Способ определения количества тепла

Способ определения количества тепла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 К 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4721552/10 (22) 26.07.89 (46) 15.01.93. Бюл. N. 2 (71) Отделение Института химической физики АН СССР (72) Л. Н, Гальперин, Ю. P. Колесов и А. С.

Неганов (56) Авторское свидетельство СССР

N 618657,,кл. G 01 К 17/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N 637732, кл. G 01 К 17/00, 1 975. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА (57) Использование: измерение тепловыделения, сопровождающего быстропротекающие процессы. В ячейке массивного блока диатермического калориметра размещают

Изобретение относится к области измерения полных теплот, .выделяющихся при сравнительно быстропротекающих процессах, например, сжигании.

Известен способ определения теплоты сжигания исследуемого вещества по разности тепловыделения в микробомбе калориметра и энергии инициирования (зажигания).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения импульса тепла с помощью калориметра теплового потока, включающий размещение в калориметре реакционного сосуда с веществом, его перегрев относительно рабочей температуры калориметра. инициирование теплового процесса, интегрирование сигнала теплового потока и определение количества тепла по результату интегрироваБЫ 1788447 А1 реакционный сосуд с исследуемым веществом, перегретый относительно блока. Нагревают калориметрическую ячейку эталонным электрическим импульсом джоулевой энергии, величинукоторой устанавливают в пределах рабочего диапазона измерения калориметра. Одновременно с нагревом на участке регулярного теплового режима охлаждения реакционного сосуда инициируют процесс горения вещества. Измеряют выходной сигнал калориметра в течение промежутка времени до достижения значения сигнала, зафиксированного в момент инициирования горения, и по разнице значений выходного сигнала и энергии эталонного импульса определяют количество тепла. 2 ил, ния с прекращением интегрирования на участке регулярного режима охлаждения.

Недостатками данного способа являются:

1, Возможность регистрации только эк- СО зотермических процессов. Эндотермиче- QQ скйе процессы не регистрируются. фь, 2. Узость динамического диапазона. ф, Тепловые процессы, при которых регулярный режим в калориметрической ячейке наступает ниже уровня "измерительной отсечки" (начало регулярного участка) не регистрируются. Поэтому начальный участок каждой шкалы является зоной нечувствительности. В приборах, реализующих этот способ, динамический диапазон.(0) каждой

Отах шкалы Р= =2, где Отах и Q,, — соотQm(n ветственно, конец и начало шкалы.

Цель изобретения — обеспечение возможности регистрации экзотермических

1788447

> 2 для экзотермических процессов и

Qmax

20 3

О». > — Qmin для эндотермических процессов, Например, при шкале калориметра

500 — 1000 Дж можно измерять экзотермиче25 ские процессы с энергией 0:500 Дж, задавая .

О»,=500 Дж или для эндотермических процессов с энергией 0 — 1000 Дж, задавая

О».=1500 Дж.

30 нии выходного сигнала калориметра в

40 течение промежутка времени до достиже45 величину которой устанавливают в пределах рабочего диапазона измерения калориметра, а количество тепла определяют по разнице значений выходного сигнала кало55 риметра и энергии эталонного импульса. процессов, протекающих с малым тепловы делением, а также эндотермических процессов, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе одновременно с инициированием осуществляется нагрев калориметрической ячейки эталонным электрическим импульсом джоулевой энергии, величину которой устанавливают в пределах рабочего диапазона измерения калориметра, а количество тепла определяют по разнице значений выходного сигнала калориметра и энергии эталонного импульса.

На фиг. 1 приведена диаграмма измене- 1 ния теплового потока в калориметрической ячейке при андо- и экзотермических процессах; где кривая 1 — спад теплового потока при отсутствии теплового импульса Q=O; 2— энергия импульса меньше нижнего предела шкалы и к уровню отсечки И/р«. регулярный режим не выступает; 3 — эндотермический процесс (— Q), на уровень |Ия«. тепловой поток не выходит; 4 — при задании дополнительной эталонной энергии Q».„íà фиг. 2— устройство для реализации предлагаемого способа, где 1 —. калориметр; 2 — усилитель;

3 —; 4 — блок управления; 5— дозатор энергий.

Исходному состоянию соответствует участок диаграммы "аб" — эксперименталь- ный нуль калориметра, В момент времени

"б" в рабочую ячейку вводится реакционный сосуд с исследуемым веществом, температура которого выше температуры калори- 3 метра, Тепловой поток в ячейке вырастает до максимального значения и начинает спа- дать сначала по сложному закону, а начиная с какого-то, времени, например, к моменту

"в", наступает регулярный режим, при котором уменьшение теплового потока происходит по экспоненциальному закону. Если в любой момент времени на участке регуля рного режима "вг" например, в момент" в" на уровне измерительной "отсечки" возбудить исследуемый процесс (горение, растворение и т. д.) и одновр еменно задать эталонное джоулевое тепло (Q») в нагреватель калориметрической.ячейки, то под действием суммарного тепла О+Оэ,. тепловой поток вновь возрастет до некоторого максималь- ного Значения и после нерегулярной стадии спада установится регулярный режим, Интегрирование теплового потока начинают в момент инициирования и заканчивают при одном и том же уровне теплового потока на регулярном участке (уровень измерительной "отсечки"), При этом для получения количества тепла измеряемого процесса из результирующего показания интегратора необходимо вычесть заданную дополнительную эталонную энергию QaT. Делается это по цепи управления интегратором за счет смещения "0" отсчета а точку шкалы, соответствующую О»., Выбранная величина Q». должна обеспечивать нагрев измерительной калориметрической ячейки и регулярный режиМ спада теплового потока к уровню измерительной "отсечки" при измерении экзотермических процессов с малой энергией (Q 0 ) или даже при измерении эндотермических процессов с энергией (-Q), что обеспечивается, если Q».>

Формула изобретения

Способ определения количества тепла. заключающийся в размещении в ячейке диатермического калориметра реакционного сосуда с исследуемым веществом, перегретого относительно массивного блока, инициировании процесса горения вещества на участке регулярного теплового режима охлаждения реакционного сосуда и измерения им значения, зафиксированного в момент, инициирования процесса горения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности регистрации зкзотермических процессов, протекающих,с малым тепловыделением, а также эндотермических процессов, одновременно с инициированием осуществляют нагрев калориметрической ячейки эталонным электрическим импульсом джоулевой энергии, 1788447

Составитель А. Неганов

Техред М,Моргентал

Корректор Т.Палий

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 70 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5