Способ определения тепловой мощности взаимодействия веществ и калориметр для его осуществления

 

Изобретение касается теплофизических измерений и предназначено.для технических определен тепловых эффектов , сопровождающих взаимодействие веществ. Целью изобретения является обеспечение упрощения использу (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 06 А1 (sg 4 G 01 К 17/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3687746/24-10 (22) 09.01.84 (46) 07.05.86. Бюл. 11 17 (72) В.М.Гуревич (53) 536.532(088.8) (56) Кальве Э., Прат А. Микрокалориметрия. — М., 1963, с. 65.

Заявка Франции 11 - 2347665, кл . С 01 К 17/00, 09.04.76. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ мощности ВзАимодействия веществ и кАлОРиметР для еГО Осуществления (57) Изобретение касается теплофизических измерений и предназначено.для технических определений тепловнх эффектов, сопровоздакщих взаимодействие веществ. Целью изобретения является обеспечение упрощения использу1229606

Средством измерения является двухкамерный кондуктивный калориметр с известной постоянной времени у . При ступенчатом изменении мощности тепловьделения в первой камере, например, при калибровке калориметра электрическим током с помощью эффекта Джоуля, возникающий тепловой поток через стенку камеры преобразуют с коэффициентом преобразавания 5, в пропорциональную термо-ЭДС Ц (фиг. 1, кривая и ). Через промежуток времени

4т, с момента ступенчатого изменения мощности тепловьделения в первой камере производят такое же изменение мбщности тепловыделения во второй камере. Возникающий при этом тепловой поток через стенку камеры преобразуют с коэффициентом преобразован 0 ния 9, и 5 ., в. две пропорциональные термо-ЭДС Пг и (/ соответственно (фиг. 1, кривые h и 3 ) . Иеж у коэффициентами преобразования должно выполняться соотношение г"

5, / 5Р, 2, а промежуток времени же веществами 12, 12 а и 13, 13@ со " ответственно одинаковых масс. емых средств измерения. После установления начального теплового равновесия калориметра при нулевом изменении показаний вольтметра 10 смешивают вещества 12 и 13 в реакционной ячейке 11 в первой камере 3. Спустя определенный промежуток времени смешивают аналогичные вещества 12 а и

13 с в ячейке 11а второй камеры 4.

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и .предназначено для технических определений тепловых эффектов, сопровождающих взаимодействие веществ, доступных в больших количествах, например теплоты гидратации цемента.

Цель изобретения — обеспечение упрощения используемых средств измерения.

На фиг. 1 приведен график, иллюстрирующий способ при ступенчатом измерении тепловой мощности изучаемого процесса на фиг. 2 — схема калориметра для реализации способа.

Термоэлектрические преобразователи 6, 7 и 8,9 с различными коэффициентами преобразования преобразуют возникаюцие тепловые потоки через стенки камер в пропорциональные термо-ЭДС. Один термоэлектрический преобразователь из второй пары соединен с преобразователем первой пары дифференциально.

2 с ° п ° ф-лы, 2 ил. отвечает соотношению ь = сд 5,/ 5"„, °

Искомую тепловую мощность процесса Р (кривая г ) к моменту времени с момента начала тепловьделения в первой камере определяют по формуле

Линия соответствует истинному изменению мощности тепловьделения. Для моментов времени Т > 63 измеренная мощность тепловьделения P отличаC ется or истинной менее чем на 15Х.

Калориметр (фиг. 2) содержит термостатируемый массивный металлический

26 блок-теплоотвод 1 и две изолированные теплоизоляцией 2 одинаковые камеры 3 и 4. Между каждой из камер 3 и 4 и основанием 5 тело блока 1 содержит по два последовательных термоэлектрических тепломера 6, 7 н 8, 9, причем у тепломеров б и 9 известный одинаковый (r коэффициент преобразования 5, а

1х у тепломеров 7 и 8 известный также одинаковый коэффициент преобразоваи ь ния .5, > б . Тепломеры 7 и 8 электрически соединены по дифференциальной схеме и электрически дифференциально с тепломером 9 подсоединены к вторичному прибору-вольтмеру 10 с соблюдением указанных полярностей.

Перед измерением в камеры 3 и 4 помещают одинаковые реакционные ячеики 11 и 11о с первоначально разделенными соответственно одними и теми

3 1229

Калориметр работает следующим образом.

После установления начального теплового равновесия калориметра, когда изменение показаний вольтметра 10 становится нулевым, смешивают вещества 12 и 13 в ячейке 11 в первой камере 3, одновременно включая секундомер. Спустя отмеченный по секундомеру промежуток времени ь смешивают 1р вещества 12 g и 13 д в ячейке 11а во второй камере 4.

Тепломер 7 в коэффициентом преоби разования 5 р, генерирует термо-ЭДС

U,, тепломер 8 с коэффициентом преоб- ig раз ования 5 p — термо-эДс ((2, тепломер 9 с коэффициентом преобразования 5,— термо-ЭДСtj . Тепломеры соединены диф3 ференциально таким образом, что на входе вольтметра 10 напряжение 0 рав gp

LI =" +" "г

Таким образом, показания вольтметра в моменты времени Г связаны с измеряемой тепловой мощностью 2,.пря- д мо пропорциональной зависимостью с коэффициентом пропорциональности

1/5, как это следует из формулы (1).

12

Формула изо бр ет ения

1. Способ определения тепловой мощности взаимодействия веществ с помощью двухкамерного кондуктивного кало риметра с известной постоянной време35 ни ю, заключающийся в приведении в первой камере во взаимодействие первоначально разделенных веществ и в последующем преобразовании возникающего теплового потока через стенку камеры с коэффициентом преобразования в пропорциональную термо-ЭДС

Ц,, отличающийся тем, 606 4 что, с целью обеспечения упрощения используемых средств измерения, дополнительно через промежуток времени

Й, с момента приведения во взаимодействие веществ в первой камере приводят во взаимодействие во второй камере первоначально разделенные также вещества соответственно тех же масс, возникающий при этом тепловой поток через стенку камеры преобразуют с коэффициентами преобразования 5, и

=u

> p, в две пропорциональные термоЭДС ll и О соответственно, причем

5 / 5, ъ 2, а промежуток времени ь выбирают из соотношения ь о и

= И 5, /5,, и определяют тепловую мощность процесса Р к моменту времени с момента приведения во взаимодействие веществ в первой камере по формуле г, = „(u U,-U,), 1

D p

2. Калориметр для определения тепловой мощности взаимодействия веществ, содержащий две реакционные камеры, массивный термостатируемый блок и расположенную между ними первую пару термоэлектрических преобразователей с одинаковым коэффициентом преобраи зования 5, соединенную дифференциально, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в него введена вторая пара термоэлектрических преобразователей, размещенная последовательно с первой

М с коэффициентом преобразования 5 о О 2 причем 5 р / &, > 2, при этом один из второй пары термоэлектрический преобразователь, установленный у второй камеры, соединен с термоэлектрическим преобразователем первой пары дифференциально.

1229606

Составитель А.Воробьев

Техред Н.Боикало Корректор E,Ðîøêo

Редактор В.Петраш

Тирах 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква й-35 Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2444/41

Подписное

S j t

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ухгород, ул.Проектная, 4