Устройство для определения коэффициента диффузии паров жидкости в газе
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения коэффициентов диффузии паров жидкости в газах, и может быть использовано в научно-исследовательской практике при определении термодинамических свойств газов при различных температурах и давлениях. Целью изобретения является снижение необходимых количеств газа и жидкости. Цель достигается за счет выполнения элемента для размещения жидкого образца в виде проволочного кольца из материала, стачиваемого жидкостью и расположенного в центре герметичной камеры для газа на заданном расстоянии от стенок камеры. Устройство снабжено оптической системой для измерения радиуса капли жидкости на проволочном кольце. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Ц1)5 G 01 N ..13/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 ф (21) 4315922/31-25 (22) 09.09.87 (46) 30.07.90. Бюл. Ф 28 (71) Ташкентский гос:..тарственный университет им. В.И.Ленина (72) С.Пулатова и Л.В.Канарова (53) 533.15 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 728052, кл. G 01 N 13/00 1977.
Физический энциклопедический. словарь. М.: Советская энциклопедия, 1964, с. 625 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ПАРОВ ЖИДКОСТИ В
ГАЗЕ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения коэффициента диффузии пйров жидкости в газах, и может быть использовано при определении термодинамических свойств газов при различных температурах и давлениях в различных областях науки и техники.
Целью изобретения является снижение расхода жидкости и газа.
На чертеже изображено устройство для определения коэффициента диффузии паров жидкости в газе.
Устройство содержит кольцо-термоэлемент 1, эталон 2, фотоаппарат 3 с удлиненными кольцами 4, барометр 5, измерительный прибор 6, термостат 7 и стеклянную оболочку 8 с крьппкой 9
„„SU„„1582079 А1 но к устройствам для определения коэффициентов диффузии паров жидкости в газах, и может быть использовано в научно-исследовательной практике при определении термодинамических свойств газов при разпичных температурах и давлениях. Целью изобретения является снижение необходимых количеств газа и жидкости. Цель достигается за счет выполнения элемента для размещения жидкого образца в виде проволочного кольца из материала, стачиваемого жидкостью и расположенного в центре герметичной камеры для газа на заданном расстоянии от стенок камеры. Устройство снабжено оптической системой для измерения радиуса капли жидкости на проволочном кольце. 1 ил. из мелкоструктурной сетки. Кольцотермоэлемент 1 предназначено для об- р- разования капли шарообразной формы
00 и измерения температуры жидкости и воздуха. Эталон 2 служит для определения радиуса капли по фотоснимкам, сделанным с помощью фотоаппарата 3. Удлиненные кольца 4 необходимы для фо— тосъемки с малого расстояния. Барометр 5 предназначен для измерения давления воздуха. Прибор 6 служит для ,измерения ЭДС термоэлемента, а термостат 7 — для поддержания вторых, Ь концов при неизменной температуре
0 С. Стеклянная оболочка 8 и крышка о
9 предотвращают возникновение потоков воздуха. 1582079
Элемент для размещения жидкого образца изготавливают следующим образом.
Первоначально производят дуговую сварку проволок по торцу в спирте.
Образующийся шарообразный наплыв обрабатывают механически до диаметра проволок, По цилиндрическому шаблону в области стыка проволок выгибают кольцо средним диаметром О, 12-0,15 см.
Затем кольцо отгибают так, чтобы его плоскость была перпендикулярна концам проволоки. Для измерений концы помещают в изолятор с отверстиями, а расстояние между проволоками вбли-! зи кольца устанавливают равным 0,01—
0,015 см.
Элемент для размещения жидкого образца устанавливают внутри камеры 2р для газа таким образом, чтобы расстояние от проволочного кольца-термоэлемента до стенок камеры для газа удовлетворяло соотношению
f 3
1 ) r (100 )
1" Н где 1 — расстояние от проволочного кольца-термоэлемента до сте- Зо нок камеры для газа, см;
r — радиус проволочного кольцак термоэлемента, см; плотность жидкости, r/смз;
1Н плотность насыщенных паров жидкости, г/cM .
В боковых стенках камеры для газа выполнены оптические окна для освещения капли жидкости на проволочном кольце-термоэпементе и измерения ее 4О радиуса с помощью измерителя радиуса капли жидкости, распбложенного вне камеры для газа и оптически сопряженного с элементом для размещения жидкого образца. Через верхнюю стенку 45 камеры для газа пропущена дозирующая узкокапиллярная пипетка для формирования капли жидкости на проволочном кольце.
Устройство работает следующим образом.
Камеру для газа в виде куба с длиной ребра 35 см заполняют газом. С помощью дозирующей узкокапиллярной пипетки формируют каплю жидкости шарообразной формы на проволочном коль55 це-термоэлементе диаметром О, 15 см.
После достижения стационарного значения температуры капли жидкости с 0 (t+) г 4
2p„(t ) а(где D коэффициент диффузии паров жидкости в газе, cM2 /с; о (» ) — плотность жидкости, г/см ; зв . (t ) — плотность насыщенного па н ра жидкости, г/см ; температура жидкости, гр ад;
rо — радиус капли жидкости в начальный момент времени, см;
tg o(— тангенс угла наклона.
При исследовании диффузии в газе, в котором начальная концентрация паров жидкости не равна нулю, например, при исследовании диффузии паров воды во влажном воздухе, коэффициент диффузии рассчитывают по формуле
Уо (, ) z
D Л
t8I
2 Pf„(t ) f Н ("Ь)3 где f — отно с и тел ьная вл ажно с ть воздуха; плотность насыщенных па— ров, г/см ; температура воздуха, град.
1 н (В) Ь
Формул а изобретения
Устройство для определения коэффициента диффузии паров жидкости в газе, содержащее камеру для газа, снабженную элементом для размещения жидкого образца и измерителем температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода жидкости и газа, элемент для размещения жидкого образца конструктивно совмещен с измерителем температуры и выполнен в виде проволочного кольца-термоэлемента, радиус которого обеспечивает удержание жидкого обпомощью оптической системы измеряют зависимость радиуса r. капли жидкости от времени. Строят зависимость величины (r/r ) от времени, где r< — радиус капли жидкости в начальный момент времени, см. Определяют тангенс угла наклона прямолинейногo участка этой зависимости. Коэффициент диффузии паров жидкости в газе рассчитывают с помощью выражения
3 582079 разца в виде шарообразной капли, элемент для размещения жидкого образца расположен внутри камеры для газа, выполненной герметично таким образом
5 чтобы расстояние от проволочного кольца-термоэлемента до стенок камеры для газа удовлетворяло соотношению
1 Э (100 - ) / н где 1 — расстояние от проволочного кольца-термоэлемента до стенок камеры для газа, см;
r к — радиус проволочного кольцат ермо элемента, см;
1 плотность жидкости, г/см ; — плотность насыщенных паров жидкости, г/смз, при этом в стенках камеры для газа выполнены оптические окна, а элемент для размещения жидкого образца оптически сопряжен с измерителем радиуса капли жидкостиСоставитель А.Кощеев
Техред Л.Олийнык
Редактор Е.Копча
Корректор М.Самборская
Заказ 2084 Тираж 484 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1О!
