SU1742695A1

SU1742695A1 - Устройство дл определени теплоты сгорани жидких топлив

Info

Publication number: SU1742695A1
Application number: SU904845806A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Иванович Соловьев; Алексей Платонович Волков; Владимир Алексеевич Рыков; Юрий Васильевич Григорьев
Original assignee: Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-06-23

Abstract

Использование: дл контрол качества топлив в промышленности, а также в лабораторной практике. Сущность изобретени : выполнение стоков теплоты в виде колец, насаженных на чейки, содержащие источник теплоты и камеру сгорани . Высоты колец обратно пропорциональны теплопроводно- ст м материалов, из которых выполнены стоки теплоты. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к области определени теплофизическиххарактеристик горючих и может быть использовано в теплоэнергетике дл контрол за качеством жидких топлив, а также в лабораторной практике.

Известно устройство дл измерени теплоты сгорани жидких топлив, содержащее адиабатическую оболочку, внутри которой установлены измерительна чейка с горелочным узлом, источник теплоты, тепловые стоки, выполненные в виде коаксиальных цилиндров и соедин ющие источник теплоты и измерительную чейку с изотермическим блоком, выполненным в виде замкнутой камеры, преобразователи теплового потока, соединенные без зазоров с торцовыми поверхност ми источника теплоты и измерительной чейки и св занные электрически с входом системы атактического регулировани теплового потока, выход которой соединен с источником теплоты, кроме того, устройство имеет блок подготовки и подачи топлива и окислител в измерительную чейку.

Основным недостатком данного устройства вл етс зависимость погрешности измерени от несимметричности температурных полей тепловых стоков источника теплоты и измерительной чейки при измерении теплоты сгорани . Величина такой погрешности может находитьс на уровне 3-6%,

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл определени теплоты сгорани жидких топлив, содержащее адиабатическую оболочку с установленными в ней, выполненными виде цилиндров, имеющих общую образующую, источником теплоты и измерительной чейкой с камерой сгорани , снабженной дополнительным источником теплоты, изотермический блок, св занный с измерительной чейкой и источником теплоты, преобразователи теплового потока, расположенные симметрично относительно общей оси измерительной чейки, источника теплоты и без зазора с тепловыми стоками, выполненными в виде металлических дисков и расположенными без зазора на противоположных торцовых

СП

с

х|

го о

Ю

ел

поверхност х измерительной чейки и источника теплоты, остальна часть наружной поверхности которых находитс в контакте с адиабатической оболочкой, систему автоматического регулировани теплового потока , вход которой электрически св зан с преобразовател ми теплового потока, а выход - с источником теплоты, блок подготовки топлива и окислител , соединенный с камерой сгорани .

Недостаток известного устройства - низка точность измерени , обусловленна конструктивной неидентичностью измерительной чейки и источника теплоты. Площадь боковой поверхности измерительной чейки значительно больше площади боковой поверхности источника теплоты. Потери тепла через адиабатическую оболочку от источника теплоты и измерительной чейки существенно отличаютс , вследствие этого, теплова симметри калориметрической системы нарушаетс . Экспериментальные исследовани показали, что погрешность измерени в этом случае может достигать 4%.

Отвод теплоты при сгорании топлива происходит преимущественно за счет конвективного теплообмена между продуктами сгорани и внутренней боковой поверхностью измерительной чейки. Изменение теплоты сгорани исследуемого топлива приводит к увеличению градиента температур от верхней холодной части измерительной чейки, наход щейс в контакте с тепловым стоком и нижней гор чей частью чейки, окруженной адиабатической оболочкой. При этом увеличиваетс врем выхода на стационарный температурный режим, так как перестройка температурного пол измерительной чейки происходит за счет теплопроводности материала чейки и теплового потока, направленного по высоте чейки от гор чей нижней части до холодной верхней части.

Цель изобретени - уменьшение времени определени ,

В устройстве дл определени теплоты сгорани жидких топлив, стоки теплоты выполнены в виде колец, насаженных без зазора соответственно на чейку с источником теплоты и измерительную чейку, причем высоты стоков теплоты и теплопроводности материалов , из которых выполнены стоки, а также высоты стоков и высоты чеек св заны между собой соотношени ми

;hi h3;h2 h4,

и

где hi, П2 - высота стоков теплоты на чейке с источником теплоты и измерительной чейке;

AI Да - коэффициенты теплопроводности материалов стоков теплоты на чейке с источником теплоты и измерительной чейке;

пз, h4 - высоты чейки с источником теплоты и измерительной чейки.

На чертеже представлено устройство дл определени теплоты сгорани жидких топлив, общий вид.

Устройство содержит замкнутый изотермический блок 1, выполненный в виде

цилиндра с ребрами 2, воздушного охлаждени , отвод теплоты с которого осуществл етс с помощью естественной конвекции, а в случае необходимости любым известным способом. К изотермическому блоку присоединены стоки 3 и 4 теплоты, которые наса- жены без зазора соответственно на измерительную чейку 5 и чейку 6 с источником теплоты. Стоки теплоты выполнены в виде колец с разными внутренними и наружными диаметрами, причем сток измери- тельной чейки, выполненный из стеклотекстолита, имеет высоту ha 70 мм, а тепловой сток источника теплоты, выполненный из нержавеющей стали, имеет высоту hi 4 мм. Высота стоков теплоты св зана соотношением

35

40

JH 2 .

h2 ЯТ где Я, 14

,8.

Между торцевыми поверхност ми измерительной чейки и источника теплоты без зазора с ними установлены преобразователи 7 теплового потока (тепломеры), электрически св занные с входом системы 8 автоматического регулировани теплового потока(САРТП). Выход САРТП электрически св зан с источником 9 теплоты, в

качестве которого использован электронагреватель . Измерительна чейка в своей нижней части соединена с блоком 10 подготовки и подачи топлива и окислител с помощью патрубков 11 и 12, там же находитс

патрубок 13 выхода продуктов сгорани . Внутри измерительной чейки находитс камера 14 сгорани , в которой на внутренней поверхности расположен дополнительный электронагреватель 15. Свободное

пространство внутри изотермического блока зан то адиабатической оболочкой 16.

Устройство работает следующим образом .

До начала подачи топлива в камеру сгорани дополнительным нагревателем 15 разогревают внутреннюю поверхность камеры сгорани до температуры, обеспечивающей воспламенением и полное сжигание исследуемого топлива, и затем поддерживают ее посто нной. Исследуемое топливо и окислитель с помощью блока 10 подготовки и подачи по патрубкам 11 и 12 непрерывно подают в камеру сгорани измерительной чейки и осуществл ют процесс полного сжигани топлива, при этом продукты сгорани охлаждаютс в чейке примерно до температуры входа окислител и топлива и непрерывно отвод тс в окружающую среду через патрубок 13-. В этом случае в измерительной чейке выдел етс искомое количество теплоты Qx.

Одновременно непрерывно на вход САРТП 8 поступает электрический сигнал, пропорциональный тепловому потоку, пронизывающему преобразователи 7 теплового потока. При этом САРТП регулирует работу электронагревател 9 так, что электрический сигнал от преобразователей теплового потока равен нулю. Тогда искома величина теплоты сгорани определ етс по измеренному значению компенсационной мощности электронагревател 9. дополнительной мощности, выдел емой в камере сгорани электронагревателем 15, и по измеренному расходу исследуемого топлива (в блоке 10), подаваемого в камеру сгорани .

Предлагаемое устройство позвол ет на 20-30% уменьшить врем , необходимое дл получени результатов измерени ,

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и

Устройство дл определени теплоты сгорани жидких топлив, содержащее адиабатическую оболочку с соосно установленными в ней двум цилиндрическими

чейками одинакового радиуса, в одной из которых размещен источник теплоты, а в другой - камера сгорани , снабженна дополнительным нагревателем и .соединенна с блоком подготовки и подачи топлива и

окислител , изотермический блок, окружающий адиабатическую оболочку и соединенный с чейками через стоки теплоты, касающиес внутренней боковой поверхности изотермического блока, систему автоматического регулировани теплового потока, вход которой электрически соединен с преобразовател ми теплового потока, размещенными между чейками симметрично относительно оси чеек, а выход - с источником теплоты, отличающеес тем, что, с целью уменьшени времени определени , стоки теплоты выполнены в виде колец, насаженных без зазора на чейки, содержащие источник теплоты и камеру

сгорани , а выбор высоты и материала колец производ т исход из соотношений hi/ha Аг/Л.1; ; harSrn ,где hi, h2 - высоты стоков теплоты на чейках с источником теплоты и с камерой сгорани ;

AI Д2 - теплопроводности материалов; Ьз, h4 - высоты чеек с источником теплоты и с камерой сгорани .

топливо

Ч. Фод; тк

СГО ..Ш1Я

Claims

Формула изобретения

Устройство для определения теплоты сгорания жидких топлив, содержащее адиабатическую оболочку с соосно установленными в ней двумя цилиндрическими ячейками одинакового радиуса, в одной из которых размещен источник теплоты, а в другой - камера сгорания, снабженная дополнительным нагревателем и.соединенная с блоком подготовки и подачи топлива и окислителя, изотермический блок, окружающий адиабатическую оболочку и соединенный с ячейками через стоки теплоты, касающиеся внутренней боковой поверхности изотермического блока, систему автоматического регулирования теплового потока, вход которой электрически соединен с преобразователями теплового потока, размещенными между ячейками симметрично относительно оси ячеек, а выход - с источником теплоты, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени определения, стоки теплоты выполнены в виде колец, насаженных без зазора на ячейки, содержащие источник теплоты и камеру сгорания, а выбор высоты и материала колец производят исходя из соотношений hi/h2 =Α·2/λι; hi=h3 : ,где hi, h2 - высоты стоков теплоты на ячейках с источником теплоты и с камерой сгорания; Αι Лг - теплопроводности материалов; Ьз, Ид - высоты ячеек с источником теплоты и с камерой сгорания.