Теплова схема та принцип роботи приладу ИТ-С-400

В основу роботи вимірювача покладено порівняльний метод дина-мічного С-калориметра з тепломіром і оболонкою. Теплову схему вимі-рювача показано на рис. 2.1. Зразок 1, який випробовується (рідину завчасно заливають у тонкостінну ампулу 6), розмішують усередині металічної ампули 2 і розігрівають разом з нею за рахунок безперервного проходження до ампули теплового потоку Q через тепломір 3.

Рис. 2.1 – Теплова схема вимірювача теплоємності ИТ-С-400

Тепловий зв’язок ампули 2 і зразка, що випробовується, з навко-лишнім середовищем можливий тільки через тепломір 3, тому відкриті час-тини поверхні ампули відмежовані від середовища адіабатною оболонкою 4, вимірювального блока 5.

Тепловий потік, який проходить через середній переріз тепломіра, йде на розігрів зразка 1, що випробовується, та ампули і визначається за формулою:

, (2.1)

де Q₀ – тепловий потік, який йде на розігрів зразка, Вт; визначається за формулою ; с – питома теплоємність зразка, кДж/кг · К; m₀ – маса зразка, кг; b – швидкість розігріву, К/с; – тепловий потік, який йде на розігрів ампули, Вт; визначається за формулою – повна теплоємність ампули, Дж/К.

Тепловий потік Q_т, який проходить через тепломір, можна визна-чити за зміною температур на тепломірі θ_t та тепловою провідністю тепло-міра К_Т ,знайденої з незалежних тарувальних експериментів:

·θ_t. (2.2)

Параметр К_Т = f(t) є постійною приладу і залежить тільки від тем-пературного рівня. Розрахункова формула теплоємності має вигляд:

, (2.3)

де с – питома теплоємність зразка, кДж/кг · К.

При малих змінах температури на тепломірі можна перейти до ви-міру часу затримки температури на тепломірі, враховуючи, що:

,

де – час затримки температури на тепломірі, с.

Тоді робоча формула прийме вигляд:

, (2.4)

де – час затримки температури на тепломірі в експериментах з порожньою ампулою, с.

Параметр також є постійною вимірювача і визначається при його градуюванні.

Зразок, що випробовується, поміщають в ампулу, яку закривають кришкою. Верхню половину корпусу вимірювального осердя опускають.

На нагрівач подають напругу і ядро вимірювального осердя починає плавно монотонно розігріватись до верхньої (граничної для кожного зразка) температури. Під час розігрівання за допомогою нагрівача, який розміщено в захисному ковпаку, підтримуються адіабатичні умови (нульова різниця тем-ператур) між ампулою і захисним ковпаком. В експерименті в процесі розігріву на різних рівнях температур (через кожних 25 ºС) за допомогою приладу Ф136 і секундоміра вимірюється часове запізнення температури ам-пули відносно температури основи.

Блок живлення та регулювання забезпечує нагрів ядра вимірюваль-ного осердя із заданою швидкістю – 0,1 К/с і автоматичне регулювання тем­ператури захисного ковпака. Швидкість розігріву задається початковою на-пругою на нагрівачу і швидкістю її зміни. Обидві ці величини строго фіксовані.