RU2085924C1

RU2085924C1 - Isothermic method of measurement of energy of combustion of fuel and other organic compounds

Info

Publication number: RU2085924C1
Application number: RU93055887A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Александров
Original assignee: Юрий Иванович Александров
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: determination of combustion energy of gaseous, liquid and solid fuels during their production and consumption, scientific research for development of new types of fuels. SUBSTANCE: phase transition "liquid-gas" is used in method and quantity of heat spent for this phase transition is measured. Phase transition is carried out under isothermic conditions in thermosiphon or heat tube with Peltier's elements located in condensation zone by supply of electric energy to Peltier's elements and by keeping pressure of vapor of working liquid constant. Value of combustion energy is found by formula

, where Q is determined combustion energy; η is Peltier's coefficient of given bank of thermocouples at boiling temperature of working liquid; 1 is strength of current supplied to Peltier's elements to maintain isothermic conditions during period of combustion of sample; t_н and t_к are moments of switching on and off of electric current for compensation during combustion of sample; Q_x energy supplied to Peltier's elements during idle run of heat tube or thermosiphon during the same time period. EFFECT: improved authenticity of given isothermic method. 7 dwg

Description

Изобретение относится в теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения энергии сгорания газообразных, жидких и твердых топлив при их добыче и потреблении, а также в области научных исследований при разработке новых видов топлив. The invention relates to thermophysical measurements and can be used to determine the combustion energy of gaseous, liquid and solid fuels during their production and consumption, as well as in the field of scientific research in the development of new types of fuels.

Повышение стоимости топлива, особенно газа, имело и имеет своим следствием повышение требований к точности определения калорийности всех видов топлива. В частности, если раньше расчет за природный газ и другие разновидности газообразного топлива производился по объему добытого или поставленного газа, т. е. учет производился в кубометрах, то в целом ряде стран, в связи со значительным повышением стоимости энергоносителей в начале 70-х годов, были приняты соответствующие законодательные акты, регламентирующие внесение в контакты по поставкам природного газа сведений по фактической его энергии сгорания, определенной с установленной точностью. Так, в США в промышленности по добыче природного газа на основании принятого в 1978 г. Конгрессом США Положения о политике в области природного газа энергия его сгорания должна быть установлена с погрешностью не более 0,1 [1]
Такие высокие требования обусловлены той огромной возможной потерей для добывающих и потребляющих природный газ предприятий вследствие высокой стоимости газа и значительного объема его добычи. Например, при добыче в 1984 г. природного газа в 1,8 • 10⁹ ГДж, что по ценам 1984 г. составляло 83 млрд. долларов, погрешность только в 0,1 означала потерю 83 млн. долларов ежегодно [1] В Европейском сообществе при допускаемой в контактах разности в измерениях энергии природного газа между поставщиком и потребителем на те же 0,1% при объеме его ежегодного оборота в 90-ые годы на уровне 27 • 10¹⁰ м³ и стоимости около 4 • 10¹⁰ экю, такая погрешность связана с потерей 40 млн экю ежегодно [2]
Выявление аналога предлагаемому способу требует сравнительного анализа используемых режимов калориметрических измерений. Воспользуемся классификацией, предложенной в работе [3] В основу этой классификации положены 2 признака (фиг.1):
а). Термическое сопротивление п. 1 между калориметрическим сосудом п. 2 и оболочкой п. 3;
б). Метод измерения выделившейся в колориметрическом сосуде теплоты реакции.The increase in the cost of fuel, especially gas, has had and has as a consequence increased requirements for the accuracy of determining the calorific value of all types of fuel. In particular, if earlier the calculation for natural gas and other types of gaseous fuels was carried out according to the volume of gas produced or supplied, i.e., the metering was carried out in cubic meters, then in a number of countries, due to a significant increase in the cost of energy carriers in the early 70s , relevant legislative acts have been adopted that regulate the entry into contacts on natural gas supplies of information on its actual combustion energy, determined with specified accuracy. So, in the USA in the natural gas production industry on the basis of the US Congress Regulation on Natural Gas Policy adopted in 1978, the energy of its combustion should be set with an error of not more than 0.1 [1]
Such high requirements are due to the huge possible loss for gas producing and consuming enterprises due to the high cost of gas and its significant production. For example, when producing natural gas in 1984 at 1.8 • 10 ⁹ GJ, which at the price of 1984 amounted to 83 billion dollars, an error of only 0.1 meant a loss of 83 million dollars annually [1] In the European Community when the difference in the measurements of natural gas energy between the supplier and the consumer is the same 0.1% when the volume of its annual turnover in the 90s is at the level of 27 • 10 ¹⁰ m ³ and the cost is about 4 • 10 ¹⁰ ecu, this error associated with a loss of 40 million ecu annually [2]
Identification of an analogue of the proposed method requires a comparative analysis of the used modes of calorimetric measurements. We will use the classification proposed in [3]. The basis of this classification are 2 signs (figure 1):
a). Thermal resistance of item 1 between the calorimetric vessel of item 2 and the shell of item 3;
b) Method for measuring the reaction heat released in a colorimetric vessel.

В зависимости от величины термического сопротивления R_т различают:
1. Изотермический режим, при котором термическое сопротивление бесконечно мало (R_т→ 0), а температура оболочки T_об остается постоянной и равной в течение всего калориметрического опыта температуре калориметрического сосуда T_изм, т.е. T_об=T_изм.Depending on the value of thermal resistance R _t distinguish:
1. The isothermal mode, in which the thermal resistance is infinitesimal (R _t → 0), and the shell temperature T _r remains constant and equal throughout the calorimetric experiment, the temperature of the calorimetric vessel T _ISM , ie T _about = T _meas .

2. Адиабатический режим, при котором термическое сопротивление бесконечно велико (R_т→ ∞), а температура оболочки в ходе измерений изменяется, но поддерживается равной температуре калориметрического сосуда, которая, в свою очередь, изменяется под действием теплоты реакции, выделяющейся в ходе калориметрического опыта, т.е. T_об(t)=T_изм(t).2. The adiabatic regime, in which the thermal resistance is infinitely large (R _t → ∞), and the shell temperature during the measurements changes, but is maintained at the temperature of the calorimetric vessel, which, in turn, changes under the influence of the reaction heat released during the calorimetric experiment , i.e. T _about (t) = T _ISM (t).

3. Изопериболический режим, которому соответствует конечное значение термического сопротивления (0 < R_т< ∞), а теплообмен зависит от разности температур оболочки и калориметрического сосуда. При этом температура оболочки поддерживается постоянной (T_об=Const), а температура калориметрического сосуда изменяется под действием теплоты реакции (T_изм=T_изм(t)).3. Isoperibolic regime, which corresponds to the final value of thermal resistance (0 <R _t <∞), and heat transfer depends on the temperature difference between the shell and the calorimetric vessel. In this case, the shell temperature is kept constant (T _r = Const), and the temperature of the calorimetric vessel changes under the influence of the heat of reaction (T _ISM = T _ISM (t)).

Нагляднее всего все многообразие известных калориметрических способов проиллюстрировать на принципах действия калориметров, их реализующих. Most clearly, the whole variety of known calorimetric methods is illustrated on the principles of action of calorimeters that implement them.

Известен способ измерения энергии сгорания, использующий адиабатический режим [3] Адиабатический калориметр, реализующий данный способ (см. фиг. 2), состоит из калориметрического сосуда п.1, в котором происходит исследуемый процесс; адиабатической оболочки п. 2, температура которой поддерживается в каждый момент времени в ходе эксперимента равной температуре в калориметрическом сосуде; теплоизолирующей оболочки п. 3. A known method of measuring combustion energy using the adiabatic mode [3] Adiabatic calorimeter that implements this method (see Fig. 2), consists of a calorimetric vessel of claim 1, in which the investigated process; the adiabatic shell of claim 2, the temperature of which is maintained at each moment in time during the experiment equal to the temperature in the calorimetric vessel; insulating shell p. 3.

Основное внимание при реализации данного способа направлено на снижение теплоотвода от калориметрического сосуда направлено на снижение теплоотвода от калориметрического сосуда. При полном отсутствии такого теплоотвода измерение энергии сгорания по данному способу сводится к измерению изменения температуры калориметрического сосуда под действием теплового эффекта, сопровождающего изучаемую реакцию. Тепловой эффект реакции рассчитывают из следующего уравнения:
Q = C•ΔT, (1)
где C энергетический эквивалент калориметра, определяемый предварительно,
ΔT = T_к-T_н изменение температуры калориметрического сосуда от начального состояния (T_н) до конечного его состояния (T_к) после завершения реакции.The main attention when implementing this method is aimed at reducing heat removal from the calorimetric vessel is aimed at reducing heat removal from the calorimetric vessel. In the absence of such a heat sink, the measurement of the energy of combustion by this method reduces to measuring the temperature change of the calorimetric vessel under the influence of the thermal effect accompanying the reaction under study. The thermal effect of the reaction is calculated from the following equation:
Q = C • ΔT, (1)
where C is the energy equivalent of the calorimeter determined previously,
ΔT = T _to -T _n the temperature change of the calorimetric vessel from the initial state (T _n ) to its final state (T _to ) after the completion of the reaction.

Как правило, часть тепловой энергии X, выделяющейся в калориметрическом сосуде и остающейся в ней, составляет а адиабатическом режиме не менее 99% в то время как тепловая энергия, переходящая во внешнюю среду Y, не превышает 1%
Для измерения энергии сгорания газообразных топлив этот способ не применяется, но и для твердых и жидких топлив он не нашел широкого распространения. Обычно данный способ используется в научно-исследовательской практике. Минимальная продолжительность опыта при использовании адиабатического режима измерений оставляет в самом лучшем случае 20 25 мин. [4]
Известен также способ, использующий изопериболический режим [3, с.10; с. 90] В данном способе измерения энергии сгорания (см. фиг. 3) температура оболочки калориметра п. 1 поддерживается постоянной, а температура калориметрического сосуда п. 2 за счет выделившейся в калориметрической бомбе п. 3 энергии сгорания растет. Этот подъем температуры и является измеряемой величиной. Расчет энергии сгорания выполняется практически по тому же уравнению (1). Однако в данном случае требуется введение поправки на теплоотвод, так как в данном способе X составляет только около 90% а Y, напротив, увеличивается до 10% Поэтому энергетический эквивалент калориметра умножается не на измеренное значение подъема температуры, а на это значение с учетом поправки, т.е. на так называемый исправленный подъем температуры.As a rule, part of the thermal energy X released in the calorimetric vessel and remaining in it is at least 99% in the adiabatic regime, while the thermal energy transferred to the external medium Y does not exceed 1%
This method is not used to measure the combustion energy of gaseous fuels, but it has not been widely used for solid and liquid fuels either. Typically, this method is used in research practice. The minimum duration of the experiment using the adiabatic measurement mode leaves at best 20 25 min. [4]
There is also a method using isoperibolic regimen [3, p.10; from. 90] In this method of measuring the energy of combustion (see Fig. 3), the temperature of the shell of the calorimeter of item 1 is kept constant, and the temperature of the calorimetric vessel of item 2 due to the combustion energy released in the calorimetric bomb of item 3 increases. This rise in temperature is a measurable quantity. Calculation of the energy of combustion is carried out almost according to the same equation (1). However, in this case, a correction for the heat sink is required, since in this method X is only about 90% and Y, on the contrary, increases to 10%. Therefore, the energy equivalent of the calorimeter is not multiplied by the measured value of the temperature rise, but by this value, taking into account the correction, those. on the so-called corrected temperature rise.

Данный способ нашел наибольшее распространение именно для определения энергии сгорания твердых и жидких топлив и органических соединений благодаря созданию специальной калориметрической ячейки, получившей обозначение калориметрической бомбы, позволяющей производить полное сгорание самых разнообразных соединений при повышенном давлении кислорода [5] В настоящее время с целью повышения производительности измерений данным способом созданы калориметры, позволяющие использовать одновременно не одну, а несколько (до четырех) калориметрических бомб. В самых совершенных калориметрах удалось снизить продолжительность измерений до 8 10 мин при воспроизводимости этих измерений на уровне 0,1%
Из-за значительно меньшей плотности газообразных топлив измерение их энергии сгорания проводят не в статических условиях калориметрической бомбы, а в динамических, когда поток сжигаемого газа смешивают предварительно в определенных соотношениях с избытком кислорода, а после зажигания в газовой горелке добавляют еще некоторое количество кислорода для обеспечения полноты окисления углерода до CO₂.This method has found the greatest distribution precisely for determining the energy of combustion of solid and liquid fuels and organic compounds due to the creation of a special calorimetric cell, designated as a calorimetric bomb, which allows for the complete combustion of a wide variety of compounds at high oxygen pressures [5] Currently, in order to increase measurement performance this method created calorimeters that allow you to use not just one, but several (up to four) calorimeters Rice bombs. In the most advanced calorimeters, it was possible to reduce the duration of measurements to 8 10 min with reproducibility of these measurements at the level of 0.1%
Due to the significantly lower density of gaseous fuels, their combustion energy is not measured in static conditions of a calorimetric bomb, but in dynamic conditions, when the flow of combusted gas is preliminarily mixed with excess oxygen, and after ignition, a certain amount of oxygen is added to the gas burner to provide completeness of carbon oxidation to CO ₂ .

Один из наиболее точных способов определения энергии сгорания газообразных топлив и органических соединений, использующий изопериболтический режим, разработан Россини [6] Несмотря на многочисленные попытки улучшить этот способ никаких принципиальных изменений в него внести не удалось [7 и 8] Из-за значительной продолжительности опыта (не менее 2 ч), с одной стороны, и достаточно низкой погрешности ( 0,1%), с другой, данный способ применяется исключительно в метрологической практике для аттестации образцовых мер, по которым в дальнейшем производят градуировку промышленных газовых калориметров. Следует отметить, что, хотя в данном способе сжигание производится в динамических условиях, данный способ не позволяет осуществлять непрерывные измерения энергии сгорания газообразных топлив. One of the most accurate methods for determining the combustion energy of gaseous fuels and organic compounds using an isoperibolic mode was developed by Rossini [6] Despite numerous attempts to improve this method, no fundamental changes could be made to it [7 and 8] due to the considerable duration of the experiment ( not less than 2 hours), on the one hand, and a sufficiently low error (0.1%), on the other hand, this method is used exclusively in metrological practice to certify exemplary measures for which further odyat grading industrial gas calorimeters. It should be noted that, although in this method, combustion is performed under dynamic conditions, this method does not allow continuous measurements of the combustion energy of gaseous fuels.

Известен еще один способ, использующий изопериболический режим [9] Этот способ положен в основу проточных газовых калориметров промышленного назначения (см. фиг. 4). Известный способ заключается в том, что сжигается измеряемый объем газа п. 1. Выделяющаяся при этом энергия поглощается известным (измеряемым) объемом теплоносителя п. 2. Подъем температуры теплоносителя п. 3 и п. 4 (также измеряемая величина) пропорционален энергии сгорания газа. В зависимости от вида теплоносителя различают два типа газовых калориметров, принципиальная схема которых одна и та же и представлена на фиг. 4. В одном из них в качестве теплоносителя используют воду калориметры (Юнкерс и Райнеке), в другом воздух (калориметр Томас-Кэмбридж и Катлер-Хаммер). В отличие от способа Россини и бомбовых калориметров данным способом осуществляются непрерывные измерения энергии сгорания. Однако по точности этот способ уступает всем изложенным выше. Another method is known using the isoperibolic regimen [9]. This method is the basis of industrial gas flow calorimeters (see Fig. 4). The known method consists in the fact that the measured volume of gas of paragraph 1 is burned. The energy released in this case is absorbed by the known (measured) volume of the coolant of paragraph 2. The temperature rise of the coolant of paragraph 3 and paragraph 4 (also a measurable quantity) is proportional to the gas combustion energy. Depending on the type of coolant, two types of gas calorimeters are distinguished, the schematic diagram of which is the same and is shown in FIG. 4. In one of them, water calorimeters (Junkers and Reinecke) are used as a heat carrier, and in the other air (Thomas-Cambridge and Cutler-Hammer calorimeter). Unlike the Rossini method and bomb calorimeters, this method continuously measures the energy of combustion. However, in accuracy this method is inferior to all of the above.

С учетом метода измерения энергии сгорания как классификационного признака следует обратить внимание еще на один известный способ, который в принципе может быть применен для измерения энергии сгорания в теплопроводящих калориметрах Тиана-Кальве (фиг. 5) [3 и 10] Существо этого способа заключается в том, что тепловая энергия, выделяющаяся в калориметрическом сосуде п. 1, практически полностью (Y 99%) выводится к внешней термостатируемой оболочке п. 2 по термопарам, которые окружают калориметрический сосуд. Так как термобатарея п.3 и п.4 имеет сравнительно высокое термическое сопротивление (R_т является конечным), релаксация температуры калориметрического сосуда к ее исходному уровню термостатирования происходит в течение длительного времени. Измеряют термоЭДС термобатареи п.5, пропорциональную теряемой сосудом п. 1 тепловой мощности. В этих условиях калориметр работает в изопериболическом режиме, так как небольшая часть выделенной тепловой энергии (X ≈ 1%) остается в калориметрическом сосуде и повышает его температуру. Основное уравнение данного способа измерения тепловой мощности (W), выделяющейся при проведении термохимической реакции, будет

где: P•ΔT тепловой поток, переходящий от калориметрического сосуда к внешней оболочке;
ΔT = T_i-T_e разность температур между внутренней поверхностью калориметрического сосуда (T_i) и внутренней поверхностью термостатируемой оболочки (T_e);

часть тепловой энергии, оставшаяся в калориметрическом сосуде в момент t.Taking into account the method of measuring the energy of combustion as a classification feature, attention should be paid to another known method, which in principle can be used to measure the energy of combustion in heat-conducting Tiana-Calvet calorimeters (Fig. 5) [3 and 10] The essence of this method is that that the thermal energy released in the calorimetric vessel of item 1 is almost completely (Y 99%) output to the external thermostatic shell of item 2 by the thermocouples that surround the calorimetric vessel. Since the thermopile of

items

3 and 4 has a relatively high thermal resistance (R _t is final), the temperature of the calorimetric vessel relaxes to its initial level of temperature control for a long time. Measure the thermoelectric power of the thermopile of claim 5, which is proportional to the heat power lost by the vessel of claim 1. Under these conditions, the calorimeter operates in isoperibolic mode, since a small part of the released thermal energy (X ≈ 1%) remains in the calorimetric vessel and increases its temperature. The basic equation of this method of measuring thermal power (W) released during a thermochemical reaction will be

where: P • ΔT is the heat flux passing from the calorimetric vessel to the outer shell;
ΔT = T _i -T _e the temperature difference between the inner surface of the calorimetric vessel (T _i ) and the inner surface of the thermostatic shell (T _e );

part of the thermal energy remaining in the calorimetric vessel at time t.

Примером калориметра, работающего по данному способу, является быстродействующий калориметр БКС-1 [11 и 12] Продолжительность непосредственно самого калориметрического опыта составляет для этого калориметра 8 10 мин при погрешности измерения 0,1% В то же время продолжительность вывода калориметра на рабочий режим занимает около 2 ч. Кроме того, обычно при применении данного способа уровень термостатирования оболочки существенно отличается от 25^oC, что вызывает необходимость введения дополнительных поправок.An example of a calorimeter working according to this method is the BKS-1 high-speed calorimeter [11 and 12] The duration of the calorimetric experiment itself is 8 10 minutes for this calorimeter with a measurement error of 0.1%. At the same time, the calorimeter takes about an operating time to take about 2 hours. In addition, usually when applying this method, the thermostating level of the shell is significantly different from 25 ^o C, which necessitates the introduction of additional amendments.

Известен способ измерения энергии сгорания, основанный на регистрации теплового потока, отличающийся от вышеизложенного тем, что в нем используется не изопериболический режим, а изотермический. В этом способе выделяющаяся в калориметрическом сосуде п. 1 (см. фиг. 5) тепловая энергия компенсируется тепловым эффектом Пельтье при поддержании постоянной температуры оболочки [10]
Принципиальная схема калориметра остается прежней, только вместо одной термобатареи используют две. Одна из них п. 3 выполняет роль детекторной. ЭДС этой батареи, пропорциональная тепловому потоку, используется для регулирования п. 5 с помощью известных схем силы тока, проходящего через вторую батарею п. 4. Последняя выполняет роль элементов Пельтье и служит для компенсации избыточного теплового потока при проведении экзотермических процессов в калориметрической ячейке. Реакция горения является типичным представителем таких процессов.A known method of measuring combustion energy, based on the registration of heat flux, different from the foregoing in that it uses not isoperibolic mode, but isothermal. In this method, the heat energy released in the calorimetric vessel of item 1 (see Fig. 5) is compensated by the Peltier thermal effect while maintaining a constant shell temperature [10]
The schematic diagram of the calorimeter remains the same, only two are used instead of one thermopile. One of them p. 3 serves as a detector. The EMF of this battery, which is proportional to the heat flux, is used to regulate item 5 using well-known circuits of the amperage passing through the second battery of item 4. The latter acts as Peltier elements and serves to compensate for the excess heat flux during exothermic processes in the calorimeter cell. The combustion reaction is a typical representative of such processes.

Из-за большой постоянной времени приборов, реализующих указанные способы в любом из отмеченных выше режимов (изопериболическом или изотермическом), они не могут быть применены для измерения быстропротекающих процессов, к которым в первую очередь относится реакция горения. Основное их применение излучение медленно протекающих процессов. Due to the large time constant of devices that implement these methods in any of the above modes (isoperibolic or isothermal), they cannot be used to measure fast processes, which primarily include the combustion reaction. Their main application is the radiation of slowly proceeding processes.

Известен способ измерения энергии сгорания, который по совокупности существенных признаков наиболее близок к заявляемому и выбран за прототип [13 и 14] В данном способе реализуется изотермический режим проведения измерений, основанный на использовании фазового перехода калориметрического вещества из одной фазы в другую. Способ заключается в том, что тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании исследуемого образца топлива, поглощается калориметрическим веществом, претерпевающим при этом фазовый переход. Количество поглощенной тепловой энергии устанавливается из измерений количества калориметрического вещества, перешедшего в другую фазу. Например, если в качестве калориметрического вещества используется лед, то энергия сгорания определяется количеством воды, образовавшейся при плавлении льда
Q = g_m•Δm, (3),
где g_m удельная теплота плавления льда;
Δm масса воды, образовавшей при плавлении льда во время калориметрической реакции.A known method of measuring the energy of combustion, which, according to the set of essential features, is closest to the claimed one and is selected as the prototype [13 and 14]. This method implements an isothermal measurement mode based on the use of a phase transition of a calorimetric substance from one phase to another. The method consists in the fact that the thermal energy released during the combustion of the test fuel sample is absorbed by the calorimetric substance, which undergoes a phase transition. The amount of absorbed thermal energy is determined from measurements of the amount of calorimetric substance that has passed into another phase. For example, if ice is used as a calorimetric substance, then the energy of combustion is determined by the amount of water generated during the melting of ice
Q = g _m • Δm, (3),
where g _{m the} specific heat of melting ice;
Δm is the mass of water formed during ice melting during the calorimetric reaction.

Известный способ измерения энергии сгорания реализуется с помощью изотермического калориметра типа Бунзена (фиг. 6) [13] Для измерения энергии сгорания в данном калориметре в качестве калориметрического вещества использовался дифениловый эфир, температура плавления которого равна 300,06 K (26,81^oC). Калориметрическое вещество п. 1 находится в пространстве между внутренним цилиндрическим стаканом п. 2 и внешней оболочкой калориметрического сосуда п. 3. На дне этого сосуда под слоем дифенилового эфира размещают некоторое количество ртути п. 4, которая через капилляр п. 5 соединяется с чашей весов п. 6, предназначенных для взвешивания ртути, вытесненной из калориметрического сосуда под действием избыточного давления, возникающего при плавлении дифенилового эфира вследствие разности удельных объемов твердого и жидкого дифенилового эфира. Внутренний цилиндрический стакан служит для размещения в нем калориметрической бомбы п. 7. Калориметрический сосуд герметизирован и размещен в полости водяного термостата п. 8, со всех сторон окруженной хорошо перемешиваемой и термостатируемой водной средой.The known method of measuring the energy of combustion is implemented using an isothermal calorimeter like Bunsen (Fig. 6) [13]. To measure the energy of combustion in this calorimeter, diphenyl ether was used as a calorimetric substance, the melting point of which is 300.06 K (26.81 ^o C) . The calorimetric substance of item 1 is located in the space between the inner cylindrical glass of item 2 and the outer shell of the calorimetric vessel of item 3. At the bottom of this vessel, a certain amount of mercury of item 4 is placed under the diphenyl ether layer, which is connected through the capillary of item 5 to the weighing pan p. 6, intended for weighing mercury displaced from a calorimetric vessel under the action of excess pressure arising from the melting of diphenyl ether due to the difference in specific volumes of solid and liquid diphenyl ether. The inner cylindrical cup is used to place the calorimetric bomb of item 7. The calorimetric vessel is sealed and placed in the cavity of the water thermostat of item 8, surrounded on all sides by a well-mixed and thermostatically controlled aqueous medium.

Измерение энергии сгорания данным изотермическим калориметром производится следующим образом. The measurement of the combustion energy by this isothermal calorimeter is as follows.

Вакуумируют рабочее пространство калориметрического сосуда и в течение 24 ч откачивают следы паров и влаги из этого объема. Затем, поддерживая температуру калориметрического сосуда на уровне 30^oC, через капиллярную трубку п. 5 заполняют этот объем необходимым количеством жидкого дифенилового эфира. После этого через тот же капилляр на дно калориметрического сосуда помещают ртуть. Следующим этапом является создание вокруг цилиндрического стакана кристаллизационного слоя из твердого дифенилового эфира п. 9 путем охлаждения внутренней полости стакана. Когда толщина корки дифенилового эфира достигнет порядка 10 мм, рост кристаллической фазы прекращают и путем ввода небольшого количества тепла подплавляют дифениловый эфир вокруг центрального стакана. В результате этого последний оказывается окруженным тонким слоем дифенилового эфира, а твердый в виде прочного каркаса располагается вокруг, передавая давление, возникающее при плавлении внутренних слоев этого каркаса, через жидкий дифениловый эфир п. 10, расположенный с его внешней стороны, на ртуть. Затем при поддержании температуры термостатирования, равной температуре плавления дифенилового эфира, в центральный стакан вводят калориметрическую бомбу п. 7, обеспечивая ее хороший контакт со стенками стакана; герметизируют всю полость, в которой размещен калориметрический сосуд, и выдерживают около 1,5 ч при указанной температуре термостатирования. При проведении электрической градуировки продолжительность начального и конечного периодов составляла по 10 мин, а главного периода, в течение которого в калориметр подавалась точно измеренная энергия (погрешность ее измерения 0,007%), была 40 мин. Градуировка производилась для установления энергетического эквивалента калориметра, т.е. для установления количества энергии, необходимой для выдавливания 1 г ртути. При определении энергии сгорания начальный период состоял из двух измерений через каждые 12 мин. То же самое относилось и к конечному периоду. Продолжительность главного периода была уже 48 мин. Измеряемой величиной за указанные отрезки времени являлась масса ртути, которая под действием давления, возникающего в результате плавления калориметрического вещества, передавалась на чашку весов п. 6. Погрешность измерения энергии сгорания известным способом, выбранным за прототип, составила на данном калориметре 0,02% Факторы, влияющие на точность измерения энергии сгорания данным способом, можно разделить на две группы [14] факторы, присущие непосредственно самому методу, и факторы, обусловленные техническим несовершенством калориметров, его реализующих. Наибольший интерес представляют факторы первой группы: зависимость от колебания давления, гидравлическое сопротивление в капилляре, тепловая инерционность, обусловленная недостаточной теплопроводностью, влияние примесей. К этой группе факторов следует добавить еще один значительную продолжительность не только периода подготовки калориметра к работе, но и самого процесса измерения. Все это ограничивает применение данного способа только проведением прецизионных изменений с метрологической целью.The working space of the calorimetric vessel is vacuumized and traces of vapors and moisture are pumped out from this volume for 24 hours. Then, maintaining the temperature of the calorimetric vessel at a level of 30 ^o C, through the capillary tube of item 5 fill this volume with the required amount of liquid diphenyl ether. After that, through the same capillary, mercury is placed at the bottom of the calorimetric vessel. The next step is the creation of a crystallization layer of solid diphenyl ether around item 9 around a cylindrical glass by cooling the internal cavity of the glass. When the thickness of the diphenyl ether peel reaches about 10 mm, the crystalline phase growth is stopped and diphenyl ether is melted around a central glass by introducing a small amount of heat. As a result of this, the latter is surrounded by a thin layer of diphenyl ether, and the solid in the form of a strong framework is located around, transmitting the pressure arising from the melting of the inner layers of this framework through the liquid diphenyl ether of item 10, located on its outer side, to mercury. Then, while maintaining the temperature of thermostating equal to the melting point of diphenyl ether, the calorimetric bomb of item 7 is introduced into the central beaker, ensuring its good contact with the walls of the beaker; seal the entire cavity in which the calorimetric vessel is placed, and incubate for about 1.5 hours at the indicated temperature thermostating. During the electrical calibration, the duration of the initial and final periods was 10 minutes, and the main period during which precisely measured energy was supplied to the calorimeter (its measurement error was 0.007%) was 40 minutes. Calibration was performed to establish the energy equivalent of the calorimeter, i.e. to establish the amount of energy needed to squeeze 1 g of mercury. When determining the energy of combustion, the initial period consisted of two measurements every 12 minutes. The same thing applied to the end period. The duration of the main period was already 48 minutes. The measured quantity over the indicated time periods was the mass of mercury, which, under the influence of pressure arising from the melting of the calorimetric substance, was transferred to the weighing pan of item 6. The error in measuring the combustion energy by the known method chosen for the prototype was 0.02% on this calorimeter that affect the accuracy of measuring the energy of combustion in this way can be divided into two groups [14] factors inherent directly to the method itself, and factors due to technical imperfection of calorimet the moat implementing it. The factors of the first group are of the greatest interest: dependence on pressure fluctuations, hydraulic resistance in the capillary, thermal inertia due to insufficient thermal conductivity, and the effect of impurities. To this group of factors, one should add another significant duration not only of the period of preparation of the calorimeter for work, but also of the measurement process itself. All this limits the application of this method only to precision changes for metrological purposes.

Задача предлагаемого изобретения создание технических решений, позволяющих производить измерения энергии сгорания всех видов топлив и органических соединений с высокой производительностью и необходимой точностью. The objective of the invention is the creation of technical solutions that allow the measurement of the energy of combustion of all types of fuels and organic compounds with high performance and the necessary accuracy.

Для решения этой задачи необходимо решить проблему быстрой и без потерь передачи теплоты сгорания, выделяющейся в калориметрической ячейке, в зону конденсации. Новая проблема требует, как правило, и нового технического решения. To solve this problem, it is necessary to solve the problem of quick and lossless transfer of the calorific value released in the calorimetric cell to the condensation zone. A new problem usually requires a new technical solution.

В предлагаемом способе, использующем фазовый переход жидкость-газ и измерение количества тепла, затраченного на этот фазовый переход, (в отличие от прототипа фазовый переход) который осуществляют однонаправлено в термосифоне или тепловой трубе) с элементами Пельтье, подавая электрическую энергию на элементы Пельтье, поддерживают давление пара рабочей жидкости постоянным, количество поданной энергии измеряют и по нему определяют величину теплоты, выделившейся при конденсации пара рабочей жидкости, испарившейся в результате сгорания топлива, по которой и судят о величине энергии сгорания. In the proposed method, using a liquid-gas phase transition and measuring the amount of heat expended on this phase transition (as opposed to the prototype phase transition) which are carried out unidirectionally in a thermosyphon or heat pipe) with Peltier elements, supplying electric energy to the Peltier elements, support the pressure of the working fluid vapor is constant, the amount of energy supplied is measured and the heat generated during the condensation of the working fluid vapor evaporated as a result of combustion Pliva at which combustion and judge a power magnitude.

Это позволяет обеспечить возможность сбора рассеянной на большой поверхности теплоты, образующей при сжигании топлива; быстро и без потерь передать эту теплоту в зону конденсации и сконцентрировать ее на весьма ограниченной поверхности, т. е. реализовать однонаправленную передачу тепловой энергии с минимумом тепловых потерь. This makes it possible to collect the heat dissipated on a large surface, which is generated during fuel combustion; quickly and without loss transfer this heat to the condensation zone and concentrate it on a very limited surface, i.e., realize unidirectional transfer of heat energy with a minimum of heat losses.

Использование наиболее характерного свойства, присущего как термосифону, так и тепловой трубе, а именно, их высокую теплопроводность позволяет значительно сократить продолжительность не только собственно калориметрических изменений, но и подготовительных процедур. Using the most characteristic property inherent to both the thermosiphon and the heat pipe, namely, their high thermal conductivity, can significantly reduce the duration of not only the actual calorimetric changes, but also preparatory procedures.

На фиг. 1 приводится принципиальная схема, иллюстрирующая режимы калориметрических измерений; на фиг. 2 принципиальная схема калориметра, работающего в адиабатическом режиме; на фиг. 3 принципиальная схема калориметра, работающего в изопериболическом режиме; на фиг. 4 - принципиальная схема промышленного газового калориметра; на фиг. 5 - принципиальная схема калориметра теплового потока; на фиг. 6 схема калориметра, реализующего изотермический режим и выбранного за прототип; на фиг. 7 приведена принципиальная схема устройства, иллюстрирующего предлагаемый способ измерения энергии сгорания топлива. In FIG. 1 is a schematic diagram illustrating calorimetric measurement modes; in FIG. 2 schematic diagram of a calorimeter operating in adiabatic mode; in FIG. 3 is a schematic diagram of a calorimeter operating in isoperibolic mode; in FIG. 4 is a schematic diagram of an industrial gas calorimeter; in FIG. 5 is a schematic diagram of a heat flow calorimeter; in FIG. 6 is a diagram of a calorimeter that implements an isothermal regime and is selected as a prototype; in FIG. 7 is a schematic diagram of a device illustrating the proposed method for measuring the energy of combustion of fuel.

Для иллюстрации совокупности операций, составляющих предлагаемый способ измерения энергии сгорания, воспользуемся принципиальной схемой устройства, представленного на фиг. 7. Для реализации способа необходимо, чтобы в устройстве были предусмотрены три зоны: зона испарения A, в которой располагается источник выделения энергии сгорания (газовая горелка или калориметрическая бомба) п. 1 и фоновый нагреватель п. 2 для нагревания рабочей жидкости до температуры кипения; транспортная зона B, по которой смесь рабочей жидкости и ее пара при температуре кипения перемещаются из зоны испарения A в зону конденсации C. В зоне конденсации C размещены элементы Пельтье п. 3, предназначенные для поглощения теплоты, выделяющейся при конденсации избыточного количества пара рабочей жидкости. Паровые пространства всех трех зон соединены между собой. Наиболее оптимальным для этих целей оказывается использование термосифона или тепловой трубы, в которых все перечисленные зоны находятся в тесной взаимосвязи друг с другом, представляя единое целое. Рабочая жидкость в таком случае будет располагаться в пространстве между внутренним п. 4 и внешним п. 5 цилиндрами тепловой трубы (фиг. 7). Паровое пространство тепловой трубы термосифона с помощью трубопровода п. 6 связано с измерителем давления п. 7 и задатчиком давления п. 8. Поддержание заданного давления в паровой фазе термосифона, отвечающего выбранному значению температуры фазового перехода жидкость-пар и определяющего таким образом уровень термостатирования, осуществляется блоком управления п. 9, в котором предусмотрена система регистрации и интегрирования силы тока, проходящего через элементы Пельтье п. 3. Для исключения тепловых потерь из зоны испарения А должны быть предусмотрены тепловые экраны п. 10, а для уменьшения теплоотвода в окружающую среду все устройство должно быть теплоизолировано п. 1. To illustrate the set of operations that make up the proposed method for measuring combustion energy, we use the circuit diagram of the device shown in FIG. 7. To implement the method, it is necessary that the device has three zones: evaporation zone A, in which the source of combustion energy (gas burner or calorimetric bomb) is located; p. 1 and a background heater of p. 2 for heating the working fluid to a boiling point; transport zone B, in which the mixture of the working fluid and its vapor at a boiling point moves from the evaporation zone A to the condensation zone C. In the condensation zone C, Peltier elements of item 3 are located, designed to absorb the heat released by condensation of the excess amount of the working fluid vapor. Steam spaces of all three zones are interconnected. The most optimal for these purposes is the use of a thermosiphon or heat pipe, in which all of these zones are in close interconnection with each other, representing a single whole. The working fluid in this case will be located in the space between the inner p. 4 and the outer p. 5 cylinders of the heat pipe (Fig. 7). The vapor space of the thermosiphon heat pipe by means of the pipe of item 6 is connected to the pressure meter of item 7 and the pressure setter of item 8. Maintaining the set pressure in the vapor phase of the thermosiphon corresponding to the selected value of the temperature of the liquid-vapor phase transition and thus determining the thermostating level is carried out the control unit of clause 9, which provides a system for recording and integrating the current passing through the Peltier elements of clause 3. To exclude heat losses from the evaporation zone A, s provided heat shields p. 10, and to reduce the heat sink to the environment the whole device must be thermally isolated p. 1.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. The proposed method is implemented as follows.

Включают фоновый нагреватель термосифона п. 2 и доводят температуру рабочей жидкости п. 1 до температуры кипения, отвечающей выбранному уровню термостатирования. В результате этого давление в паровой фазе термосифона возрастает до величины, соответствующей фазовому равновесию жидкость-пар при данной температуре. Как только давление пара рабочей жидкости начнет превышать значение равновесного давления пара, включается система регулирования давления. В результате этого на элементы Пельтье п. 3 подается ток такой силы, при котором в результате теплового эффекта Пельтье происходит конденсация пара рабочей жидкости и ее давление уменьшается до заданного. Через весьма непродолжительное время вся система приходит в тепловое и термодинамическое равновесие, т.е. термосифон запущен. Критерием этого служит постоянство силы тока, проходящего через элементы Пельтье п. 3 и пропорционального электрической мощности фонового нагревателя п. 2. В предварительных исследованиях осуществляется выбор оптимальной мощности этого нагревателя (Q_н). После запуска термосифона устройство готово к работе.The background thermosiphon heater of item 2 is turned on and the temperature of the working fluid of item 1 is brought to the boiling point corresponding to the selected thermostating level. As a result, the pressure in the vapor phase of the thermosiphon increases to a value corresponding to the phase equilibrium of the liquid-vapor at a given temperature. As soon as the vapor pressure of the working fluid begins to exceed the value of the equilibrium vapor pressure, the pressure control system is activated. As a result of this, a current of such a force is supplied to the Peltier elements of item 3 at which the vapor of the working fluid is condensed as a result of the Peltier thermal effect and its pressure decreases to a predetermined one. After a very short time, the whole system comes into thermal and thermodynamic equilibrium, i.e. thermosiphon launched. The criterion for this is the constancy of the current flowing through the Peltier elements of item 3 and proportional to the electric power of the background heater of item 2. In preliminary studies, the optimal power of this heater (Q _n ) is selected. After starting the thermosiphon, the device is ready for operation.

Производят зажигание газа в газовой горелке или поджигание образца в калориметрической бомбе. Выделяющаяся при сгорании любого вида топлива энергия утилизируется в зоне испарения термосифона. В результате этого определенная часть рабочей жидкости переходит в пар и в соответствии с механизмом работы термосифона [15 и 16] через транспортную зону B переводится в зону конденсации C. Одновременно с испарением рабочей жидкости в пространстве термосифона возрастает давление пара рабочей жидкости. Это изменение давления компенсируется описанным выше образом системой регулирования давления пп. 6-9. Необходимый для этого ток регистрируется и интегрируется. A gas is ignited in a gas burner or a sample is ignited in a calorimetric bomb. The energy released during the combustion of any type of fuel is utilized in the evaporation zone of the thermosiphon. As a result of this, a certain part of the working fluid passes into steam and, in accordance with the mechanism of operation of the thermosiphon [15 and 16], is transferred through the transport zone B to the condensation zone C. Simultaneously with the evaporation of the working fluid in the thermosiphon space, the vapor pressure of the working fluid increases. This pressure change is compensated by the pressure control system described above. 6-9. The current required for this is recorded and integrated.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа имеет место следующая последовательность тепловых процессов

где Q_сгор энергия, выделяющаяся при сгорании топлива;
Q_исп, T_ф/п теплота испарения рабочей жидкости при температуре фазового перехода;
Q_конд, T_ф/п теплота конденсации рабочей жидкости при той же температуре фазового перехода;
Q_эф.П теплота, поглощаемая элементами Пельтье.Thus, when implementing the proposed method, the following sequence of thermal processes takes place

where Q is the _burn energy released during the combustion of fuel;
Q _isp , T _{f / p is the} heat of vaporization of the working fluid at the phase transition temperature;
Q _cond , T _{f / n} heat of condensation of the working fluid at the same phase transition temperature;
Q _{eff. P} heat absorbed by Peltier elements.

Расчетное уравнение для измерения теплоты сгорания предлагаемым способом будет

где Q определяемая энергия сгорания;
η коэффициент Пельтье данной батареи термоэлементов при температуре кипения рабочей жидкости;
J сила тока, подаваемого на элементы Пельтье для поддержания постоянного давления, соответствующего установленному значению температуры кипения рабочей жидкости в термосифоне;
t_н, t_к момент включения и момент выключения электрического тока при компенсации;
Q_н энергия, потребляемая термосифоном в режиме холостого хода.The calculation equation for measuring the calorific value of the proposed method will be

where Q is the determined energy of combustion;
η Peltier coefficient of the given thermoelement battery at the boiling temperature of the working fluid;
J is the current supplied to the Peltier elements to maintain a constant pressure corresponding to the set value of the boiling temperature of the working fluid in the thermosyphon;
t _n , t _{at the} moment of turning on and the moment of turning off the electric current during compensation;
Q _{n is the} energy consumed by the thermosiphon in idle mode.

Таким образом, непосредственно измеряемой величиной в предлагаемом способе является мощность, потребляемая элементами Пельтье для поддержания изотермических условий в процессе калориметрического опыта. Конкретное значение температуры термостатирования, например 25 или 15, или 0^oC обеспечивается поддержанием постоянным соответствующего давления пара рабочей жидкости в термосифоне или в тепловой трубе. Благодаря тому, что изменение давления пара рабочей жидкости более чем на порядок превосходит по своей величине вызывающее это изменение колебание температуры, как это следует из уравнения [17]

поддержание постоянного давления пара при фазовом переходе жидкость-пар обеспечивает более высокий уровень изотермичности.Thus, the directly measured value in the proposed method is the power consumed by the Peltier elements to maintain isothermal conditions during the calorimetric experiment. A specific temperature temperature, for example 25 or 15, or 0 ^o C is ensured by maintaining constant the appropriate vapor pressure of the working fluid in the thermosyphon or in the heat pipe. Due to the fact that the change in the vapor pressure of the working fluid is more than an order of magnitude larger in magnitude than the temperature fluctuation that causes this change, as follows from equation [17]

maintaining a constant vapor pressure during the liquid-vapor phase transition provides a higher level of isothermality.

В качестве рабочей жидкости (калориметрического вещества) для измерения энергии сгорания при указанных температурах совсем не обязательно использовать различные индивидуальные химические соединения, температура кипения которых соответствует выбранным значениям. В данном способе рабочей жидкостью может быть одно из соединений, которые имеют в интересующем нас диапазоне температур достаточное давление пара и термически стабильны. Например, это может быть либо ацетон, либо аммиак, либо одно из перфторуглеродных соединений. В этом еще раз проявляется отличие предлагаемого способа от известного, когда для измерения температуры термостатирования требовалось замена одного калориметрического вещества на другое. As a working fluid (calorimetric substance) for measuring the combustion energy at the indicated temperatures, it is not at all necessary to use various individual chemical compounds whose boiling point corresponds to the selected values. In this method, the working fluid may be one of the compounds that have sufficient vapor pressure and are thermally stable in the temperature range of interest to us. For example, it can be either acetone, or ammonia, or one of perfluorocarbon compounds. This again shows the difference between the proposed method and the known one, when to measure the temperature of thermostating required the replacement of one calorimetric substance with another.

Благодаря значительной скорости теплопередачи в термосифоне (тепловой трубе) продолжительность измерения энергии сгорания твердых и жидких топлив, сжигаемых порционно, определяется практически продолжительностью самого процесса горения данной порции, т.е. не превышает 2 мин. Предлагаемый способ обеспечивает возможность тотчас же производить опыт со следующей порцией топлива путем замены отработанной калориметрической бомбы на новую, так как не требуется затрат времени на переход к исходному уровню термостатирования. Due to the significant heat transfer rate in the thermosiphon (heat pipe), the duration of the measurement of the energy of combustion of solid and liquid fuels burned in batches is practically determined by the duration of the combustion process of this portion, i.e. does not exceed 2 minutes The proposed method provides the ability to immediately experiment with the next portion of fuel by replacing the spent calorimetric bomb with a new one, since it does not require time to go to the initial level of temperature control.

Измерение энергии сгорания газообразных топлив возможно осуществить по предлагаемому способу в непрерывном режиме. В этом случае, учитывая высокую точность измерения электрической мощности, которую обеспечивает современный уровень техники, общая погрешность измерения энергии сгорания будет в данном случае определяться погрешностью измерения расхода газа. В соответствии с ИСО-5167 эта погрешность в настоящее время регламентируется на уровне 0,1% [18]
Литература.The measurement of the combustion energy of gaseous fuels can be carried out by the proposed method in a continuous mode. In this case, given the high accuracy of measuring electric power, which provides the current level of technology, the total error of measurement of the energy of combustion will in this case be determined by the error of measurement of gas flow. In accordance with ISO-5167, this error is currently regulated at 0.1% [18]
Literature.

1. J.C. Shapiro, G.R. Burkett, W.A. Crowley in the "Gas Quality" Ed. by G. J. van Rossum. Proc. Cong. Gas Quality-Specification and Measurement of Physical and Chemical Properties of Natural Gas, Gronigen 22 26 April 1986, Elsevier, Amsterdam 1986. P 739 748. 1. J.C. Shapiro, G.R. Burkett, W.A. Crowley in the "Gas Quality" Ed. by G. J. van Rossum. Proc. Cong. Gas Quality-Specification and Measurement of Physical and Chemical Properties of Natural Gas, Gronigen 22 April 26, 1986, Elsevier, Amsterdam 1986. P 739 748.

2. Comission of the European Communities. Community Bureau of Reference. Report EUR 14439EN. Determination of the Gross Calorific Value of Natural Gas. Results of a BCR intercomparision. 1993. 30 p. 2. Comission of the European Communities. Community Bureau of Reference. Report EUR 14439EN. Determination of the Gross Calorific Value of Natural Gas. Results of a BCR intercomparision. 1993.30 p.

3. В.Хемминген, Г.Хене. Калориметрия. Теория и практика. М. Химия. 1989, ч. 1, гл. 5, с. 39. 3. V. Hemmingen, G. Hene. Calorimetry. Theory and practice. M. Chemistry. 1989, part 1, ch. 5, p. 39.

4. Калориметрические и термогравиметрические приборы. Экспресс-информация АН СССР. Институт химической физики. Черноголовка. 1988. 4. Calorimetric and thermogravimetric devices. Express information of the USSR Academy of Sciences. Institute of Chemical Physics. Chernogolovka. 1988.

5. С.Н.Гаджиев. Бомбовая калориметрия, М. Химия. 1988. 5. S.N. Hajiyev. Bomb calorimetry, M. Chemistry. 1988.

6. Rossini F.D. // J.Res.NBS, 1931, 6, 1, 37 49. 6. Rossini F.D. // J. Res. NBS, 1931, 6, 1, 37 49.

7. Pittam D. A. Pilcher G. // J.Chem.Soc. Faraday Trans. 1, 68, 2225 - 2229 (1972). 7. Pittam D. A. Pilcher G. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1, 68, 2225 - 2229 (1972).

8. P.Covan, A.E.Hunphreys. Gas Quality. Ed. by G.J. van Rossum. Elsevier Science Publ. Amsterdam. 1986. p. 169 179. 8. P. Cowan, A. E. Hunphreys. Gas quality. Ed. by G.J. van Rossum. Elsevier Science Publ. Amsterdam. 1986. p. 169 179.

9. H.Assenmacher, G.Herbst // Gwf Gas/Erdgas, 1988. Bd 129, H.7. S. 296 305. 9. H. Assenmacher, G. Herbst // Gwf Gas / Erdgas, 1988. Bd 129, H.7. S. 296 305.

10. Кальве Э. Прат А. Микрокалориметрия. ИИЛ. М.1963. с.18, с.37. 10. Calve E. Prat A. Microcalorimetry. IIL. M.1963. p. 18, p. 37.

11. Машкинов Л. Б. Васильев П.К. Батылин В.В. и др. Приборы и техника эксперимента. 1993, N3, с. 244 245. 11. Mashkinov L. B. Vasiliev P.K. Batylin V.V. et al. Instruments and experimental technique. 1993, N3, p. 244 245.

12. Машкинов Л.Б. Васильев П.К. Авторское свидетельство N 1774195. G 01 K 17/08, 1992, N41, с. 133. 12. Mashkinov L.B. Vasiliev P.K. Author's certificate N 1774195. G 01 K 17/08, 1992, N41, p. 133.

13. Peters H. Tappe E. Monatsberichte der Deutschen Akademie der Wissenschaft zu Berlin. 1967. Bd.9. H12. S.901 919. 13. Peters H. Tappe E. Monatsberichte der Deutschen Akademie der Wissenschaft zu Berlin. 1967. Bd. 9. H12. S.901 919.

14. H.Peters, E.Tappe // Jbid 1967. Bd.9. H11. S.828 837. 14. H. Peters, E. Tappe // Jbid 1967. Bd. 9. H11. S. 828 837.

15. Тепловые трубы для систем термостабилизации Под ред. Шкриладзе И.Г. М. Энергоатомиздат. 1991, 176с. 15. Heat pipes for thermal stabilization systems Ed. Shkriladze I.G. M. Energoatomizdat. 1991, 176s.

16. Пиоро И. Л. Антоненко В.А. Пиоро Л.С. Эффективные теплообменники с двухфазными термосифонами. АН Украины. Институт технической теплофизики. Киев: Наукова думка 1991, 248с. 16. Pioro I. L. Antonenko V.A. Pioro L.S. Efficient heat exchangers with two-phase thermosiphons. Academy of Sciences of Ukraine. Institute of Technical Thermophysics. Kiev: Naukova Dumka 1991, 248с.

17. Markarino P. Bassani C. Proceedings of 2nd Symposium on Temperature Measurement in Industry and Science. Suhl. DDR. 1984, p, 235 243. 17. Markarino P. Bassani C. Proceedings of 2nd Symposium on Temperature Measurement in Industry and Science. Suhl. DDR 1984, p. 235,243.

18. ИСО 5167-80. Измерение потока жидкости в закрытых каналах с помощью диафрагм, мерных сопел и трубок Вентури, помещенных в трубопроводы круглого сечения. 18. ISO 5167-80. Measurement of fluid flow in closed channels using diaphragms, metering nozzles and venturi tubes placed in circular pipelines.

Claims

An isothermal method for measuring the energy of combustion of fuel and other organic compounds, including burning a sample in a combustion chamber and measuring the amount of heat spent on a working liquid-vapor phase transition, characterized in that the phase transition is carried out in a thermosyphon or heat pipe, in the condensation zone of which there are elements Peltier, through which an electric current is passed, compensate for the change in the vapor pressure of the working fluid by adjusting the magnitude of the electric current passed through the element Options Peltier combustion energy and the quantity is determined by the formula

where Q is the determined energy of combustion;
η is the Peltier coefficient of this battery of thermocouples at the boiling point of the working fluid;
I is the current supplied to the Peltier elements to maintain isothermal conditions during the burning of the sample;
t _n , t _{at the} moment of turning on and off the electric current during compensation during burning of the sample;
Q _{x the} energy supplied to the Peltier elements at idle heat pipe or thermosiphon for the same period of time.