Устройство для определения параметров термоконвекции жидкости

 

Изобретение относится к физической химии и гидродинамике и может быть использовано в химическом и биологическом производствах при оценке связанных с термоконвекцией реологических свойств жидкостей, включая истинные растворы и коллоидные системы. Целью изобретения является распшрение функциональных возможностей за счет обеспечения исследования дисперсных систем. Цель достигается тем, что рабочая ячейка выполнена в виде вертикально расположенного цилиндра с горизонтальной диафрагмой для уменьшения повреждения диспергированных частиц о стенки ячейки. В центре диафрагмы выполнено отверстие, в ко- , тором установлены термопары, расположенные на разной высоте, что позволяет изменять геометрические размеры ячейки и регистрировать параметры определенного режима термоконвекции. 1 з.п. (ti-лы, 1 ил. (Л со 4; а г 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 0 01 И 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

f с еъ о

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3824778/31-25 (22) 13.12,84 (46) 23,10,87, Бюл.. У 39 (71) Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Ю.Н.Тюрин, С.А,Шавнин, В.И.Крюк и В.А.Помасова (53) 532.137(088.8) (56) Герценштейн С.Я., Шмидт В.M. Нелинейное-развитие и взаимодействие возмущений конечной амплитуды при конвективной неустойчивости вращающегося плоского слоя, — ДАН СССР, т.225, 1975, Ф 1, с.59-62.

Любимов Д.В., Путин Г.Ф., Чернатынский В.И. 0 конвективных движениях в ячейке Хеле-Шоу. — ДАН СССР, т.235, 1977, Р 3, с.554-556.

„„SU»1346987 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОКОНВЕКЦИИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к физической химии и гидродинамике и может быть использовано в химическом и биологическом производствах при оценке связанных с термоконвекцией реологических свойств жидкостей, включая истинные растворы и коллоидные системы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения исследования дисперсных систем. Цель достигается тем, что рабочая ячейка выполнена в виде вертикально расположенного цилиндра с горизонтальной диафрагмой для уменьшения повреждения диспергированных частиц о стенки ячейки. В центре диафрагмы выполнено отверстие, в котором установлены термопары, расположенные на разной высоте, что позволяет изменять геометрические размеры ячейки и регистрировать параметры определенного режима термоконвекции.

1 з п ° A-лы, 1 ил.

46987

55

1 13

Изобретение относится к физической химии и гидродинамике и может быть использовано в химическом и биологическом производствах при оценке связанных с термоконвекцией реологических свойств жидкостей, включая истинные растворы и коллоидные системы.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение чувствительности измерений.

На чертеже показана рабочая ячейка.

Устройство в собранном виде состоит из ячейки 1 в виде вертикального цилиндра 2 с расположенной внутри горизонтальной диафрагмой 3, закрепленной тремя вертикальными пластинами

4 и имеющей отверстие 5, в котором установлена система из трех термопар

6-8 так, что концы термопар расположены ниже отверстия 5 в диафрагме 3.

Все три термпары 6, ? и 8 изолированы от жидкости непроницаемой для нее оболочкой 9, например полиэтиленом, и закреплены в ячейке 1 с помощью муфты 10. Система термопар представляет собой три термопары, две из которых (термопары б и 7) соединены между собой дифференциально и расположены одна над другой на расстоянии

1 мм, а третья термопара 8, расположенная в точке между ними, дифференциально соединена с нуль-термопарой.

Выходы термопар 6 и 8 соединены через усилитель с регистрирующим устройс твом .

Устройство работает следующим образом.

В ячейку 1 заливают исследуемый раствор так, что его уровень выше диафрагмы Э, устанавливают систему термопар 6, 7 и 8 ° Ячейку 1 в собранном состоянии помещают в теплообменник и начинают нагревать. При этом термопары 6 и 7 подают сигнал о локальном градиенте температуры, который характеризует режим термоконвекции, а термопары 8 и нуль-термопара подают сигнал о средней температуре в данной области ячейки.

В процессе нагрева в рабочей части ячейки возникает конвективное движение..Избыточное количество жидкости через отверстие диафрагмы выходит из рабочего объема в наддиаф20

50 рагменную область. В режиме стационарной термоконвекции вертикальная конвективная струя расположена вдоль оси цилиндра, при этом жидкость сталкивается с диафрагмой, отдает часть тепла, охлаждается и вдоль стенок цилиндра движется вниз. В режиме нестационарной термоконвекции возникают осцилляции конвективной струи в вертикальной плоскости, которая может постепенно поворачиваться. При этом за счет осесимметричности рабочего объема и центрального расположения термопар колебания конвективной струи при любом режиме нагревания дают одинаковый регулярный сигнал.

Устройство позволяет исследовать термоконвекцию в дисперсных системах с наименьшим повреждением диспергированных частиц о стенки ячейки.

Взаимодействие частиц со стенками происходит только на нисходящих потоках жидкости, тогда как в плоской ячейке дополнительное повреждение

1 происходит за счет взаимодействия частиц восходящего потока со стенками.

Введение горизонтальной диафрагмы, установленной с возможностью ее перемещения вдоль оси цилиндра, позволяет в процессе работы изменять геометрические размеры рабочей части ячейки за счет увеличения или уменьшения толщины слоя жидкости между основанием цилиндра и диафрагмой.(Это обеспечивает задание определенного режима термоконвекции в зависимости от свойств жидкости и условий нагрева. Кроме того, при нагревании проис" ходит увеличение объема жидкости, тогда как рабочая часть ячейки. изменяется значительно меньше. Отверстие в центре диафрагмы обеспечивает беспрепятственный выход избыточной жидкости в наддиафрагменную область с минимальными нарушениями конвекционных потоков, а также позволяет вводить в рабочую часть ячейки систему термопар.

Формула и э обретения

l, Устройство для определения параметров термоконвекции жидкости, содержащее рабочую ячейку и термопары, подключенные к регистратору, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения иссле1346987

Составитель В.Терешин

Редактор И.Николайчук Техред M. Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 5115/42 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

3 довайия дисперсных систем, рабочая ячейка выполнена в виде вертикально расположенного цилиндра с горизон.тальной диафрагмой, установленной с возможностью ее перемещения по высоте, при этом в центре диафрагмы выполнено отверстие.

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерений

5 в отверстии диафрагмы установлены термопары, расположенные на разной высоте и включенные дифференциально.