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本研究では以下のように新しい型の熱量計を開発し、これを用いて高圧ガスのエンタルピーを測定した。
1.等温流通式熱量計の開発 本熱量計の設計においては(1)等温系の達成と(2)熱量計と外部との間の断熱が重要であり、この2項目について特に注意を払った。(1)については熱量計内部に3種類の同心のシリンダーを組み込んでガス流路を長くすると共に、2種類のヒーターを用いて温度制御することにより、等温系を達成した。ヒーターの1つは膨張管の回りに巻いて目標温度よりも若干低い温度に粗調節し、もう1つのヒーターは最も内側のシリンダーの外側に巻いて熱量計出口におけるガス温度が目標温度になるように自動制御した。購入したPID制御装置をこの目的で使用した。(2)については入口管を1mと長くしさらに熱量計内で巻くことにより入口管を通しての熱漏れを防いだ。また、膨張管の充填物の粒径を変えることにより流量と加熱量が適当な範囲内に収まるように留意した。
2.窒素及び二酸化炭素のエンタルピーの測定 窒素については温度298.15K、及び313.15K、圧力5MPa以下において測定を行った。実験値の平滑線からのばらつきは1.28J/molであり、これは誤差解析から求めた装置固有の誤差の40%程度であった。膨張管の充填物の粒径を変えて測定を繰り返したところ測定値はこのばらつきの範囲内で一致した。また実験値を文献値、及びJacobsenの状態式による推算値と比較したところ平均偏差はそれぞれ2.5J/mol及び0.46J/molであった。二酸化炭素についても同程度の結果となった。
3.混合物のエンタルピーの測定 窒素+二酸化炭素系混合物について温度298.15K、圧力1.0、1.5、及び2.0MPaで測定を行った。また、この結果をBWRS状態式による推算値と比較したところ、平均偏差は2.8J/molとなり良好な結果が得られた。
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