RU162877U1 - CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS - Google Patents

CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS Download PDF

Info

Publication number
RU162877U1
RU162877U1 RU2015148177/28U RU2015148177U RU162877U1 RU 162877 U1 RU162877 U1 RU 162877U1 RU 2015148177/28 U RU2015148177/28 U RU 2015148177/28U RU 2015148177 U RU2015148177 U RU 2015148177U RU 162877 U1 RU162877 U1 RU 162877U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
melting
calorimeter
specific heat
heater
Prior art date
Application number
RU2015148177/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Хамед-Харисович Нугманов
Владислав Алексеевич Краснов
Иван Владиславович Краснов
Екатерина Алексеевна Стринжа
Original Assignee
Альберт Хамед-Харисович Нугманов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Альберт Хамед-Харисович Нугманов filed Critical Альберт Хамед-Харисович Нугманов
Priority to RU2015148177/28U priority Critical patent/RU162877U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU162877U1 publication Critical patent/RU162877U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G01N25/28—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly
    • G01N25/38—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using the melting or combustion of a solid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Калориметр для определения удельной теплоты плавления сахаров, состоящий из теплоизолированного корпуса, печи, ампулы с исследуемым образцом в виде полого цилиндра с коаксиально расположенным внутри нагревателем и термопары, отличающийся тем, что тепловая часть установки содержит в качестве измерительной дифференциальную термопару, «горячий» спай которой помещен на границе исследуемого образца с нагревателем, «холодный» - на внешней границе образца с ампулой, а измерительная часть имеет высокочувствительный усилитель, согласованный с компенсационным самопишущим прибором.Calorimeter for determining the specific heat of melting of sugars, consisting of a thermally insulated body, furnace, ampoule with the test sample in the form of a hollow cylinder with a coaxially located heater inside and thermocouples, characterized in that the thermal part of the installation contains a differential hot thermocouple as the measuring one, whose hot junction placed on the border of the sample with the heater, “cold” - on the outer border of the sample with the ampoule, and the measuring part has a highly sensitive amplifier, matched with a compensation recording instruments.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники, занимающейся определением тепловых свойств веществ и материалов с помощью калориметрических методов, в частности для измерения удельной теплоты плавления Сахаров.The utility model relates to the field of measurement technology that deals with the determination of the thermal properties of substances and materials using calorimetric methods, in particular for measuring the specific heat of fusion of Sugars.

Известны калориметры, работающие по методу смешения (Олейник Б.Н. Точная калориметрия. Издательство стандартов. Москва-1973), для определения удельной теплоты плавления веществ. Для определения теплоты плавления сахара метод смешения может быть применен в калориметрических системах с металлическим ядром. Исследуемый образец в расплавленном виде вводится в металлическое ядро с известной теплоемкостью и после наступления теплового равновесия по уравнению теплового баланса определяется удельная теплота плавления.Known calorimeters working by the method of mixing (Oleinik BN Precise calorimetry. Publishing house of standards. Moscow-1973), to determine the specific heat of fusion of substances. To determine the heat of fusion of sugar, the mixing method can be applied in calorimetric systems with a metal core. The test sample is molten introduced into a metal core with a known heat capacity, and after the onset of thermal equilibrium, the specific heat of fusion is determined by the heat balance equation.

Недостатком его является сложность конструкции и трудоемкость в изготовлении, проведении опытов и обработке результатов измерений.Its disadvantage is the complexity of the design and the complexity in manufacturing, conducting experiments and processing measurement results.

Наиболее близким является устройство (Томбасов Е.А., Краснов В.А. Авт. свид. №504105. Адиабатический калориметр для измерения теплоемкости. Опубликовано 25.02.1976 г.) для измерения теплоемкости веществ, включающий охлаждаемую вакуумную камеру и расположенный в ней контейнер с исследуемым образцом и системой адиабатических экранов, содержащей внутренний и внешний радиационные экраны с крышками и горячее кольцо.The closest is a device (Tombasov EA, Krasnov VA Auth. Certificate No. 504105. Adiabatic calorimeter for measuring heat capacity. Published on 02.25.1976) for measuring the heat capacity of substances, including a cooled vacuum chamber and a container located in it with a test sample and a system of adiabatic screens containing internal and external radiation screens with covers and a hot ring.

Недостатком его является конструктивная сложность, обусловливающая малую производительность измерений.Its disadvantage is structural complexity, which leads to low measurement performance.

Техническая задача - создание простого по конструкции устройства с большей производительностью.The technical task is to create a device with a simple design with higher productivity.

Технический результат - повышение производительности устройства.The technical result is an increase in productivity of the device.

Он достигается тем, что в тепловой части установки измерительная термопара выполнена в виде дифференциальной, «горячий» спай которой помещен на границе исследуемого образца в виде полого цилиндра с внутренним нагревателем, «холодный» - на внешней границе образца, а измерительная часть имеет высокочувствительный усилитель, согласованный с компенсационным самопишущим прибором. При включении внутреннего нагревателя температура «горячего» спая дифференциальной термопары начинает повышаться. Регистрируемая кривая записи разности термоэдс «доходит» до максимума, при котором начинается плавление. Этот момент времени отмечается как начало плавления. Температура «горячего» спая стабилизируется, а температура «холодного» спая продолжает расти, разность термоэдс уменьшается, пока фронт плавления образца не достигнет «холодного» спая. Этот минимум на кривой отмечается как конец плавления, после чего нагрев выключается. Измеренное таким образом время плавления входит в расчетную формулу для определения удельной теплоты плавления:It is achieved by the fact that in the thermal part of the installation the measuring thermocouple is made in the form of a differential one, the hot junction of which is placed on the boundary of the test sample in the form of a hollow cylinder with an internal heater, the cold junction is located on the external border of the sample, and the measuring part has a highly sensitive amplifier, coordinated with a compensation recording device. When the internal heater is turned on, the temperature of the “hot” junction of the differential thermocouple begins to rise. The recorded curve for recording the difference in thermoelectric power "reaches" the maximum at which melting begins. This point in time is marked as the beginning of melting. The temperature of the "hot" junction is stabilized, and the temperature of the "cold" junction continues to increase, the difference in thermoelectric power decreases until the melting front of the sample reaches the "cold" junction. This minimum on the curve is marked as the end of melting, after which the heating is turned off. The melting time measured in this way is included in the calculation formula for determining the specific heat of fusion:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Q=U·I·τ, - теплота, затраченная на плавление, Дж,where Q = U · I · τ, is the heat spent on melting, J,

где U - напряжение постоянного тока на нагревателе, В; I - ток нагревателя, А; τ - время плавления, с;where U is the DC voltage on the heater, V; I - heater current, A; τ is the melting time, s;

М - масса образца, кг.M is the mass of the sample, kg

Время плавления, затрачиваемое на один опыт, зависит только от массы образца и определяется временем регистрации самопишущим прибором изменения разности температур на границах образца при его плавлении. Для повышения точности измерений за счет уменьшения потерь теплоты калориметр имеет теплоизолированный корпус и печь с нагревателем, поддерживающим температуру образца около температуры плавления.The melting time spent on one experiment depends only on the mass of the sample and is determined by the time that a recording device records the temperature difference at the boundaries of the sample during its melting. To increase the accuracy of measurements by reducing heat loss, the calorimeter has a thermally insulated body and a furnace with a heater that maintains the temperature of the sample near the melting temperature.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже (фиг. 1).The proposed device is shown in the drawing (Fig. 1).

Тепловая часть установки содержит исследуемый образец 1 с внутренним нагревателем 2, находящийся в стаканчике 3. Внутри образца на границе с нагревателем расположен «горячий» спай дифференциальной термопары 4, а «холодный» спай 5 находится на внешней границе образца со стаканчиком, размещенным внутри печи 6 с нагревателем 7. Печь необходима для предварительного нагрева образца до температуры плавления и стабилизации этой температуры с помощью термопары 8 и регулятора температуры 9. Измерительная часть состоит из высокочувствительного усилителя 10 и компенсационного самопишущего прибора 11. Вольтметр 12 и амперметр 13 служат для измерения вводимой в образец тепловой энергии.The thermal part of the installation contains the test sample 1 with an internal heater 2 located in the cup 3. Inside the sample at the boundary with the heater there is a “hot” junction of the differential thermocouple 4, and the “cold” junction 5 is located on the outer border of the sample with a cup placed inside the furnace 6 with heater 7. The furnace is necessary for preheating the sample to the melting temperature and stabilizing this temperature using a thermocouple 8 and a temperature controller 9. The measuring part consists of a highly sensitive a reel 10 and a compensating recording device 11. A voltmeter 12 and an ammeter 13 are used to measure the thermal energy introduced into the sample.

Устройство работает следующим образом. Исследуемый образец 1 с канавками для термопар помещается в стаканчик 3, затем в него вводится нагреватель 2 и термопары 4 и 5. Стаканчик помещается в печь 6, температура которой с помощью нагревателя 7 и термопары 8 с регулятором температуры 9 поддерживается постоянной несколько ниже температуры плавления образца. После наступления стационарного теплового режима включается нагреватель 2, мощность которого определяется по показаниям вольтметра 12 и амперметра 13. Термоэдс дифференциальной термопары подается на вход высокочувствительного усилителя 10 и регистрируется самопишущим прибором 11. По расстоянию между точками перегиба на кривой записи изменения термоэдс определяется время плавления исследуемого образца, после чего вычисляется удельная теплота плавления.The device operates as follows. The test sample 1 with grooves for thermocouples is placed in the cup 3, then the heater 2 and thermocouples 4 and 5 are introduced into it. The cup is placed in the furnace 6, the temperature of which is kept constant somewhat lower than the melting temperature of the sample using the heater 7 and thermocouple 8 with temperature regulator 9 . After steady-state thermal conditions occur, heater 2 is turned on, the power of which is determined by the readings of voltmeter 12 and ammeter 13. The thermoelectric power of the differential thermocouple is fed to the input of a highly sensitive amplifier 10 and recorded by a self-recording device 11. The melting time of the studied sample is determined from the distance between the inflection points on the recording curve of the thermopower change. after which the specific heat of fusion is calculated.

Таким образом, калориметр позволяет повысить производительность измерений удельной теплоты плавления сахаров.Thus, the calorimeter can improve the performance of measurements of specific heat of fusion of sugars.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Олейник Б.Н. Точная калориметрия. Издательство стандартов. Москва-1973.1. Oleinik B.N. Accurate calorimetry. Publishing house of standards. Moscow-1973.

2. Томбасов Е.А., Краснов В.А. Авт. свид. №504105. Адиабатический калориметр для измерения теплоемкости. Опубликовано 25.02.1976 г, (прототип).2. Tombasov E.A., Krasnov V.A. Auth. testimonial. No. 504105. Adiabatic calorimeter for measuring heat capacity. Published 02/25/1976 g, (prototype).

Claims (1)

Калориметр для определения удельной теплоты плавления сахаров, состоящий из теплоизолированного корпуса, печи, ампулы с исследуемым образцом в виде полого цилиндра с коаксиально расположенным внутри нагревателем и термопары, отличающийся тем, что тепловая часть установки содержит в качестве измерительной дифференциальную термопару, «горячий» спай которой помещен на границе исследуемого образца с нагревателем, «холодный» - на внешней границе образца с ампулой, а измерительная часть имеет высокочувствительный усилитель, согласованный с компенсационным самопишущим прибором.
Figure 00000001
Calorimeter for determining the specific heat of melting of sugars, consisting of a thermally insulated body, furnace, ampoule with the test sample in the form of a hollow cylinder with a coaxially located heater inside and thermocouples, characterized in that the thermal part of the installation contains a differential hot thermocouple as the measuring one, whose hot junction placed on the border of the test sample with the heater, “cold” - on the outer border of the sample with the ampoule, and the measuring part has a highly sensitive amplifier, matched with a compensation recording instruments.
Figure 00000001
RU2015148177/28U 2015-11-09 2015-11-09 CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS RU162877U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148177/28U RU162877U1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148177/28U RU162877U1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU162877U1 true RU162877U1 (en) 2016-06-27

Family

ID=56195689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015148177/28U RU162877U1 (en) 2015-11-09 2015-11-09 CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU162877U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195921U1 (en) * 2019-12-03 2020-02-11 Антон Леонидович Седнев-Луговец High Temperature Reset Calorimeter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195921U1 (en) * 2019-12-03 2020-02-11 Антон Леонидович Седнев-Луговец High Temperature Reset Calorimeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shu et al. Method of thermocouples self verification on operation place
RU162877U1 (en) CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS
Gurov et al. The choice of the optimum conditions for measuring the thermal properties of materials by the plane “instantaneous” heat source method
CN104749214A (en) Transient plane source method-based constant-temperature heating bath device for measuring liquid thermal conductivity
RU182474U1 (en) Calorimetric Installation
Delobelle et al. Heat estimation from infrared measurement compared to DSC for austenite to R phase transformation in a NiTi alloy
RU2439511C1 (en) Method of simultaneous determination of material heat capacity and thermal expansion
RU154027U1 (en) DEVICE FOR FASTENING SOFT HEAT-INSULATING MATERIALS FOR MEASURING HEAT CONDUCTIVITY AT HIGH TEMPERATURES
JPS6119935B2 (en)
RU154799U1 (en) CALORIMETER FOR DETERMINING SPECIFIC HEAT CAPACITY OF FOOD PRODUCTS
RU171974U1 (en) Calorimeter for determining the temperature dependence of the specific heat of food
RU2551389C1 (en) Method of determining thermal conductivity of heat-shielding coatings of highly thermally conductive materials
Macleod High-temperature adiabatic drop calorimeter, and the enthalpy of α-alumina
Mokdad et al. A Self-Validation Method for High-Temperature Thermocouples Under Oxidizing Atmospheres
RU2762534C1 (en) Method for determining heat transfer coefficient of materials and device for its implementation
Pant et al. Determination of eutectic melting phase transition temperature of metal-carbon eutectic fixed points
RU2013135623A (en) METHOD FOR TAKING INTO HEAT ENERGY DISPLAYED BY A HEATING DEVICE
RU2551663C2 (en) Method of determining thermal conductivity of solid body of cylindrical shape under steady temperature condition
RU2727342C1 (en) Adiabatic calorimeter
Kostanovskii et al. Measurements of the coefficient of linear thermal expansion of single-crystal aluminum oxide
RU2722088C1 (en) Method of measuring specific thermal resistance and device for implementation thereof
RU2654824C1 (en) Device for measuring heat capacity of materials
Gaviot et al. Metrological prospects for the assessment of transition plateaus
RU2550991C1 (en) Method for determining heat conductivity
Belen’kii et al. Determination of the precision characteristics of contact and contactless methods of monitoring the temperature of a surface

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20171110