164078. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és égéshő nyomásméréssel történő gyors meghatározására és berendezés az eljárás foganatosítására
3 164078 4 Ve m 3 y = 43 kg/m3 a 30 kp/cm 2 g kg e kcal/kcal c = 0,25 kcal/kg • C° R = 848 mkp/kmol • C° V=0,75 m3 /kmol a =1,36- 104 m 6 /kmol 2 b = 3,18- 10~s m 3 /kmol Ap kp/m a kaloriméter belső térfogata: nyomású oxigén fajsúlya: a bemért éghető vizsgálati anyag súlya: a gáz által felvett energiahányad: a gáz fajhője: az általános gázállandó az oxigén moltérfogata 30 kp/cm2 nyomáson: és a Van der Waalsféle egyenlet állandói oxigén esetében: végül a mért nyomásemelkedés. A Van der Waals-féle állapotegyenlet: (Ap + -^-(V-b) = R-At V2 A felszabaduló hőenergia egy részét a kaloriméter-bombában jelen levő nagynyomású oxigén, másik részét a kalorimétertest szilárd anyaga veszi fel hőátadás és hősugárzás révén: az előbbi a teljes energiamennyiség e-szerese, az utóbbi az (l-e)-szerese. Az e készülékállandó értéke kísérleti úton határozható meg. Az égés következtében felszabaduló hőmennyiség által okozott A-t gáz hőmérsékletemelkedés kifejezhető, mint a gáz által elnyelt (q-e) energiahányad és a gáz hőkapacitásának viszonyszáma. Ugyanis vagyis Ve7 g - c •At, Atqg. e 10 15 20 25 30 35 40 A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy a kaloriméter-bomba belső terében az elrobbantás folytán bekövetkező nyomásemelkedést megmérjük és ebből az égéshőt az (I) képlet alapján kiszámítjuk. A kaloriméter-bomba oxigén gázzal való feltöltését minden méréshez ugyanakkora nyomáson végezzük. Az égéshő és a nyomásemelkedés közötti összefüggést ismert égéshőjű anyagok kalorimetrálásával, előre meghatározzuk. A találmány szerinti berendezés kaloriméterbombából, oxigén palackból, ezeket összekapcsoló csővezetékből és a csővezetékben alkalmazott elzáró csapból áll. Lényege, hogy a csővezetékhez a kaloiméter-bomba és az elzáró csap között nyomásmérő csatlakozik. A találmány szerinti eljárás egy példaképpeni foganatosítási módját a találmány szerinti berendezés egy példaképpeni kiviteli alakjának működésével kapcsolatosan ismertetjük. Az 1. ábra a berendezés oldalnézetét, illetve függőleges metszetét mutatja. Az 1 kaloriméter-bomba 2 belső terében helyezkedik el a 3 szikraköz, amely a 4 kapcsokra adott gyujtófeszültség hatására elrobbantja az 5 anyagmintát. A 2 belső teret 30 kp/cm2 nyomású oxigén gázzal töltjük fel a 6 oxigén palackból, a 7 csővezetéken át. A 7 csővezetékhez csatlakozik a 8 nyomásmérő, amelynek méréshatára 100 kp/cm2 és ellátva. Ve • y • c Ezt behelyettesítve és a q égéshőt kifejezve: 45 V„ R-g (Ap + —)-(V-b) Ha ebbe a kifejezésbe behelyettesítjük azokat az állandókat, amelyek nem függenek a megvalósítás módjától, akkor az égéshőt a következő kifejezés adja: q = 0,95 • 10-2 —5- (Ap + 2,41 • 10 4 ) (I) g ' e Az I összefüggésben az égéshő és a nyomásemelkedés összefüggése lineáris, abban a vizsgálati anyag súlyán kívül csak készülékállandók szerepelnek. Ezért a számítás esetenkénti elvégzésére nincs szükség. Kétféle ismert égéshőjű anyag elégetésével a függvényállandók meghatározhatók és a függvény ismeretében az égéshő a nyomásemelkedés alapján numerikusan, vagy grafikusan meghatározható. 0,05 kp/cm -es beosztással van oxigén palack és a 9 elzárócsap van. skálája A 7 a 8 Az 1 csővezetékben a ( nyomásmérő között kaloriméter 2 belső terét a környezettel a 10 csap kapcsolja össze. Az 5 éghető anyag bemérése és az 1 kaloriméter-bomba összeszerelése után a 6 oxigén palackból szabályos módon feltöltjük a kaloriméter 2 belső terét, miközben az előírt végnyomás mérésére a nagyérzékenységű 8 nyomásmérő műszer maximális kitérését leolvassuk. A példa szerinti esetben: ve = g = 5 2- 10"4 • io-4 m a 2 belső tér térfogata és kg a bemért 5 anyagminta súlya. 50 A kaloriméter-bomba 2 belső terét minden méréshez oxigéngázzal olymértékben töltjük fel, hogy nyomása 30 kp/cm2 legyen. Ismert égéshőjű anyagok — cukor, benzoesav stb. — elégetésével megállapíthatjuk, hogy a gáz által felvett energiahányad: e = 0,24 kcal/kcal. Ha ezeket az értékeket - amelyek adott kaloriméter-bomba és azonos oxigén gáz nyomás 55 esetében állandóak - az égéshő (I) kifejezésébe helyettesítjük, akkor: q = 158-Ap + 382 kcal/kg, ha kp/cm2 -ben helyettesítjük be. Ap értékét 60 65 A példa szerinti esetben a vizsgált anyagnak a kaloriméterben való elégetése során a 8 nyomásmérőn leolvasható maximális nyomásemelkedés: Ap = 29,32 kpjcm2 = 29,32 • 104 kp/cm 2 2
