Анатолий Алексеевич Герасимов
Калининград
Anatoly А. Gerasimov
Kaliningrad
Борис Афанасьевич Григорьев
Москва
Boris A. Grigoriev
Moscow
Михаил Александрович Кузнецов
Тамбов
Mikhail A. Kuznetsov
Tambov
Александр Дмитриевич Козлов
Москва
Alexander D. Kozlov
Moscow
Применительно к задаче уточнения фундаментальных уравнений состояния углеводородов рассмотрены методические и конструктивные особенности экспериментального измерения изобарной теплоёмкости в критической области методом проточного адиабатического калориметра. Усовершенствована система измерения давления введением дифференциального манометра в измерительную схему, что позволило не только повысить точность определения давления, но и реализовать универсальную схему калориметрического опыта. Использование универсальной схемы калориметрического опыта позволяет определить два значения изобарной теплоёмкости при давлениях, отличающихся на значение потерь давления в калориметре. Такой подход в критической области актуален, поскольку позволяет достаточно просто и надёжно определить величину производной теплоёмкости по давлению, по которой оценивается не только погрешность отнесения значения теплоёмкости по давлению, но и условия равновесности эксперимента в проточном калориметре. Рассмотрена методика определения и внесения поправки на негомогенность подводящих проводов дифференциальной термопары, на дросселирование потока вещества в калориметре. Получены корректные соотношения для определения средней температуры проведения измерительного опыта при различных способах измерения температуры и разности температур в проточном калориметре. Представлены результаты экспериментального измерения изобарной теплоёмкости и н-пентана в критической области, полученные с использованием универсальной схемы калориметрического опыта, для н-пентана измерения выполнены на изобаре 3,400 МПа (критическое давление 3,355 МПа), что является наиболее близким к критической точке в практике проточной калориметрии.
With regard to the problem of refining the fundamental equations of state of hydrocarbons, the methodological and design features of the experimental measurement of the isobaric heat capacity in the critical region by the method of a flow adiabatic calorimeter are considered. The pressure measurement system has been improved by introducing a differential manometer into the measuring circuit, which made it possible not only to increase the accuracy of pressure determination, but also to implement a universal scheme of calorimetric experiment. The use of a universal scheme of the calorimetric experiment allows one to determine two values of the isobaric heat capacity at pressures that differ by the value of the pressure loss in the calorimeter. Such an approach in the critical region is relevant, since it makes it possible to quite simply and reliably determine the value of the derivative of the heat capacity with respect to pressure, which is used to estimate not only the error in assigning the value of heat capacity to pressure, but also the equilibrium conditions of the experiment in a flow-through calorimeter. The technique of determining and making a correction for the inhomogeneity of the supply wires of the differential thermocouple, for the throttling of the flow of matter in the calorimeter is considered. Correct relations are obtained for determining the average temperature of the measurement experiment for various methods of measuring the temperature and temperature difference in a flow-through calorimeter. The results of experimental measurements of the isobaric heat capacity of n-pentane in the critical region, obtained using the universal scheme of the calorimetric experiment, for n-pentane were measured on an isobar of 3.400 MPa (critical pressure 3.355 MPa), which is the closest to the critical point at practice of flow calorimetry.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.