SU1286979A1

SU1286979A1 - Device for determining specific heat of combustion of combustible gases

Info

Publication number: SU1286979A1
Application number: SU853949954A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Иванович Соловьев; Владимир Алексеевич Рыков; Сергей Георгиевич Шуринов; Василий Вениаминович Упадышев
Original assignee: Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
Priority date: 1985-09-18
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1987-01-30

Abstract

Изобретение относитс к тепло- физическому приборостроению и может быть использовано дл непрерывного определени удельной теплоты сгорани горючих газов. Цель изобретени - уменьшение погрешности определени . Дл исключени погрешности определени , вызванной асимметрией наружного охлалздени боковых поверхностей чеек, путем регулировани термических сопротивлений стоков теплоты в изотермической оболочке неподвижно закреплены упорные гайки, в резьбовые отверсти которых установлены прижимные винты, упирающиес одним концом в торцовую поверхность стоков теплоты и заканчивающиес на другом конце руко ткой, выведенной ;наружу каркаса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. «ЛThe invention relates to thermal physical instrumentation and can be used to continuously determine the specific heat of combustion of combustible gases. The purpose of the invention is to reduce the determination error. To eliminate the error of determination caused by the asymmetry of the external cooling of the side surfaces of the cells, by adjusting the thermal resistance of the heat sink in the isothermal sheath, the stop nuts are fixed, in the threaded holes of which the clamping screws are installed, resting at one end of the heat sink holes and ending at the other end of the handle. , derived; outside the frame. 1 hp f-ly, 1 ill. "L

Description

1one

Изобретение относитс к теплофи- зическому приборостроению и может быть применено -в теплоэнергетике,в различных област х промьппленности, использующих теплоту сгорани газов, а также при научных исследовани х.The invention relates to thermophysical instrumentation and can be used in heat power engineering, in various industrial areas using the heat of combustion of gases, as well as in scientific research.

Целью изобретени вл етс уменьшение погрешности определени .The aim of the invention is to reduce the determination error.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.The drawing shows the proposed device, a General view.

Устройство дл непрерывного определени удельной теплоты сгорани горючих газов содержит замкнутый металлический каркас 1 с ребрами 2 воздушного охлаждени , который соединен с тепловьщел ющими спа ми полупроводниковой термобатареи 3, которые , в свою очередь, наход тс в тепловом контакте с из отермической оболочкой 4, Отвод теплоты с тепловыдел ющих спаев осуществл етс с помощью естественной конвекции, а в случае необходимости может быть применен любой другой способ охлаждени . Свободное пространство между каркасом и наружной поверхностью изотермической оболочки занимает теп- : лоизол ционный корпус 5. К внутренней боковой поверхности изотермической оболочки примыкают стоки 6 и 7 теплоты, которые, в свою очередь, имеют тепловой контакт с наружной боковой поверхностью соответственно измерительной 8 и сравнительной 9 чеек, соединенных между собой через преобразователи 10 теплового потока (тепломеры), а торцовые поверхности чеек защищены слоем 11 тепловой изол ции. Преобразователи теплового потока электрически св заны с входом системы автоматического регулировани теплового потока (САРТП). Электрический сигнал с тепломеровThe device for continuous determination of the specific heat of combustion of combustible gases contains a closed metal frame 1 with air-cooled fins 2, which is connected to the heat-slug joints of the semiconductor thermal battery 3, which, in turn, are in thermal contact with the thermal shell 4, Heat removal heat dissipation is performed by natural convection, and, if necessary, any other cooling method can be applied. The free space between the frame and the outer surface of the isothermal shell is occupied by heat: insulating casing 5. Heat sinks 6 and 7 are adjacent to the inner side surface of the isothermal casing, which, in turn, have thermal contact with the outer side surface, respectively, of the measuring 8 and comparative 9 cells interconnected through heat flow converters 10 (heat meters), and the end surfaces of the cells are protected by a layer 11 of thermal insulation. The heat flux transducers are electrically connected to the inlet of the automatic heat flow control system (ACAP). Electric signal from heat meters

1286979 21286979 2

верхность стоков 6 иsurface runoff 6 and

канчивающиес на дру ткой 15, выведенной са 1.can be done on the other 15, derived by sa 1.

Измерительна 8 и 9 чейки конструктив виде двух одинаковых камер из нержавеющей Measuring 8 and 9 cells constructively in the form of two identical chambers from stainless

jQ ной стенки 0,5-3 мм, верхности каждой из отфрезерованные плос дл установки теплом тельна чейка 8 соеjQ of the wall 0.5–3 mm, the surfaces of each of the milled flat for installation a heat cell 8 soy

5 16 подготовки и пода газа и окислител , п посто нными их расхо . пературу и влажность ит из газового счетч5 16 preparation and flow of gas and oxidant, n constant their flow. peraturu and humidity it from gas meter

20 ных теплообменников мостата (не показаны подвода исследуемого лител 18 и отвода п ни 19 установлены д20 boilers' heat exchangers (the supply of the investigated casting 18 and the withdrawal of p 19 are not shown are set for

25 пературы, необходимы равенства температур газа и окислител на рительную чейку и н Внутри измерительной25 perature, equal temperatures of gas and oxidant on the reference cell and n are required. Inside the measuring

30 дитс газогорелочный рый состоит из систе ного поджига горючей и камеры сгорани , к I электрический нагрев перативный теплообме ностного типа щелево образованный внутрен измерительной чейк поверхностью камеры30 dit gas burner ry consists of a combustible ignition system and a combustion chamber; to I, electrical heating of an operative heat exchange type slit formed by an internal measuring cell surface

40 и предназначенный д продуктов сгорани д исследуемого газа и входе в измерительну ри сравнительной че40 and intended for the products of combustion of the test gas and the entrance to the measuring device of the comparative

40 и предназначенный дл охлажден продуктов сгорани до температу исследуемого газа и окислител н входе в измерительную чейку 8.В ри сравнительной чейки 9 устано40 and intended to cool the combustion products to the temperature of the test gas and the oxidizer at the entrance to the measuring cell 8. At the reference cell 9,

измер етс с помощью вольтметра 12.measured with a voltmeter 12.

„At: лен электрический нагреватель 25„At: flax electric heater 25

Общее количество тепломеров, которые j The total number of heat meters that j

дл получени эталонного количес теплоты Q j, и соединен с системой САРТП.Калибровочный 22 и компенс ционный 25 электрические нагрева д выполн ют из высокоомной проволо ( нихром и др.), и каждый из них динен через свой вольтметр и амп метр с входом отдельного регулиру мого высокостабилизированного исto obtain a reference amount of heat Q j, and is connected to the SARTP system. Calibration 22 and compensatory 25 electric heating d are made of high resistance wire (nichrome, etc.), and each of them is dinene through its own voltmeter and ammeter with an input of a separate regulator my highly stabilized

электрически соединены последовательно , определ етс исход из допустимой тепловой нагрузки на них.electrically connected in series, determined by the allowable heat load on them.

Дл исключени погрешности измерени , вызванной асимметрией наружного охлаждени боковых поверхностей чеек путем регулировани термических сопротивлений стоков 6 и 7To eliminate measurement errors caused by the asymmetry of external cooling of the side surfaces of the cells by adjusting the thermal resistance of the effluent 6 and 7

верхность стоков 6 иsurface runoff 6 and

7 теплоты и заканчивающиес на другом конце руко ткой 15, выведенной наружу карка- са 1.7 heat and ends at the other end with the handle 15, brought out to the frame 1.

Измерительна 8 и сравнительна 9 чейки конструктивно выполнены в виде двух одинаковых цилиндрических камер из нержавеющей стали с толщиной стенки 0,5-3 мм, на наружной поверхности каждой из которых имеютс отфрезерованные плоские поверхности дл установки тепломеров. Измерительна чейка 8 соединена с блокомMeasuring 8 and comparative 9 cells are structurally made in the form of two identical cylindrical chambers of stainless steel with a wall thickness of 0.5-3 mm, on the outer surface of each of which there are milled flat surfaces for installing heat meters. Measuring cell 8 is connected to the unit.

5 16 подготовки и подачи исследуемого газа и окислител , поддерживающим посто нными их расход, давление,тем- . пературу и влажность. Блок 16 состоит из газового счетчика, смеситель0 ных теплообменников и вод ного термостата (не показаны). В каналах подвода исследуемого газа 17, окислител 18 и отвода продуктов сгорани 19 установлены датчики 20 тем5 пературы, необходимые дл контрол равенства температур исследуемого газа и окислител на входе в измерительную чейку и на выходе из нее. Внутри измерительной чейки 8 нахо0 дитс газогорелочный узел 21, который состоит из системы дистанционного поджига горючей смеси, горелки и камеры сгорани , калибровочный I электрический нагреватель 22 и реку- перативный теплообменник 23 поповерх- ностного типа щелевого исполнени , образованный внутренней поверхностью измерительной чейки и наружной поверхностью камеры 2А сгорани 5 16 preparation and supply of the test gas and oxidant, which maintain constant their consumption, pressure, temperature. peraturu and humidity. Unit 16 consists of a gas meter, a mixing heat exchanger and a water thermostat (not shown). In the channels for supplying the test gas 17, oxidant 18 and removal of combustion products 19, temperature sensors 20 are installed, which are necessary to monitor the equality of temperatures of the test gas and oxidizer at the inlet and at the outlet of the measuring cell. Inside the measuring cell 8 there is a gas-burning unit 21, which consists of a remote ignition of the combustible mixture, a burner and a combustion chamber, a calibration I electric heater 22 and a heat-exchanger 23 of a surface-type slit version formed by the inner surface of the measuring cell and the outer surface 2A combustion chambers

0 и предназначенный дл охлаждени продуктов сгорани до температуры исследуемого газа и окислител на входе в измерительную чейку 8.Внутри сравнительной чейки 9 установ 0 and intended for cooling the products of combustion to the temperature of the test gas and oxidant at the entrance to the measuring cell 8. Inside the comparative cell 9 is set

дл получени эталонного количества теплоты Q j, и соединен с системой САРТП.Калибровочный 22 и компенсационный 25 электрические нагреватели выполн ют из высокоомной проволоки (нихром и др.), и каждый из них соединен через свой вольтметр и амперметр с входом отдельного регулируемого высокостабилизированного источto obtain a reference quantity of heat Q j, and is connected to the system of SARTP. Calibration 22 and compensatory 25 electric heaters are made of high resistance wire (nichrome and others), and each of them is connected through its own voltmeter and ammeter to the input of a separate regulated highly stabilized source

теплоты в изотермической оболочке 455 , питани типа БНН-150, Б5-49,heat in isothermal shell 455, food type BNN-150, B5-49,

неподвижно закреплены упорные гайки и т.д.fixed nuts, etc.

13, в резьбовые отверсти которых13, into the threaded holes of which

установлены прижимные винты 14, упи- Устройство работает следующим обрающиес одним концом в торцовую по- разом.The clamping screws 14 are installed, the device operates as follows, forming one end into the end face each time.

Дл исключени погрешности измерени , вызванной асимметрией наружного охлаждени боковых поверхностей чеек, в предлагаемом устройстве осуществл етс симметрирование тепловой схемы калориметра путем регулировани термических сопротивлений стоков 6 и 7 теплоты. Симметрирование тепловой схемы калориметра выполн етс при электрической калибровке сразу после его изготовлени и периодически повтор етс при необходимости в процессе эксплуатации калориметра. Дл этого на калибровочном 22 и компенсационном 25 электрических нагревател х устанавливают одинаковые мощности и регулируют термические сопротивлени стоков 6 и 7 теплоть с помощью винтов 14 таким образом, чтобы с требуемой точность выполн лось условие , где и - электрический сигнал с тепломеров , измер емый с помощью вольтметра 12.To eliminate the measurement error caused by the asymmetry of the external cooling of the side surfaces of the cells, the proposed device balances the thermal circuit of the calorimeter by adjusting the thermal resistance of the heat sinks 6 and 7. The balancing of the thermal circuit of the calorimeter is performed during electrical calibration immediately after its manufacture and is periodically repeated if necessary during the operation of the calorimeter. To do this, the calibration 22 and the compensation 25 electric heaters set the same power and regulate the thermal resistances of the drains 6 and 7 heat with screws 14 so that the condition where and is the electrical signal from heat meters measured by voltmeter 12.

После операции симметрировани прижимные винты 14 отвод тс от стоков теплоты дл уменьшени тепловых потерь через винты в окружающую среду. С этой же целью упорные гайки 13 следует размещать в изотермической оболочке калориметра. Вращение руко тки 15 может быть ручное или с помощью специального привода, позвол ющего точно задавать вертикальное перемещение стоков 6 и 7 теплоты.After the balancing operation, the clamping screws 14 are removed from the heat sink to reduce heat losses through the screws to the environment. With the same purpose, the thrust nuts 13 should be placed in the isothermal shell of the calorimeter. The rotation of the handle 15 can be manual or with the help of a special drive, which allows precise setting of the vertical movement of the 6 and 7 heat sinks.

Затем исследуемый газ и окислител подают в блок 16, откуда они с поддерживаемыми посто нными расходом , давлением, температурой и влажностью направл ютс по соответствующим каналам 17 и 18 в измерительную чейку 8, где с помощью газогорелоч- ного узла 12 осуществл етс процесс .полного сжигани газа с выделением теплоты Qjf сгорани , после чего продукты сгорани охлаждаютс в теплообменнике 23 до температуры входа исследуемого газа и окислител в измерительную чейку и вывод тс из измерительной чейки по каналу 19. Контроль за температурой ведут е. помощью датчиков 20 температуры. Одновременно с по влением теплового потока между измерительный и сравнительный чейками на вход САРТП поступает электрический сигнал, пропорциональныйThen, the test gas and the oxidant are fed to block 16, from where they are supported by constant flow, pressure, temperature and humidity along the respective channels 17 and 18 to the measuring cell 8, where the gas burning unit 12 is carried out using the gas burner unit 12 gas with heat release Qjf combustion, after which the combustion products are cooled in the heat exchanger 23 to the temperature of the inlet of the test gas and the oxidant to the measuring cell and removed from the measuring cell through channel 19. Control of the temperature lead e. means 20 temperature sensors. Simultaneously with the occurrence of heat flow between the measuring and comparative cells, an electrical signal is received at the input of the AARTP, proportional to

тепловому потоку, пронизывающему тепломеры. После чего САРТП включает iB работу электрический нагреватель сравнительной чейки и регулирует его мощность таким образом, чтобы электрический сигнал с тепломеров U практически стал равным нулю. Тогда искома величина удельной теплоты сгорани газа определ етс мощностью электронагревател по измененным знаheat flux penetrating heat meters. After that, SARTP switches on the iB operation of the electric heater of the comparative cell and adjusts its power so that the electrical signal from the heat meters U practically becomes equal to zero. Then the required value of the specific heat of combustion of the gas is determined by the power of the electric heater

чени м тока и напр жени на выводах электронагревател и измеренному расходу сжигаемого газа.current and voltage at the terminals of the electric heater and the measured consumption of the combusted gas.

2020

Claims

1. Device for determining the specific heat of combustion of combustible gases, containing an isothermal shell with identical measuring and comparative cells installed in it, the side surfaces of which are interconnected via heat flux converters and with

an isometric shell through the heat sinks, and the end surfaces of the cells are protected by a thermal insulation layer, a unit for preparing and supplying the test gas and oxidant to the measuring cell and an automatic heat flow control system between cells, in order to reduce the determination error, it is equipped with torus of thermal resistance of waste heat.

2. The device according to A.1, about t l and-. so that the regulator

thermal resistance of effluent

the heat is made in the form of stop nuts, in the threaded holes of which the clamping screws are installed, with one end resting against the end surface of the heat sink and ending at the other end with a handle extended to the outside of the isothermal shell.

Bbfjfoff buffs

CtOpOHUff

12

25

Gas inlet and oifucffume / fjt