[发明专利]一种气体比定压热容测定仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程热力学实验仪器，具体涉及一种基于工程热力学能量守恒定律来精确测定常压下气体流动状态中的气体比定压热容的实验仪器。

背景技术

气体比定压热容测定仪是一种用来测定气体比定压热容的仪器。由工程热力学中关于比定压热容的定义可知，定压力下，1Kg物质在某一温度下温度升高（或降低）1K（或1℃）所吸收（或放出）的热量，单位为J/(Kg·K)，称为该物质在这一温度点的比定压热容。同一物质在不同温度下比定压热容是不同的，且非线性的。现在使用的气体比定压热容测定仪测量的气体进入比热计的温度是室温t₁，与气体流出比热计的温度t₂温差较大，计算得出的气体比定压热容是平均温度t_平均的值计算过程中所用电功率P是将湿空气从室温t₁提高到比热计的出口温度t₂所消耗的电功率P（这里认为所消耗的电功率P全部转变成用于加热湿空气的热量Q），由于加热温差范围较大，平均值与极限值的误差较大。

现在使用的气体比定压热容测定仪采用湿式气体流量计，气体流量测量不精确。被测气体流过后相对湿度大于95%，含湿量很大从而影响测量精度。当要测量大于100℃以上温度的气体比定压热容时，过多的水分达到沸点会产生较大的水蒸气分压，不符合理想气体比定压热容的定义。

发明内容

本发明旨在解决现有技术存在的测量气体比定压热容不准确、测定结果误差较大的技术问题，提供了一种精确测量气体比定压热容的测定仪，

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：本发明所述的一种气体比定压热容测定仪，包括温湿度计、比热计、1号铂电阻温度计、2号铂电阻温度计和温度数字显示仪表、其特征在于还包括交、直流调速离心风机、稳压罐、旋进漩涡气体流量计、气体预热装置、电力测量仪、人工智能温度控制仪和电控箱，交、直流调速离心风机的出风口密闭插入稳压罐的下部，温湿度计的传感器部分密闭插入稳压罐的顶部，旋进漩涡气体流量计的进风口用法兰与稳压罐上部的出风口密闭连接，旋进漩涡气体流量计的出风口用法兰和气体预热装置上部的进风口密闭连接，比热计的进风口与气体预热装置的出风口密闭连接，2号铂电阻温度计密闭插在气体预热装置出风口与比热计进风口的结合部，1号铂电阻温度计插入比热计的出风口处，1号铂电阻温度计的输出线连接在温度数字显示仪表的温度信号接入端子，温度数字显示仪表的220V交流供电端用导线与电源空气开关输出端导线连接，2号铂电阻温度计的输出线与人工智能温度控制仪的温度信号输入端导线连接，人工智能温度控制仪的220V交流供电端用导线与电源空气开关输出端导线连接，温度数字显示仪表、电力测量仪和人工智能温度控制仪镶嵌在电控箱的控制面板上，交、直流调速离心风机的调速器、气体预热装置的继电控制器和比热计的加热功率调压器及其控制电路安装在电控箱内部，气体预热装置为一个耐热的罐体，采用非金属耐热材料制成，耐热温度为最高800℃，气体预热装置内部装有呈多层网状布置的电加热丝，电加热丝的引出线连接气体预热装置的继电控制器的强电输出端，气体预热装置的继电控制器的强电输入端与电源空气开关输出端导线连接，人工智能温度控制仪的弱电信号输出端与气体预热装置的继电控制器的弱电输入端导线连接，比热计的电加热导线和比热计的加热功率调压器的输出端导线连接，比热计的加热功率调压器安装在电控箱内部，比热计的加热功率调压器的输入端从电源空气开关输出端导线连接，电力测量仪的测电流端与比热计的加热功率调压器的输出端串联，电力测量仪的测电压端与比热计的加热功率调压器的输出端并联，电力测量仪的220V交流供电端用导线与电源空气开关输出端连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.在比热计入口之前增加能够程序控制温度的气体预热装置，使被测气体在进入比热计之前加热到要测的温度（或接近要测的温度），气体在比热计出口与入口的温差控制在1～2K（或1℃）。这样比热计消耗的加热功率，计算出的气体比定压热容更精确到被测温度点的气体比定压热容。

2.采用旋进漩涡气体流量计替代湿式气体流量计，被测气体流量测量精度更加精确。同时被测气体不被加湿，湿度大大降低，高温测量时不会产生较大的水蒸气分压，满足理想气体要求。

3.在风机与流量计之间增加一稳压罐，消除由风机产生的风压周期性波动，风压测定更加平稳。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：