Способ измерения импульса тепла

О П И С А Н И Е (и 65729ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сова СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид. 22) Заявлено 26,04.76)2351178/ 0 17 аявк рисоединением Гасударственный камвтет СССР ае делам нзебрвтеннй и еткрмтнй.79 Дата опубликования описания 19 72) Авторы изобретения. Гальперин, Ю. Р. Кол А. С. Негвнов 71) Заявитель тделение института химической физики АН ССС с) СП ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЪСА ТЕПЛА способ измеанный на репитудьт криоримегра 2). эмереИзобретение относится к области теплофиэических измерений и может бытьиспользовано для определения количестватепла, выделяющегося при нестационарныхэкзотермических процессах таких, например, как сжигание, растворение и г.д.Известен способ измерения импульсатепла, в котором регистрируют температурный ход квлориметрического сосуда,а затем вводят в результаты измеренийпоправки на теплообмен )1),Погрешность в определении импульсатепла по этому способу зависит от правильного учета всех факторов, влиявшихна геплообмен квлориметрического сосуда с окружающей средой, что не всегдаудаегся осуществить в полной мере вреальных условиях проведения теплотехнического эксперимента.Известен баллистическийрения импульса тепла, основгистрации максимальной ампвой температурного хода кал Недостатком укаэанного способа является невысокая точность проводимых измерений, что не позволяет широко применять его при исследовании нестандартных тепловых процессов.Наиболее близким по технической суш ности к изобретению является способ измерения количества тепла, заключающийся в том, что в рабочую ячейку калориметра помещают квлоримегрический сосуд с исследуемым веществом, инициируют иоследуемое вещество и одновременно осуществляют интегрирование компенсацион ной тепловой мощности, вводимой ог электрических нагревателей 31 .Недостатками этого способа являются низкая точность и большая длительность проводимых измерений, обусловленная длительностью переходного процесса по выравниванию температур рабочей ячейки и квлориметрического сосуда.Целью изобретения является повыщение точности и быстродействия и ния теплот экзогермических процессов,Это достигается тем, что по предлагаемому способу калориметрический сосуд с исследуемым веществом размещают в рабочей ячейке калориметра, инициируют исследуемый процесс при одновременномвключении" интегрирующего устройства, а измерение. импульса тепла по конечному значению интеграла компенсационной мощности осуществляют между участник регулярного режима, имеющими одинакоЬые постоянные времени,На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего описываемый способ; на фиг. 2 - диаграмма зависимости изменения теплового потока в рабочей ячейке калориметра от времени. Калориметр 1,содержит рабочую ячейку 2 и эгаЯлонную ячейку 2.Калоримегрический сосуд с исследуемь 1 м веществом, температура которого ни- же рабочей температуры калориметра, вводят в рабочую ячейку 2 калориметра 1. В этот момент, соответствующий точке "б на диаграмме фиг. 2, дифференциальный термодатчик 3 вырабатывает электрический сигнал, который после усиления усилителем 4 поступает через преобразователь 5 в компенсационный электрический нагреватель 6.Вырабатываемый нагревателем 6 теп лозой поток поступает в рабочую ячейку 2 калориметра, приводя постепенно всю систему в тепловое равновесие. Участок кривой "б-в" на диаграмме соответствует начальной части переходного процесса по ,. выравниванию температур ячейки и вне- ф сенного сосуда.Суммарное количество тепла, выработанное электрическим компенсационным нагревателем 6, пропорционально числу импульсов, которые поступили в него ог преобразователя 5. Регистрация импульсов осуществляется интегратором 7, представляющим собой цифровое пересчегное устройство.Установление равенства температур исследуемого вещества и рабочей ячейки и наступление вслед за этим регулярного теплового режима происходит при определенном тепловом потоке, отмеченном на диаграмме точкой "г". О достижении этого уровня теплового потока информируют блок 8,сравнения и автоматики, ротор 7. При этом выходной ток усилителя 4 через резистор 11 в ключевое устройство 10 поступает на вход блока 8 сравнения и автоматики. Одновременно с включением интегратора происходит инициирование (сжиганне) исследуемого вешесгва. Это приводит к изменению уровня теплового потока, нарушению теплового равновесия системы и наступлению нерегулярного теплового режима, которому соотвегствуег на диаграмме участок кривой "г-д".По истечении определенного промежутка времени, соответствующего на диаграмме участку "з-и" по оси абсцисс, калоримегрифеская система вновь приходит в тепловое равновесие. Наступлению второго участка регулярного теплового режима соответствует новый уровень теплового пдтока (гочка "д" на участке "д-м" диаграммы).При достижении этого уровня теплового потока блок 8 сравнения и автоматики размыкаег ключевые устройства 9, 10 и отключае г интегратор.Теплофизические свойства рабочей ячейки калориметра и коэффициент передачи следящей компенсационной системы подобраны гак, чтобы постоянные времени обонх участков регулярных режимов, между которыми происходит измерение импуль 1 а тепла были одинаковыми.Поскольку измерение импульса тепла начинается н заканчивается прн строго фиксированных значениях теплового потока, соответствующих на диаграмме точкамг нд", а участки кривыхген н дкм" описываются экспогенциальной функцией с одной и той же посгоянйой времени, го площади под обеими кривыми, начиная с моментов времени, соответствующих точкам "и" и "ж" на оси абсцисс, будут р 1 между собой е бидкм = .кеи и идкк кенм ф П" этому площадь, пропорциональная измеряемому тепловому эффекту, будет составлена из площадей . 5,+ +.,ф(е,бт + б, н оказывя равной. Разносн 5 угеф здрТаким образом, для реализацииСпособа необходимо обеспечить включение и выключение интегратора на определенных, заранее заданных уровнях теплового потока, Эти уровни в свою очередь определяют с учетом-заранее Известных темпов охлаж дения рабочей ячейки калориметра.Многочисленные экспериментальные данные показали, что точность измереник импульса тепла по данному спдсобу в 7 раз, а быстродействие в 5-6 раз выше по сравнению с известным способом.форм.ула изобретенияСпособ измерения импульса тепла, заключающийся в том, что в рабочую ячейкукалориметра помещают калориметрическийсосуд с исследуемым веществом, инициируют исследуемое вещество и одновременно осуществляют интегрирование компенсационной тепловой мощносги, вводимой 3от электрических нагревателей, о т л ичающийся тем, что, сцельюповыщения быстродействия и точности, измерение производят между участками регулярного режима, имеющими одинаковые 6постоянные времени. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Олейник Б. Н, Точная калоримегрияиэ-во "Стандарты", 1964, с, 36-73.2. Патент ГОР М 53347,кл 42 1 1 6/02 1 965 е3. Патент франции % 1566743,кл, 8 01 К 17/00, 1968.657279 нко Корректор П. Мак Редактор й иц каз 1780/4 нного ко егений и , Раушск 11303 лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4(.оставитель Г. Кехред .Х. Пвтк Тираж 765 ИПИ Государстве по делам изоб