Способ определения коэффициента теплопроводности газов
Патент 658456
Авторы
Способ определения коэффициента теплопроводности газов
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социал нстнчжннх
Респубпнн
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) дополнительное к авт. свнд-Ву (22} Зайвлено241177 (21) 2547621/18-25 с присоединением заявки И— (23) Приоритет—
G 01 Н 25/18
//G 01 Б 17/00
Государственный комнтет
СССР по делам нзобретенмй н открытнй
Опубликовано 2504.79. Бюллетень ph 15 (Щ УДЫ 536.2.083 (088. 8) Дата опубликования описания 28 0479 (72) Авторы изобретения
В. A. Груздев и Ю. A. Веслогузов (71) ЗИЯВНТЕЛЬ Институт теплофизики Сибирского отделения AH СССР (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ГАЗОВ
Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при определении теплофизических свойств газов.
По существующим способам экспериментального определения коэффициента теплопроводности газов, как стационарным, так и нестационарным, измерения проводятся в покоящемся газе при наличии двух поверхностей тепло- 1О обмена, ограничивающих слой исследуемого газа и имеющих различные температуры (1).
Этим способам присущи два существенных недостатка: наличие двух поверхностей теплообмена, имеющих различные температуры, и прозрачность газов для теплового излучения приводят к тому, что тепло передается через слой газа не только кондукцией, но и излучением; в неизотермическом слое газа легко возникает естественная конвекция, которая в ряде случаев труднаустранима и может существенно исказить результаты измерений.
Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является способ определения изобарной теплоемкости газов, заключающийся в том, что эталонный и исследуемый газы поочередно пропускают через подогреваемую электрическим током металлическую трубку и измеряют разности сопротивлений входного и выходного участков трубки, по которым определяют теплоемкость газа (2). Изменение распределения температуры по длине трубки при протекании газа может быть получено из решения системы уравнений теплового баланса для трубок.
Однако этот способ не точен при определении коэффициента теплопроводности.
Целью изобретения является снижение погрешностей при определении теплопроводности газов.
Это достигается тем, что изменяют расход эталонного и исследуемого газов н находят максимальные величины разности сопротивлений участков трубки.
Способ основан на том, что при определенной скорости потока распределение темгературы по длине трубки зависит только от коэффициента теплапроводности газа и не зависит от скорости потока и других свойств газа.
На чертеже показано устройство для реализации способа.
3 658456
Формула изобретения
Составитель Л. Дикая
Редактор О. Стенина Техред М. Петко Корректор О. Билак
Тираж 1089 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2046/39
Филиал ППП Патент, г ужгород! ул. Проектная, 4
Две тонкостенные металлические трубки 1, впаянные в массивные токопроводы 2, служат для пропускания по ним газа. Диаметр трубок 1 мм. К трубкам припаяны провода 3 так, что половинки трубок являются плечами измерительного моста. Для подогрева используется цепь с источником тока
4.
Газ в трубки 1 подают таким образом, что он протекает через них в противоположных направлениях. Увеличивают расход газа через трубки.
Относительный баланс моста при этом вначале возрастает, а затем начинает убывать. Находят максимальную величину разности сопротивлений учатков трубки, т.е. максимальный разбаланс моста. Те же операции проделывают ранее и с эталонным газом. По отношению максимальных раэбалансов моста, измеренных для обоих газов, и известной теплопроводности эталонного газа определяют теплопроводность исследуемого газа.
Для определения температурной зависимости теплопроводности измерительный прибор достаточно протарировать по одному эталонному газу при разных температурах. Для определения коэффициента теплопроводности производят тарировку прибора на втором эталонном газе.
В расчетные формулы способа не входят радиационные потоки тепла через исследуемый газ, поэтому в этом способе не требуется введения поправок на теплообмен излучением. Исключается влияние конвекции на результаты измерения, так как диаметр трубок мал и скорость конвективных токов, если они возникают, много меньше скорости потока. Время, затрачиваемое на измерение теплопроводности при заданной температуре, составляет около 10 мин, так как инерционность измерительного прибора невелика 10 сек, время и з мер ени я определ яет с я времен ем отыскани я максимума раз баланса моста и не превышает 5 мин.
Способ может быть применен для измерений теплопроводности газов в широком диапазоне температур и давлений, возможно, также при высоких температурах.
Способ определения коэффициента теплопроводности газов, заключающийся в том, что эталонный и исследуемый газы поочередно пропускают через подогреваемую электрическим током металлическую трубку и измеряют разности сопротивлений входного и выходного участков трубки, по которым определяют коэффициент теплопроводности, о т л и ч а ю Ш и и с я тем, что, с целью снижения систематических погрешностей, изменяют расход эталонного и исследуемого газов и находят максимальные величины разности сопротивлений участков трубки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Цедерберг Н. В. Теплопроводность газов и жидкостей. М., 1963, 35 с. 48 — 95.
2. Груздев В. А., Шумская A. И. Определение изобарной теплоемкости.
ИФЯ, 13, Р 1, 1967.