Способ создания концентраций примесей масел в газах

 

СПОСОБ СОЗДАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИМЕСЕЙ МАСЕЛ В ГАЗАХ путем испарения капель наела в потоке газа-носителя, отличаю щи йс я тем, что, с целью повьнпения стабильности создаваемых концентраций , капли масла подают на электропроводную нить, нагретую до 150-400°С, путем пропускания электрического тока, величину которого определяют по формуле jid,j (tw - tf)A 8fo где - диаметр нити; ttt, - температура нити без мас (Л ла, tf - температура газа-носителя; ( - коэффициент теплопроводности газа-носителя; удельное электрическое сопротивление -нити.

ÄÄSUÄÄ 1161164 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4рц В 01 F 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I =Ted о где 1, а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (2 1) 3676644/23-26 (22) 13. 1 2. 83 (46) 15.06.85. Бюл. В 22 (72) В.В. Горюнов, Н.Г. Кайдаш, И.М. Садыков, К.Н. Таньков и В.М. Шарапов (71) Черкасский филиал Киевского ордена Ленина политехнического института им. 50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 66.069.82{088.8) (56) Перегуд Е.А. и др. Быстрые методы определения вредных веществ в воздухе. И., "Химия", 1970, с.56.

Авторское свидетельство СССР

В 1042782, кл. В 01 F 3/04, 1982 (прототип). (54) (57) СПОСОБ СОЗДАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИИЕСЕИ МАСЕЛ В ГАЗАХ путем испарения капель масла в потоке газа-носителя, о т л н ч а ю щ-и йс я тем, что, с целью повышения стабильности создаваемых концентра-. ций, капли масла подают на электропроводную нить, нагретую до 150-400 С, путем пропускания электрического тока, величину которогс определяют по формуле диаметр нити; температура нити без масла; температура газа-носителя; коэффициент теплопроводностн газа-носителя; удельное электрическое сопротивление нити.

61164, 2 раций, в связи с тем, что время отбора пробы на анализ в существующих анализаторах масла составляет 20—

30 мин (анализаторы типа "Донец", "ЛИМ-10", "ЭФ-3MA" OJL-102 (Япония) и т.д.).

Постоянство создаваемых концентраций примесей масла может быть получено при условии стабильного теплового режима работы нити-нагревателя.

Данное условие выполняется в случае устойчивого "пленочного режима" теплоотдачи нити с соблюдением соотношения

Gr. Рт < 1.0

d@ c0 1 (2) 25 гдей,Р

В

Р

С

P ж

Й

40

> (5) (7) где

1 11

Изобретение относится к смешению, в частности к способам создания концентраций примесей масел в газах и может быть использовано для калибровки газоанализаторов.

Цель изобретения — повышение стабильности создаваемых концентраций примесей.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 — зависимость изменения концентрации примеси от температуры нити; на фиг. 3— экспериментальная зависимость изменения концентраций примесей масла во время (газ-носитель-аргон).

Устройство, изображенное на фиг.1 содержит нить .1, подключенную к исто< нику 2 электрического тока через токовводы 3 и расположенную в рабо чей камере 4, дозатор 5 с маслом 6, падающим с постоянной частотой (постоянным числом капель в единицу. времени) на нить 1 в виде капель.

По нити 1 протекает электрический ток 3, в результате чего она нагревается до заданной температуры t д.

Капля, проходя через нить, формирует на ней тонкую пленку, которая затем нагревается и испаряется.

Остатки масла, не захваченные

30 нитью, попадают в воронку 7 и стекают в емкость 8.

В рабочую камеру 4 через патрубок

9 поступает гаэ-носитель. Образовавшиеся пары масла частично конденсируются. Полученная смесь уносится газомносителем в смеситель 10, где происходит. разбавление паро-аэрозольной смеси масла газом-разбавителем до требуемых концентраций.

На схеме не показаны побудители расхода газа, стабилизаторы,измерители, регуляторы расходов газа-носителя и газа-разбавителя.

Дозатор, примененный в устройстве, „1 представляет собой автоматический объемный дозатор или другие виды капельных дозаторов.

Для уменьшения пульсации концентрации примесей масла из-за периодичности процесса испарения объем рабочей камеры 4 выбирается достаточно большим, (интегрирующее звено), а расход газа-носителя — малым.

Вместе с тем, следует отметить, что указанные пульсации не оказывают существенного влияния на погрешность измерения создаваемых концентгде Gr — критерий Гразгофа;

Рг — критерий Прандтля.

Исходя из этого соотношения, иолучена аналитическая зависимость для выбора диаметра нити диаметр нити; коэффициент динамической вязкости коэффициент теплопроводности газа; ускорение силы тяжести; коэффициент объемного расширения газа; плотность газа; теплбемкость; температура нити; температура газа-носителя.

При этом критерий Нуссельта с1о

N0= — =05 (3)

Л Ф

Уравнение теплоотдачи описывается следующей формулой (= o!F (th)- t ), (4) где о - коэффициент теплоотдачи газа.

Количество тепла, выделяемого электрическим током, равно р01

I ° 0 г. R = Р

S = оо Р

Q — тепловой поток от нити;

F — площадь наружной поверхности нити;

1 - длина;

S — площадь ее поперечного сечения;

I — сила тока;

U — - напряжение на концах нити;

R — - сопротивление нити; у, - удельное электрическое сопротивление материала нити.

Подставляя (5), (6), (7),в {4) получим

4Е у„Х

d, (t — су), (8) о

Из (3) следует o(, = (9) 0,5Л .

Подставляя (9) в (8), получим

4Р о Оь5 A de (t - t ),(10) отсюда

Кс - с ) о

8р, ri> «1Л о я ЛЙ

Из (10) с ц=

Так как диаметр нити по расчетам мал (25-50 мкм), то необходимо согла совать р, и Е так, чтобы нить "не сработала" как плавкий предохранитель и не сгорела. Поэтому материал нити (т.е. удельное сопротивление) выбирают из условия

Р Л оо (tа

Уо 8 Е1 где Š— п е е ьн(j р д л о допустимый ток для данного диаметра.

Пример 1. Создают концентрацию масла КС вЂ” 195 мг/м путем подачи последнего в виде капель с частотой 10 капель в минуту на нить, изготовленную из нихрома марки

Х20Н80, d 10 rp, у 1, f диаметром d 50 мкм, длиной

30 мм, по которой пропускают постоянный стабилизированный ток 80 мА.

Температура нити при этом 100 С.

1161164 4

Образовавшиеся летучие примеси масла вшдувают из зоны испарения аргоном (ГОСТ 11157-73) с объемным расходом

О, 83 10 м /с и температурой 35 С, за которую принят верхний диапазон

"нормальной" температуры (25+ 10 C).

Темгература внутри бокса подцерживается с точностью + 1 С.

Концентрация примесей масла составляет 2,9 мг/м, при этом в химсоставе наблюдается повышенное содержание легколетучих фракций.

Погрешность подцержания концентрации в течение 8 ч 52Х.

Пример 2. Готовят концентрацию примесей как в примере 1, сила тока равна 100 мА, температура нити без масла 150 С, концентрация примесей масла составляет 4,2 мг/м, при этом химсостав примесей масла соответствует исходному.

Погрешность поддержания концентрации в течение 8 ч 9,8Х.

Пример 3. Готовят концент25 рацию примесей как в примере 1, при этом сила тока равна 200 мА, температура нити без масла м 350оС.

Концентрация примесей масла составляет 5,6 мг/м, химсостав примесей масла соответствует исходному. Погрешность поддержания концентрации примесей в течение 8 ч 9,2Х.

Пример 4. Готовят концентрацию примесей масла как в примере

1. Сила- тока 220 мА, температура нити без масла 400 C. Концентрация примесей масла составляет 5,6мг/м ..

Химсостав примесей соответствует исходному. Погрешность поддержания ,О концентрац в течение 8 ч 996Х.

П р и и е р 5. Готовят концентрацыо примесей как в примере 1. Сила тока равна 240 мА, температура нити без масла 450 С. Концентрация примесей масла составляет 5,2 мг/м, в химсоставе примесей отмечается повышенное содержание легколетучих фракций. Погрешность подпержания коицентрации в течение 8 ч 46Х.

1161!Ы

is- м«Ю вае илЕЛЬ

1 \

:3

Ь

2 а

2D0

100

М0 400 . 500

Teeriepumypu мимам tw, С

Фиг. Г

1161164 Г м

Z4 20

12 15 феня, 7r 10

Редактор В. Ковтун

Заказ 3884/12 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5 Ь

t8 с .б ь 12

Составитель Т. Круглова

Техред Л. Коцюбняк Корректор О. Луговая

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4