Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Для измерения температуры 7\ использован образцовый платиновый термометр сопротивления (Яо = 8 Ом), включенный в компенсационную схему с потенциометром ПМС-48. Для измерения давления р\ применен грузопоршневой манометр МП-600 класса точности 0,05, а в качестве разделителя масляной и газовой систем — мембранный дифманометр ДМ-6 с измеряемым перепадом ±320 мм вод. ст.
180
Калориметрирование газа осуществляли в двух так называемых основных калориметрах змеевикового типа. Газ проходит по змеевику, размещенному в теплоизолированной гильзе с коаксиально расположенными экранами. Для измерения температуры охлаждающей воды на входе и выходе из калориметра, а также выходной температуры газа применены образцовые ртутные термометры со шкалой 0—50° С и ценой деления 0,1° С. Эти термометры дополнительно протарированы по образцовому платиновому термометру сопротивления. По мнению авторов работы, разность температур А^в определена с погрешностью порядка 0,03° С, в то время как обычно измеряемая разность температур составляла 40—45° С. Расход охлаждающей воды определяли непосредственным взвешиванием собранной воды на весах Т-1 или Т-1-10. Погрешность взвешивания составляла около 0,01 %.
Расход С02 через установку определяли в [4.10] калориметрическим способом. Для этой цели применены два адиабатных калориметра-расходомера атмосферного типа. Но в отличие от работы по исследованию теплоемкости ср (см. разд. 5.2) здесь тепловые потери калориметров-расходомеров и поправки на температурный эффект дросселирования не измеряли, а находили расчетным путем *. Погрешность определения разности расходов, входящей в расчетное уравнение (4.8), по оценке Масалова, порядка 0,3%.
Для исследования была взята коммерческая, пищевая, осушенная двуокись углерода, имеющая по паспорту чистоту 99,5% (по объему). Часть С02 из баллона стравливали в атмосферу, баллон переворачивали и в дальнейшем использовали С02 из жидкой фазы. Подготовка установки к опытам начиналась с многократных «промывок» всех коммуникаций исследуемым газом. В табл. 38 приведены усредненные значения энтальпии С02, полученные по экспериментальным данным МЭИ. Максимальная погрешность этих значений не превышает, по оценке авторов, 4—7 кДж/кг.
В связи с определенными замечаниями по работе Вискон-синского университета представлялось желательным произвести новые измерения [л С02. Для указанной цели Алтунин и Гуреев [4.1] использовали калориметрическую установку, на которой выполнялись измерения изобарной теплоемкости С02 (см. разд. 5.2). Здесь измерительная камера — проточный адиабатный калориметр с изотермической оболочкой, в которой реализована совокупность мероприятий для устранения побочного теплообмена между жидкостным термостатом и элемен-тами калориметра.
* Булле и Эртель обратили внимание на то, что принятый в [4.10] способ учета тепловых потерь является некорректным. Однако в связи с тем, что тепловые потери малы (порядка 0,2% от подведенного количества тепла), влияние допущенной ошибки на точность определения расхода также мало.
181
Таблица 3&
Данные Вукаловича и Масалова об энтальпии двуокиси углерода [4.10]
Н, кДж/кг, при г, К
р, КГС/СМ2 423,15 473,15 523,15 573,15 623,15 673,15 773,15
25 50 75 100 190 220
909,4 896,8 883,8 869,6
961,3 951,7 942,0 932,2
1013,6 1006,1 998,1 989,8
1067,2 1060,9 1054,7 1047,5 1034,2 1028,3
1121,7 1116,6 1111,6 1105,8
1177,8 1173,6 1169,0 1164,4 1156,8
1292,9* 1290,4 1288, а 1285,4
Осуществление принципа «самоулавливания тепла», наличие внешнего змеевика и капилляра-перемычки между собственно калориметром и выходной гильзой, естественно, привела к увеличению гидравлического сопротивления калориметра Д/?к. Вследствие этого температурный эффект дросселирования на участке между входным и выходным термометрами сопротивления (АГдр) также увеличился. В свою очередь эта позволило достаточно уверенно провести измерения адиабатного дроссель-эффекта в ходе опытов по определению теплоемкости со^.
В нашем случае измерения ср были организованы так, что температура газа на «входе в калориметрическое устройство сохранялась строго постоянной в течение I и II периодов опыта, т. е. при выключенном и включенном внутреннем нагревателе калориметра. Это позволило определять калориметрическую разность температур по показаниям только одного выходного термометра сопротивления и
ср =-5--. (4.9>
Имея в виду, что АГдр = Г4, т — Г2,1, получим
- AT
др
Tl9 I ~~ T2t I
• л л - (4Л0)
Таким образом, для определения |л используются результаты измерений в I периоде опыта, а для определения ср — результаты измерений во II периоде опыта.
В большинстве опытов, результаты которых использованы для определения [л, измеряемые величины АГдр были порядка 5-10~3К и соответствовали значениям АРК около 100 мм вод. ст.*. Итоговая погрешность полученных в [4.1] экспериментальных значений \х оценена величиной ±2%.
* Минимальные значения Гдр и Арк в наших опытах равнялись соответственно 2'10~3 К и 75 мм вод. ст., а максимальные — 20» Ю-*3 К ю 150 мм вод. ст.
