CN205826572U - 焦尔‑汤姆逊系数测定实验装置 - Google Patents
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Abstract
焦尔‑汤姆逊系数测定实验装置，由高压钢瓶、减压阀、管道、金属盘管、恒温浴、节流装置、压力计、热电偶、直流电位差计、阀门组成，在高压钢瓶出口连接有压力表和减压阀，减压阀上的管道与金属盘管一端连接，金属盘管浸没在恒温浴中，金属盘管的另一端与节流装置气体入口连接，节流装置内设置有多孔塞，节流装置气体出口与压力计一端连接，压力计另一端与针形阀连接，针形阀另一端与大气相通，热电偶分别位于多孔塞的两侧，热电偶的引线两端分别与直流电位差计相连接，从恒温浴出来的金属盘管到节流装置气体入口处管道包有绝热层，节流装置由绝热材料与环境隔离。其优点是测量精度高，测量误差小。
Description
技术领域
本实用新型是一种教学实验装置，更具体的说是测定气体焦尔-汤姆逊系数的实验装置。
背景技术
当气体在一定温度压强下进行绝热等焓膨胀时，也就是气体在节流膨胀时，在膨胀前后，气体的压强总是降低，气体的温度发生变化，温度可能上升，也可能下降，也可能不变，这个现象称为焦尔-汤姆逊系效应。在等焓膨胀时，气体的温度变化与气体的压强变化的比值称为焦尔-汤姆逊系数。因为气体在等焓膨胀后压强是下降的，因而压强变化是负值，当等焓膨胀后，如果气体温度下降，则该气体的焦尔-汤姆逊系数是正的，否则是负的，焦尔-汤姆逊系数是负值表明气体等焓膨胀后温度上升；当焦尔-汤姆逊系数为正值时，经节流膨胀时后，气体温度下降，焦尔-汤姆逊系数在气体液化、制冷等方面有广泛应用，因而焦尔-汤姆逊系数在物理化学、化工热力学、制冷原理等课程中都涉及到这一基本数值，但在现有教学体系中，焦尔-汤姆逊系数都是纸上谈兵，亟需开展焦尔-汤姆逊系数测定实验教学，以加深所学理论知识的认识，只有对理论知识的深刻理解，才能在实践中自觉加以运用。
针对现有焦尔-汤姆逊效应实验教学的不足，本实用新型公开一种焦尔-汤姆逊系数测定实验装置。
发明内容
本实用新型是通过如下技术方案解决焦尔-汤姆逊系数的测定这一技术问题的。
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，由高压钢瓶、减压阀、管道、金属盘管、恒温浴、节流装置、压力表、热电偶、直流电位差计、阀门组成，高压钢瓶中贮存待测气体，在高压钢瓶出口连接有压力表和减压阀，减压阀上连接有管道，管道与金属盘管一端连接，金属盘管浸没在恒温水浴中，金属盘管的另一端与节流装置气体入口连接，节流装置内设置有多孔塞，节流装置气体出口与压力表一端连接，压力表另一端与针形阀连接，针形阀另一端与大气相通，热电偶通过节流装置的两个热电偶孔进入节流装置，热电偶分别位于多孔塞的两侧，热电偶的引线两端分别与直流电位差计相连接，从恒温浴出来的金属盘管到节流装置气体入口处管道包有绝热层，整个节流装置由绝热材料与环境隔离。
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，节流装置是一个圆柱形容器，容器内安装有多孔塞，容器上面设有节流装置气体入口、节流装置气体出口和两个热电偶孔。
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，圆柱形容器内径介于50～70mm，长度介于250～300mm；
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置对节流装置的材料提出要求，节流装置材料的由玻璃或金属制成，优选玻璃。
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置中多孔塞材料要满足一定要求，多孔塞由熔结玻璃制成，其厚度介于5～10mm，熔结玻璃平均孔径介于30～50μm。
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置中的热电偶类型,使用T型热电偶测量温差产生的热电势。
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，要求热电偶能测量出节流前后气体的温差电动势，要求两个热电偶通过相同极性串联。
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，直流电位差计要求灵敏度高，分辨率高，要求直流电位差计的分辨率不小于1微伏。
采用上述技术方案的优点是通过测量温差热电势来确定节流膨胀前后气体的温差，测量精度高，避免使用热电偶直接测量温度时所引起的误差，因为热电偶与温度显示仪表直接相连时，需要仪表将热电模拟信号转换为数字信号时产生误差，仪表的放大功能有限，因而需要设置温度补偿，也会产生误差。
附图说明
图1是焦尔-汤姆逊系数测定实验装置组成结构图
⑴高压钢瓶⑵压力表⑶减压阀⑷金属盘管⑸节流装置气体入口⑹节流装置⑺多孔塞⑻针形阀⑼节流装置气体出口⑽恒温浴⑾铜线⑿直流电位差计⒀康铜线
具体实施方式
焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，由高压钢瓶、减压阀、管道、金属盘管、恒温浴、节流装置、压力表、热电偶、直流电位差计、阀门组成，高压钢瓶中贮存待测气体，在高压钢瓶出口连接有压力表和减压阀，减压阀上连接有管道，管道与金属盘管一端连接，金属盘管浸没在恒温水浴中，金属盘管的另一端与节流装置气体入口连接，节流装置内设置有多孔塞，节流装置气体出口与压力表一端连接，压力表另一端与针形阀连接，针形阀另一端与大气相通，热电偶通过节流装置的两个热电偶孔进入节流装置，热电偶分别位于多孔塞的两侧，热电偶的引线两端分别与直流电位差计相连接，从恒温浴出来的金属盘管到节流装置气体入口处管道包有绝热层，整个节流装置由绝热材料与环境隔离。
连接好焦尔-汤姆逊系数测定装置，通过减压阀调节进入节流装置的气体压强，调节恒温浴的温度，调节针形阀以调节节流装置气体出口压强，待直流电位差计读数稳定，记录待测定气体的节流前压强、节流后压强、直流电位差计读数，由直流电位差计读数查阅热电偶分度表，计算出节流前后气体的温差，根据记录的气体节流前后的压强和温度，计算出在该温度压强(节流前的温度压强)下气体的焦尔-汤姆逊系数。改变温度和压强测定计算出气体不同温度压强下的多个焦尔-汤姆逊系数。
该装置除了测量二氧化碳、氮气的焦尔-汤姆逊系数外，也可用于其它气体焦尔-汤姆逊系数的测量。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述公开的技术内容加以变更或改型，只要未脱离本实用新型技术内容，任何简单的修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型的技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：由高压钢瓶、减压阀、管道、金属盘管、恒温浴、节流装置、压力表、热电偶、直流电位差计、阀门组成，高压钢瓶中贮存待测气体，在高压钢瓶出口连接有压力表和减压阀，减压阀上连接有管道，管道与金属盘管一端连接，金属盘管浸没在恒温水浴中，金属盘管的另一端与节流装置气体入口连接，节流装置内设置有多孔塞，节流装置气体出口与压力表一端连接，压力表另一端与针形阀连接，针形阀另一端与大气相通，热电偶通过节流装置的两个热电偶孔进入节流装置，热电偶分别位于多孔塞的两侧，热电偶的引线两端分别与直流电位差计相连接，从恒温浴出来的金属盘管到节流装置气体入口处管道包有绝热层，整个节流装置由绝热材料与环境隔离。
2.根据权利要求1所述的焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：节流装置是一个圆柱形容器，容器内安装有多孔塞，容器上面设有节流装置气体入口、节流装置气体出口和两个热电偶孔。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：圆柱形容器内径介于50～70mm，长度介于200～300mm。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：节流装置由玻璃制成。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：多孔塞由熔结玻璃制成，其厚度介于5～10mm，熔结玻璃平均孔径介于30～50μm。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：使用T型热电偶测量温差产生的热电势。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：两个热电偶通过相同极性串联。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的焦尔-汤姆逊系数测定实验装置，其特征在于：直流电位差计的分辨率不小于1微伏。
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| CN201620413016.XU CN205826572U (zh) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 焦尔‑汤姆逊系数测定实验装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107817315A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-20 | 上海理工大学 | 测量超临界二氧化碳在密闭室内节流膨胀过程的实验装置 |
| CN112881653A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-01 | 武汉工程大学 | 超临界co2注入页岩储层焦耳-汤姆逊效应的模拟试验方法 |
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2016
- 2016-05-09 CN CN201620413016.XU patent/CN205826572U/zh not_active Expired - Fee Related
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