SU787966A1 - Калориметр дл определени теплоты сгорани - Google Patents

Description

;5) КАЛОРИМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  определени  теплоты сгорани  неметаллических материалов и веществ в средах с повышенным содержанием кислорода и в различном диапазоне давлений газовой смеси.

Одним из важных параглетров дл  оценки пожарной опасности конструкционных материалов и веществ  в,л етс  теплота их сгорани .

По этому параметру рассчитываетс  способность материалов и веществ воспламен тьс  и гореть в данной среде, а именно определ етс  предел горени , скорость тепловыделени  и параметры систем пожаротушени  .

Диапазон параметров атмосферы в гермокамерах различного назначени  весьма широк: концентраци  кислорода может составл ть 21-100%, давление 0,1-30 кг/см -.

Теплота сгорани  материалов и веществ существенно зависит от параметров среды, поэтому дл  точного ее определени  необходимы специальные устройства, разработанные с учетом особенностей процесса горени  в указанных услови х.

Известно устройство дл  определени  теплоты сгорани  веществ, содержа

щее калориметрическую бомбу, помещенную в термостатированный сосуд, заполненный водой i .

Теплота сгорани  вещества вычисл етс  по приращению температуры калориметрической системы с учетом посто нной калориметра, определ емой по специальной методике. Устройство предназначено дл  определени  макto симально возможного значени  теплоты сгорани  при значительном избытке окислител -образец материала сжигаетс  в чистом кислороде при давлении 30 атм.

15

С помощью известного устройства невозможно качественно определить значение теплоты сгорани  веществ при низком давлении среды и низком содержании кислорода в ней. В процес20 се горени  образца в закрытом объеме (реакционной камере) концентраци  кислорода значительно уменьшаетс , становитс  неравномерной по

25 объему камеры, среда разбавл етс  продуктами горени  и вследствие нагревани  возрастает давление среды. Величина теплоты сгорани  измер етс  в период горени  образца и попученную величину невозможно отнести

30

к определенным значени м параметров среды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  калориметр дл  определени  теплоты сгорани , содержащий корпус с реакционной камерой и крышкой,электронагреватель , каналы подвода и вывода газов, теплообменник, еноте- му измерени  параметров процесса T jТеплота сгорани  рассчитываетс  п приращению температуры калориметрической системы с использованием посто нной калориметра.

Известный калориметр обеспечивает протекание.процесса горени  вещества при определенных посто нных значени х параметров газовой среды, к которым можно отнести измеренную велчину теплоты сгорани . Однако точное значение этой величины -с помощью известного калориметра определить невозможно . Значительна  часть тепла уходит из калориметра с нагретым воздухом вследствие того, что температура воды, участвующа  в теплообмене с отвод щим воздухом, превышает тем пературу воздуха, подаваемого в кгшориметр . Кроме того, имеетс  значи- . тельный теплообмен между фланцем вну рюнней и основанием наружной рубашек .

Цель изобретени  - повышение точности определени  теплоты сгорани  , веществ и материалов при различном давлении газовой среды и содержании в ней кислорода.

Указанна  цель достигаетс  тем, что проточный калориметр снабхсен дополнительным теплообменником, расположенным в крышке, через который проходит подвод щий и отвод щий газовые каналы, между корпусом и крышкой размещена теплоизолиру1С да  прокладка , а на боковой поверхности крышки размещено кольцо из теплопроводного материала, имеющее возможность перемещени  между корпусом и кр:1зшкой и снабженное за1делкой.

В период, горени  образца теплообменники разъединены теплоизолирующей прокладкой, исключающей перетекание тепла от основного теплооб менника к дополнительному, чем обеспечиваетс  низкий уровень температуры дополнительного теплообменника и уменьшаютс  потери с отход щим . После сгорани  образца и прекращени  подачи газа теплообменники соедин ютс  с помощью кольца из материала t высокой теплопроводностью, например из меди, чем образуетс  еди на  калориметрическа  система.

На чертеже изображена схема калориметра .

. Калориметр содержит корпус 1 с реакционной Кс1мерой 2 из нержавеющей стали и основной теплообменник 3. В реакционной камере располагаетс

образец испытываемого вещества 4, При испытании сыпучего вещества используетс  чаилечка 5. в реакционную камеру через съемный фланец б введены электроды, к которым подключаетс  источник 7 зажигани  образца - спираль, нагреваема  электрическим током от источника 8. К реакционной камере 2 подключен измеритель 9 давлени . Основной теплообменник 3 состоит из набора теплосъемных пластин 10 и корпуса . Корпус 1 со стороны теплообменника закрыт крышкой 11 с полостью А, с заключенным в ней дополнительным теплообменником 12, в котором продукты горени -, выход щие из основного теплообменника, охлаждаютс  газом , подаваемым в реакционную камеру 2. Между корпусом 1 и крышкой 11 установлена теплоизолирующа  прокладка 13 из материала с малой теплопроводностью , например из асбеста. Подвижное кольцо 14 на крышке 11 прижимаетс  пружинами к корпусу 1 либо удерживаетс  с помощью электромагнитной защелки 15 на определенном рассто нии от корпуса 1. Дл  обеспечени  хорошего теплового контакта между крьлшкой 11, кольцом 14 и корпусом 1 их соприкасающиес  поверхности тща тельно притираютс . Трубопровод 16 на входе подключен к устройству 17 дл  создани  газовой смеси. Заданна  температура газа, подаваемого в теплообменник 12, обеспечиваетс  .термостатом 18, На трубопроводе подачи газа за термостатом имеетс  вентиль 19 . На выходном трубопроводе 20 установлен 21 . Трубопровод 20 подключен к вакуумному насосу 22. Разность температуры между ВХОДЯ1ДИМ в теплообменник и выход щим из него газом фиксируетс  с помощью дифференциальной термопары 23 и устройства-24. Температура калориметра измер етс  с помощью устройства 25. Калориметр заключен в теплоизолирующий кожух 26, предотвращакедий теплопотёри- в окружающую среду

Дл  определени  теплоты сгорани  вещества образец 4 взвешиваетс  и закрепл етс  вместе с источником 7 зажигани  в реакционной камере 2. С помощью устройства 17, обеспечивающего заданный расход смеси и содержание в ней кислорода, по трубопроводу 16 через термостат 18, вентиль 19 и теплообменник 12 в реакционную камеру 2 подаетс  окислительный газ. С помсацью 21, а при работе с давлением ниже атмосферного с помощью вакуумного насоса 22, в реакционной Ксшере устанавливаетс  необходимое давление. При равенстве температур вход щего в теплообменник 12 и выход щего из него газовых потоков кольцо 14 отводитс  от корпуса 1 и производитс  зажигание образца 4. С помощью устройства 8 фиксируетс  количество

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Калориметр для определения теплоты сгорания, содержащий корпус с реакционной камерой и крышкой, электронагреватель, каналы подвода и вывода газов, теплообменник, систему измерения параметров процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения при различных давлениях и различном содержании кислорода, он снабжен размещенным в крышке дополнительным теплообменником, через который проходит подводящий и отводящий газовые каналы, между корпусом и крышкой размещена теплоизолирующая прокладка, а на боковой поверхности крышки размещено кольцо из теплопроводного материала, имекщее возможность перемещения между корпусом и крышкой и снабженное защелкой.