@)重喷科技院 CHONGQING UNIVERSITY OF SCIENCE TECHNOLOGY 第八章热导式气体分析器原理
第八章 热导式气体分析器原理
重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 气体的热导率 目录。(三 仪器组成和工作原理 (三 测量误差分析
2 二、仪器组成和工作原理 第 2 页 三、测量误差分析 目 录 一、气体的热导率
重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 81气体的热导率 >热导式气体分析器是根据各种物质导热性能的不同,通过测量混合气体热导率的变化 来分析气体组成的仪器。 热量传递的基本方式有三种,即热对流、热辐射和热传导。在热导式气体分析器中, 充分利用由热传导形成的热量交换,而尽可能抑制热对流、热辐射造成的热量损失
➢热导式气体分析器是根据各种物质导热性能的不同，通过测量混合气体热导率的变化 来分析气体组成的仪器。 ➢热量传递的基本方式有三种，即热对流、热辐射和热传导。在热导式气体分析器中， 充分利用由热传导形成的热量交换，而尽可能抑制热对流、热辐射造成的热量损失。 8.1 气体的热导率
重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 81.1气体的热导率 热导率表示物质的导热能力,物质传导热量的关系可用傅里叶定律来描述。 T △ 图8-1温度场内介质的热传导 △T △Q=-λ-△s△t 比例系数叫做传热介质的热导率(也称导热系数)。 负号表示热量向着温度降低的方向传递
8.1.1 气体的热导率 图8-1 温度场内介质的热传导 热导率表示物质的导热能力，物质传导热量的关系可用傅里叶定律来描述。 s t x T Q = − 比例系数λ叫做传热介质的热导率(也称导热系数)。 负号表示热量向着温度降低的方向传递
重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY △T △O=-2=△s△t (8-1) △x 式(8-1)表示传热量与有关参数的关系,这个关系称为傅里叶定律。式中的负号 表示热量向着温度降低的方向传递,比例系数叫做传热介质的热导率(也称导 热系数)
s t x T Q = − (8-1) 式(8-1)表示传热量与有关参数的关系，这个关系称为傅里叶定律。式中的负号 表示热量向着温度降低的方向传递，比例系数λ叫做传热介质的热导率(也称导 热系数)
重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 812气体的相对热导率 相对热导率也称相对导热系数),是指各种气体的热导率与相同条件下空 气热导率的比值。 >如果用入0、λ分别表示在0℃时某气体和空气的热导率,则3就表示 该气体在0℃时的相对热导率,100310则表示该气体在100℃时的相对 热导率
8.1.2 气体的相对热导率 ➢相对热导率(也称相对导热系数)，是指各种气体的热导率与相同条件下空 气热导率的比值。 ➢如果用λ0、λA0分别表示在0℃时某气体和空气的热导率，则λ0 /λA0就表示 该气体在0℃时的相对热导率，λ100/λA100则表示该气体在100℃时的相对 热导率
重科技院 CHONGQING UNIVE RSITY OF SCIENCE TEOINOIOGY 81,3气体的热导率与温度、压力之间的关系 气体的热导率随温度的变化而变化,其关系式为 t=~0(1+t) (8-3) 式中t℃时气体的热导率 0℃时气体的热导率; 阝热导率的温度系数; t-气体的温度,℃。 气体的热导率也随压力的变化而变化不过在常压或压力变化不大时,热导率的变化 并不明显
8.1.3 气体的热导率与温度、压力之间的关系 ➢气体的热导率随温度的变化而变化，其关系式为： λt=λ0 (1+βt) (8-3) 式中 λt——t℃ 时气体的热导率； λ0——0℃ 时气体的热导率； β——热导率的温度系数； t ——气体的温度，℃。 ➢气体的热导率也随压力的变化而变化,不过在常压或压力变化不大时，热导率的变化 并不明显
重科技院 CHONGQING UNIVE RSITY OF SCIENCE TEOINOIOGY 81.4混合气体的热导率 >混合气体中除待测组分以外的所有组分统称为背景气,背景气中对分析有影响的 组分叫做干扰组分 >设混合气体中各组分的体积百分含量分别为C1、C2、C3、……、Cn,热导率分别 为λ1、λ2、勾3、…、加n,待测组分的含量和热导率为C1、λ1。则必须满足以下两 个条件,才能用热导式分析器进行测量
8.1.4 混合气体的热导率 ➢混合气体中除待测组分以外的所有组分统称为背景气，背景气中对分析有影响的 组分叫做干扰组分。 ➢设混合气体中各组分的体积百分含量分别为C1、C2、C3、……、Cn，热导率分别 为λ1、λ2、λ3、……、λn，待测组分的含量和热导率为C1、λ1。则必须满足以下两 个条件，才能用热导式分析器进行测量
重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY (1)背景气各组分的热导率必须近似相等或十分接近。即 2≈^34…,人n (2)待测组分的热导率与背景气组分的热导率有明显差异,而且差异越大越好,即 λ1>>22或1<2
(1)背景气各组分的热导率必须近似相等或十分接近。即 λ2 ≈λ3≈λ4……≈λn (2)待测组分的热导率与背景气组分的热导率有明显差异，而且差异越大越好，即 λ1>>λ2 或λ1<<λ2
重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 满足上述两个条件时 λ=∑(4xC)=1xC1+2xC2+…+XCn≈A×C1+2(1-C1)(8-4) 可得 (8-5) 1-22 式中λ混合气体的热导率 --混合气体中第种组分的热导率 C混合气体中第评组分的体积百分含量 式(85说明,测得混合气体的热导率λ,就可以求得待测组分的含量C1
➢满足上述两个条件时： ( ) (1 ) 1 1 2 2 1 1 2 1 1 Ci C C n Cn C C n i = i = + + + + − = (8-4) 可得 1 2 2 1 − − C = (8-5) 式中 λ——混合气体的热导率； λi ----混合气体中第i种组分的热导率； Ci——混合气体中第i种组分的体积百分含量。 式(8-5)说明，测得混合气体的热导率λ，就可以求得待测组分的含量C1