Устройство позволяет снизить время15. Узел, перемещения топлива выпол- определения теплоты сгорания на 30 нен в виде плетеного гибкого замкнуто/ по сравнению с прототипомго жгута 16, охватывающего ролики 1и 15, Жгут 16 сплетеиз 211 нихромо- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и явь 1 х проволочек с наружным диаметромд,1 Р = 0,1 мм каждая Ропик 15 соеди"нен с электроприводом 17, трубка 10для подвода топлива своим верхнимсрезом касается жгута 16, причем ниже1 Уг;1мгпи"лльдой ячейкой с размещг.нной вц/три нГГ ци пиндричес кой камерой сгорания, снабженной лополнительным источником тепла, узел перемещения топлива, выполненным из жаропрочного5 коррозионностойкого материала, изотермицеский блок, находящийся в контакте с измерительной ячейкой и игтоцником тепла через тепловые стоки, выполненнь;е в виде металлических дисков, преобразователи теплового потока, систе" му автоматического регулирования теплового потока, блок подготовки и подаци топлива и окислителя в камеру сгорания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, цто, с целью уменьщения времени определения теплоты сгорания тяжелых жидких топлив, узел перемещения топлива выполнен В Виде гибкого замкнуто-О го,элемента, охватывающего два ролика с обо разованием двух прямолинейныхучастков, причем один ролик размещенвнутри измерительной ячеики, другойза ее пределами и соединен с электроприводом, один из прямолинейных уцастков гибкого элемента проходит внутрикамеры сгорания, трубка подачи топлива установлена в нижней части камеры,сгорания и касается гибкого элемента,трубка подачи окислителя установленаниже трубки подачи топлива и параллельно ей, а дополнительный источниктепла размещен в средней части камерысгорания по периметру внутренней цилиндрицеской поверхности/с, Устроиство по п 1, о т л и ц аю щ е е с я тем, что гибкий замкнутый элемент узла перемещения топлива выполнен в виде плетеного жгута