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Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Wärmemengen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der bei Zustandsänderungen von festen, flüssigen oder gasförmigen Körpern oder bei chemischen Reaktionen freiwerdenden oder verbrauchten'Wärmemengen oder von Wärmemengen, die etwa von Kessel-oder Ofenoberflächen abgestrahlt werden, durch Messung des Wärmeflusses in einem den zu untersuchenden Körper vollständig umschliessenden Hohlkörper, in den auch die Wärme einer Wärme abstrahlenden Oberfläche (z. B. Mauerwerks-, Ofen-od. dgl.
Oberfläche) durch eine kleine Öffnung eingestrahlt werden kann.
Neben dem Schmidtschen Wärmeflussmesser ist auch bekannt, die von einem Körper abgegebene Wärme- menge aus der Messung der Temperaturdifferenz zwischen dem Probekörper und einem Thermostaten zu bestimmen, wobei der Probekörper in ein wärmedurchlässiges Kalorimeter eingefüllt ist. Erfindungsgemäss wird der Temperaturunterschied an den Oberflächen aller oder eines Teiles der Wände des Hohlkörpers oder an zwei dazu parallelen Flächen bestimmt, der beim Zu-oder Abfliessen der von dem zu untersuchenden Körper aufgenommenen oder abgegebenen, oder der in den Hohlkörper eingestrahlten Wärmemenge entsteht.
Dieser Temperaturunterschied ist der in der Zeiteinheit die Wände des Hohlkörpers durchfliessenden Wärmemenge verhältnisgleich und letztere ergibt sich also durch Multiplikation des gemessenen Temperaturunterschiedes mit einem durch Eichen des Messgerätes bestimmten Festwerte.
Der zu untersuchende Körper kann sich bei der Messung in ruhendem Zustande befinden oder sich bewegen (Durchflusswärmemengenmesser).
Schwankt die Wärmemengenabgabe mit der Zeit, so muss, falls nicht nur die Gesamtsumme der Wärmeabgabe, sondern auch diese zeitliche Veränderlichkeit erfasst werden soll, zur Erzielung verlässlicher Messungen das Messgerät so ausgebildet sein, dass die Temperaturmessoberflächen rascher, als dies auf Grund der zeitlichen Änderung des Wärmeflusses erforderlich ist, jene Temperaturen anzunehmen vermögen, die dieser Änderung entsprechen. Diese Bedingung lässt sich durch eine solche Ausbildung der Messwände verwirklichen, dass sie die Wärme rasch ableiten und nur wenig Wärme speichern.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine beispielsweise Ausgestaltung einer Messwand für das erfindunggemässe Verfahren und die zugehörige Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ausführung eines erfindungsgemässen Gerätes.
Die Messwände bestehen nach Fig. 1 aus vier dünnen Metallplatten 1-4. Zwischen den Plattenpaaren 1, 2 und 3,4 befindet sich ein, den obigen Bedingungen hinsichtlich der Wärmeleitung und Speicherung entsprechender Füllstoff (fest, pulverförmig, flüssig oder gasförmig, letzteres auch unter mehr oder minder verringertem Druck). Zwischen den Platten laufen, gegeneinander und gegen sie elektrisch isoliert, die Drähtepaare 5 und 6 der Thermosäule, in deren Kreis das Galvanometer 7 geschaltet
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umgeben, die etwa mögliche Temperaturschwankungen der die Rohrplatte 15 durchströmenden, bei 16 zu-und abgeführten Flüssigkeit vermindern. Diese Flüssigkeit hat die Aufgabe, die Wärmemenge abzuführen, welche die Messplatten durchströmt und jene Temperaturverhältnisse zu schaffen, bei welchen die Untersuchung durchgeführt werden soll.
Es folgt aussen noch eine Wärmeschutzschicht 17.
Soll nun z. B. die bei einer chemischen Reaktion auftretende Wärmetönung bestimmt werden, so wird das Reaktionsgemisch zu Beginn der Reaktion in den Hohlraum eingebracht. Die infolge der Reaktion freiwerdende oder gebundene Wärmemenge durchfliesst die Messwände und an deren Oberflächen entsteht ein Temperaturunterschied, der am Galvanometer 7 abzulesen ist. Aus dieser Ablesung
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kann durch Multiplikation mit dem Vorrichtungsfestwert (s. oben) zu jedem Zeitpunkte die Wärmetönung der Reaktion in der Zeiteinheit bei den durch die strömende Flüssigkeit in der Rohrplatte geregelten Temperaturverhältnissen und durch Integration über die Zeit auch die gesamte Wärmetönung der Reaktion ermittelt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Messen der von einem innerhalb eines ganz abgeschlossenen Hohlkörpers befindlichen Körper abgegebenen oder der durch eine kleine Öffnung in diesen Hohlkörper eingestrahlten Wärmemenge, durch Messung des Wärmeflusses durch den Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Abfliessen der Wärme durch alle oder einen Teil der Wände des Hohlkörpers an deren Oberflächen oder an zwei beliebigen dazu parallelen, innerhalb der Oberflächen gelegenen Flächen entstehende Temperaturunterschied bestimmt wird.