Способ определения коэффициента температуропроводности жидкости и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистических Республик(51)М, К .з 601 М 25/18 Государственный коинтет СССР яо аелаи изобретений и открытийДата опубликования описания 071181.менделеева " химико-технологического инстит ИЦИЕНТАКОСТИ И УСТРОЙСТВ 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭфф ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ЖИ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН области свойст фициент5Недосляетсяпредстарасхода0 и схему устройства я так как оно.устройства 1 температуры Кроме того,в таткам такого го сложность, ляет собой три ер, измеритель их отношения. Изобретение относится к определения теплофизически жидкостей, в частности коэ температуропроводностн. Известен способ и устройство дляопределения теплофизических свойствдвижущейся жидкости, по которому коэфициент температуропроводности апределяется следующим образом. Измеряют расход и температуру жидкости визмерительной трубке, стенки которойподдерживают при температуретс т+,где- температура стенки измерительной трубки;- начальная температура навходе в измерительную трубку;- коэффициент;л - показатель степени, зависящий от условий нагрева,а в конце измерительной трубки измеряют разность температур междустенкой и жидкостью на оси трубки иопределяют искомый параметр 11. Недостатком способа является сл ность в его осуществлении. Наприме в случае режима нагрева тс =т +Мх ко фнциент температураправодности определяется по формуле:11 Ьнд ф192 ьсгде О) - средняя скорость течения;д - разность между среднемассовой температурой жидкости, н температурой стенкиизмерительной трубки; 0д - диаметр измерительной трубки аТаким образом, для определения искомого параметра необходимо измеритьсреднюю скорость течения жидкости, 35 разность температур, а затем одно поделить на другое. Устройство, реали"зующее данный способ будет сложным,а следовательно, дорогим и ненадежным. Оно включает в себя измеритель 20 расхода, измеритель температуры исхему их отношения. Кроме того; измерительная трубка должна иметь температуру, функционально зависящуюот коо динаты длины трубки.2такое устройство имеет низкую точностьБлижайшим техническим решениемявляется способ определения коэффициента температуропроводности путемвоздействия на вертикальный теплоизолированный столб жидкости потокомтепла, направленного сверху вниз, измерения температуры нагревателЯ итемпературы на границе теплоприемника и жидкости, измерения двух промежутков времени, соответствующих двумзаданным измерениям разности указанных температур 23Искомый параметр определяется поформуле:а=.- й(1),4 рдСгде п - высота столба жидкости,ЬГ - промежуток времени, соответствующий заданному изменению разности междутемпературой нагревателяи температурой на границе теплообменника и жидкостир - безразмерный параметр,определяемый по таблицам.Недостатком данного способа является его сложность, так как в формуле по которой определяется коэффициент температуропроводности, имеется параметр, определяемый по таблицам. То есть для определения искомого параметра необходимо, измерив двапромежутка времени, по их отношениюнайти необходимую таблицу, по которой определяется безразмерный параметр р, и только затем коэффициенттемпературопроводности определяетсяиз формулы (,1).Таким образом, способ практически исключает автоматическое определение коэффициента температуропроводности.Известное устройство для осуществления способа-прототипа содержит вертикальный теплоизолированный канал, нагреватель, помещенный вверху канала, дифференциальную термопару, один спай которой находится в нагревателе, а другой на границе жидкости и теплоприемника,гальванометр, соединенный с дифференциальной термопарой, электронные секундомеры, управляемые гальванометром. Коэффициент температуропроводности определяется по формуле и при помощи таблиц,Недостатком данного устройства является сложность определения коэфФициента температуропроводности.Цель изобретения является упрощение определения коэффициента температуропроводности.Поставленная цель достигается тем, что измеряют интегральную температуру жидкости трех участков, коэффи 50 55 60 65 При достижении заданной температуры, измеряемой датчиком 3, установленным на расстоянии 0,5 ь, и измерителем температуры 4, открывается ключ 9.Результирующая термоэдс термобатареи 5"7 подается через преобразователь 9 на индикатор 10. Интегрирование происходит до тех пор, пока температура в точке 0,5 Ь не достигает Фиксированного значения. После этого ключ 9 закрывается, Полученный сигнал на интеграторе пропорционален коэффициенту температуропроводности.Коэффициент температуропроводности определяется при помощи простых циент температуропроводности определяют по формуле:ьс(2)32(Т -Т +Т )где Т ; Т - интегральная температура жидкости крайних.5участков;Т- интегральная температура жидкости среднегоучастка;Ь - приращение температуры1 Ржидкости за время интегрирования;- длина столба жидкости,Г - время измерения,причем длины крайних участков равны15 ( 0,25+005)(4 длина среднего участка(0,5+0,05)1., а температуру измеряютпосередине столба жидкости, а в устройство дополнительно введены ключ,интегратор, преобразователь термоэдс,три термобатареи, которые расположены по длине канала, причем два расположенных теомоэлектрода крайнихтермобатарей соединены со входомпреобразователя теомоэдс, два другихтермоэлектрола соединены с однородными термоэлектродами средней термобатаоеи, а выход преобразователясоединен с интегратором чеоез ключ,второй вход которого соединен с измерителем температуры.ЗР На чертеже представлена схемаустройства.Устройство включает в Себя вертикальный теплоизолиоованный канал0нагреватель 2, датчик темпеоатуры 3,35 три термобатареи 5-7, ключ 9, который управляется измерителем температуры 4, интегратор 10, которыйподключен чеоез ключ 9 к выходу пре-:обоазователя 8. Термобатаоеи соединены между собой таким обоазом, чтобы термоздс крайних термобатаоей5 и 7 вычитались из термоэлс соедней б. Терультиоующий сигнал подается на вход преобразователя термоэдс8. Длины участков, на которых расположены крайние термобатареи, равны0,25 , а длина среднего участка0,5 Ь, где Ь - общая длина на которой установлены термобатареи.операций, таких как измерение темпе= ратуры жидкости в заданной точке и измерение интегральной температуры жидкости трех участков заданной длины, и по Формуле, которая может быть реализована при помощи интегратора управляемого измерителем температуры. При этом отсутствует необходимость в использовании таблиц.Кроме того, способ и устройство обладают высокой точностью. При измерении интегральной температуры при помощи термобатареи погрешность, вносимая каждой термопарой, усредняется, а также увеличивается амплитуда выходного сигнала, т.е, увеличивается отношение полезного сигнала к случайной погрешности, уменьшаются случайные погрешности при интегрировании по времени.Изобретение позволяет создать простой автоматический анализатор жидкости, обладающий высокой точностью,формула изобретении1. Способ определения коэффициента температуропроводности жидкости путем воздействия на вертикальный теплоизолированный столб жидкости пооком тепла, направленного сверху вниз и измерения температуры в заданной точке столба жидкости, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения определения, измеряют интегральную температуру жидкости трех участков столба и коэффициент температуропроводности определяют по формуле.9Ьй32 Г Т -Т Тэ 1 дФ где Т , Т - интегральная температура жидкости крайнихучастков столба;е 1 - интегральная темперайтура жидкости среднего участкастолба,д- приращение температуры за время интегрирования;Ь - длина столба жидкости2. Способ по п.1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что длины крайнихучастков равны (0,25 т 0,25) 1 среднего - 0,5+0,005) Ь , а температуру10 измеряют посередине столба жидкости.3. Устройство для осуществленияспособа по пп.1 и 2, содержащее вертикальный теплоизоляционный канал,нагреватель, расположенный вверху,15 канала, датчик температуры, соединенный с измерителем температуры, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения измерения, в него дополнительно введены ключ, индикатор,преобразователь термоэдс, три термобатареи, расположенные по длине канала, причем два разнородных термо-,электрода крайних термобатарей соединены со входом преобразователя термоэдс, два других термоэлектрода соединены с однородными те.моэлектродами средней термобатареи, а выход преобразователя соединен с интеграторомчерез ключ, второй вход которого ооеЗОдинен с измерителем температуры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 35 Р 560172, кл. 501 М 25/18, 1976,2. Волькенштейн В.С. Скоростнойметод определения теплофизическиххарактеристик материалов, Л., "Энергияф, 1971, с.54-60, 68-70,(прото тип)879422 аказ 9707/11 Тираж 910 П ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., одписноеР4 Филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектн Составитель В.Русевактор Н.Коляда Техред А.Бабинец Корректор Л.Боква