Устройство и способ по определению теплоты сгорания топлива - RU2015123314A
Код документа: RU2015123314A
Формула
1. Устройство для определения теплоты сгорания топлива, содержащее:
- топливоподводящий патрубок с впускным отверстием для подачи измеряемого топлива в устройство;
- газоподводящий патрубок с впускным отверстием для подачи кислородсодержащего газа в устройство;
- блок сгорания, соединенный с топливоподводящим патрубком и газоподводящим патрубком и оснащенный камерой сгорания для обеспечения в нем химической реакции измеряемого топлива с кислородсодержащим газом в процессе реакции горения;
- газоотводящий патрубок, соединенный с камерой сгорания, для вывода отработанных газов, образуемых в процессе реакции сгорания; а также
- средства для измерения по меньшей мере значения количества энергии, высвобождаемой при сгорании;
- блок расходомера, расположенный между входным отверстием топливоподводящего патрубка и камерой сгорания.
2. Устройство по п. 1, в котором блок расходомера, предпочтительно Кориолисова типа, выполнен для определения плотности и/или расхода измеряемого топлива.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором указанное устройство выполнено для определения теплоты сгорания газообразного и/или жидкого топлива.
4. Устройство по п. 1 или 2, содержащее средства для определения числа Воббе топлива.
5. Устройство по п. 1 или 2, в котором средства для измерения по меньшей мере значения количества энергии, высвобождаемой при горении, содержат элемент измерения температуры, который предпочтительно расположен на блоке сгорания или рядом с ним.
6. Устройство по п. 1 или 2, содержащее дополнительный блок расходомера, расположенный между входным отверстием газоподводящего патрубка и камерой сгорания, предпочтительно для определения плотности и/или расхода кислород-содержащего газа, при этом расходомер предпочтительно представляет собой расходомер Кориолисового типа.
7. Устройство по п. 1 или 2, оснащенное нагревательным элементом для повышения температуры по меньшей мере измеряемого топлива, предпочтительно перед его поступлением в камеру сгорания.
8. Устройство по п. 1 или 2, содержащее системную интегральную схему с кремниевой подложкой на носителе, при этом системная интегральная схема оснащена указанным блоком расходомера и/или указанным блоком сгорания.
9. Устройство по п. 8, в котором системная интегральная схема имеет отверстие, в котором расположена нитридкремниевая расходомерная трубка с двумя концами, которые оба сходятся через стенку отверстия в канале с нитридкремниевым покрытием в кремниевой подложке.
10. Устройство по п. 9, в котором блок расходомера Кориолисового типа содержит нитридкремниевую расходомерную трубку.
11. Устройство по п. 9 или 10, в котором блок сгорания содержит нитридкремниевую расходомерную трубку.
12. Устройство по п. 11, в котором нитридкремниевая расходомерная трубка содержит камеру сгорания.
13. Устройство по п. 12, в котором камера сгорания имеет термическую изоляцию внутри отверстия системной интегральной схемы.
14. Устройство по п. 1 или 2, содержащее смесительный элемент для смешивания измеряемого топлива и кислородсодержащего газа.
15. Устройство по п. 1 или 2, в котором далее по технологической цепочке за камерой сгорания выполнен датчик кислорода для определения значения количества остаточного кислорода в газообразных продуктах горения.
16. Устройство по п. 1 или 2, содержащее термохимический элемент.
17. Способ определения теплоты сгорания топлива с помощью устройства по любому из пп. 1-16, согласно которому:
- подают измеряемое топливо в топливоподводящий патрубок;
- определяют расход измеряемого топлива посредством блока расходомера;
- подают кислородсодержащий газ в газоподводящий патрубок;
- подают измеряемое топливо и кислородсодержащий газ в камеру сгорания блока сгорания;
- обеспечивают в нем химическую реакцию измеряемого топлива с кислородсодержащим газом в процессе реакции горения; а также
- определяют значение количества энергии, выделяемой при горении, для определения теплоты сгорания топлива.
18. Способ по п. 17, согласно которому измеряемое топливо и кислородсодержащий газ подают в камеру сгорания непрерывно.
19. Способ по п. 18, согласно которому измеряемое топливо и кислородсодержащий газ подают в камеру сгорания периодически.
20. Способ по п. 19, согласно которому отношение продолжительности времени между двумя последовательными периодами подачи, с одной стороны, к продолжительности периода подачи, с другой стороны, больше 1 и предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 15, например, в диапазоне от 9 до 11.
21. Способ по п. 20, согласно которому продолжительность периода подачи топлива равна примерно 10 секундам.
22. Способ по любому из пп. 19-21, который включает этап измерения количества остаточного кислорода в отработанном газе.
