[发明专利]一种气体定压比热容测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种气体定压比热容测量装置，其特征在于，包括：

气体管线；

包裹在所述气体管线外壁的伴热系统；

在所述气体管线上按气体流向依次串联有第一压力调节器、热式流量计、科里奥利流量计和第二压力调节器。

2.根据权利要求1所述的气体定压比热容测量装置，其特征在于，所述热式流量计包括：

与所述气体管线连接的检测管；

位于所述检测管内部两端的第一温度传感器和第二温度传感器；

位于所述检测管内部中间位置的加热器；

分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接的温差检测器；

与所述温差检测器连接的流量变送器。

3.根据权利要求2所述的气体定压比热容测量装置，其特征在于，所述科里奥利流量计包括流量测量组件和密度测量组件。

4.根据权利要求3所述的气体定压比热容测量装置，其特征在于，所述科里奥利流量计为U型振动管式科里奥利流量计。

5.根据权利要求4所述的气体定压比热容测量装置，其特征在于，所述热式流量计的响应时间小于0.1秒，流量检测下限在50毫克/时；

所述科里奥利流量计的响应时间小于0.1秒，流量检测下限在50毫克/时，密度检测下限在0.3kg·m^-3。

6.根据权利要求1所述的气体定压比热容测量装置，其特征在于，所述伴热系统为通过伴热媒体与管道内进行直接或间接热交换的系统。

7.一种如权利要求1至6任一项所述气体定压比热容测量装置的测量方法，其特征在于，包括：

采用伴热系统对气体管线进行温度控制，同时采用第一压力调节器和第二压力调节器对所述气体管线进行压力控制；

当所述气体管线内被测气体温度和压力处于测量状态时，控制所述被测气体进入所述热式流量计和所述科里奥利流量计，并记录所述热式流量计和所述科里奥利流量计的体积流量读数；

当所述气体管线内被测气体温度和压力处于标准状态时，控制所述被测气体进入所述热式流量计和所述科里奥利流量计，并记录所述科里奥利流量计的密度流量读数；

根据记录的所述热式流量计和所述科里奥利流量计的体积流量读数、以及所述科里奥利流量计的密度流量读数，确定所述被测气体在测量状态下的定压比热容。

8.根据权利要求7所述的气体定压比热容测量装置的测量方法，其特征在于，采用下述公式确定所述被测气体在测量状态下的定压比热容：

其中，T为所述被测气体处于测量状态时的温度，P为所述被测气体处于测量状态下的压力；T₀为所述被测气体处于标准状态时的温度，P₀为所述被测气体处于标准状态下的压力；c_p为所述被测气体在测量状态(T，P)下的定压比热容；为所述热式流量计以标定气体在(T₀，P₀)下为基准的标准体积流量读数；Q_C为所述科里奥利流量计的体积流量读数；C_M为标定气体在测量状态(T，P)下的摩尔定压热容；V_m为气体标准状态(T₀，P₀)下的摩尔体积；为所述科里奥利流量计的密度读数。

9.根据权利要求8所述的气体定压比热容测量装置的测量方法，其特征在于，所述标定气体在测量状态(T，P)下的摩尔定压热容是通过Aspen Plus的纯组分物性分析获得的。

10.根据权利要求9所述的气体定压比热容测量装置的测量方法，其特征在于，所述热式流量计的响应时间小于0.1秒，流量检测下限在50毫克/时；

所述科里奥利流量计的响应时间小于0.1秒，流量检测下限在50毫克/时，密度检测下限在0.3kg·m^-3。