Калориметр

Калориметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеюз Сееетских

Сециалистнческих

Рес убпим

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1>885830

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22) Заявлено 010679 (21) 2773476 /18-10 (51)М. Кл.

G 01 К 17/00 с присоединением заявки HP— (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР ао аелам изобретений н открытнй

Опубликовано 30.1181. Бюллетень Ю 44

Дата опубликования описания 30.1L81 (53) УДК 536.08 (088. 8) Л.Н. Гальперин, Ю.Р. Колесов и A.Ñ. Негров (72) Авторы изобретения

I!

Отделение ордена Ленина Института химической физики

AH СССР, (71) Заявитель (54) КАЛОРИМЕТР

Изобретение относится к измерению теплот, выделяющихся при быстропротекающих процессах, таких как горение, растворение и др.

Йзвестен калориметр типа Кальве, интегрирующий тепловой поток (1).

Основным недостатком такого калориметра является большая трудоемкость и длительность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является калориметр, содержащий калориметрическую бомбу, центральный блок, терморегулятор и измерительную термобатарею. В этом калориметре тепло, выделившееся в бомбе, входит в массивный металлический блок через термобатарею, которая равномерно окружает бомбу.

Сигнал термо-ЭДС, пропорциональный тепловому потбку, от бомбы поступает на интегратор, показания которого пропорциональны измеряемой теплоте (2).

Недостатком такого калориметра является снижение точности при измерении больших теплот, превышающих

30-50 кДж, когда перегрев калориметрической бомбы превышает величину

2-5 С. Кроме того, перегрев блока приводит к затягиванию измерений, поскольку приходится ждать, пока блок остынет до начальной температуры опыта, чтобы начать следующий.

Цель изобретения - расширение диапазона и сокращение времени измерения.

Поставленная цель достигается тем, 10 что центральный блок снабжен системой охлаждения и датчиком температуры, подключенным ко входу терморегулятора, выход которого через коммутаторы соединен со входом интегратора и системой охлаждения.

15 На внешней поверхности центрального блока выполнены пазы с размещенной в них измерительной термобатареей, поверх которых установлена оболочка, содержащая нагреватель, дат20 чик температуры и систему охлаждения.

На фиг. 1 представлена блок»схема калориметра) на фиг. 2 — эквивалентная схема калориметра с использованием электротепловых аналогий; на фиг. 3 — кривые, поясняющие ход иэ" мерений.

Калориметр (фиг. 1) состоит иэ калориметрической бомбы 1 с исследуемтм веществом, центрального блока 2, 30 измерительной термобатареи 3, обо"

885830 лочки 4, в которой размещены датчи- ° ки температуры, нагреватель и охладитель, усилителя 5, интегратора 6, терморегулятора 7, коммутатора 8 и клапана 9.

Калориметр работает следующим образом.

Начальная температура калориметра поддерживается постоянной за счет работы схемы терморегулятора 7 с датчиком температуры и нагревателем оболочки 4, контакты коммутатора 8 замкнуты, клапан 9 закрыт.

При выделении тепла повышается температура бомбы 1 и центрального блока 2, сигнал с термобатареи 3 поступает через усилитель 5 на интегра тор 6. Повышение температуры центрального блока и оболочки 4 с помощью терморегулятора 7 вызывает открытие клапана 9, что приводит к охлаждению оболочки 4. После того как температура блока 2 достигает начальной температуры, терморегулятор 7 закрывает клапан 9 и отключает интегратор 6 коммутатором 8, таким образом заканчивая измерение.

Работу калориметра можно пояснить методом электротепловых аналогий.

Калориметр можно представить эквивалентной схемой (фиг. 2), в которой емкость С соответствует теплоемкости калориметрической бомбы, резистор R — эквивалентному тепловому сопротивлению измерительного слоя, источник Ес — охладителю калориметра, положение I переключателя S соответствует случаю, когда центральный блок сохраняет изотермические условия измерения, положение II случаю, когда калориметр охлаждают.

При определении теплоты по прототипу определяют площадь под кривой O (фиг. 3), которая равна

Формула изобретения

40

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Олейник Б.Н. Точная калоримет45 рия. М., Стандарты, 1964

2. Гальперин Л.Н. и др. — ЖФХ, 51, 1256, 1977, с. 80-83 (прототип) .

СО )о о -Чйс

6 - JN(+}d6= Je Д О С о о

При определении теплоты при охлаждении калориметра определяют площадь под кривой d до момента времени, когда бомба достигнет исходной температуры (температуре бомбы соответствует напряжение на конденсаторе ПС(t)кривая Ь), то есть до момента времени t

КСКв — 6 I vi(e)at= () ++ у Uo+Eg - В е

0 о

Таким образом, если интегратор включен до времени :о, его показания соответствуют искомому теплу.

Применение предлагаемого калориметра позволяет расширить диапазон измеряемых теплот от 30 до 400 кДж и сократить вдвое время измерения.

20 1. Калориметр, содержащий калориметрическую бомбу, центральный блок, терморегулятор и измерительную термобатарею, подключенную через усилитель к интегратору, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью расширения диапазона и сокращения времени измерения, центральный блок снабжен системой охлаждения и датчиком температуры, подключенным ко входу терморегулятора, выход которого через коммутаторы соединен со входом интегратора и системой охлаждения.

2. Калориметр по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что на внешней поверхности центрального блока выполнены пазы с размещенной в них измерительной термобатареей,поверх которых установлена оболочка, содержащая нагреватель, датчик температуры и систему охлаждения.

885830

Put. И/Щ(Е) Составитель A. Багдонас

Техред A.Бабинец Корректор М. Демчик

Редактор Л. Горбунова

Тираж,910 Подпи сн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10531/62

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная,. 4