Способ определения радиуса капиллярного канала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения радиуса капил лярного канала. Цель изобретения - расширение области применения путем . распространения на негерметичные емкости и снижение трудоемкости путем исключения необходимости экспериментального построения тарировочных зависимостей. Емкость заполняют легкокнпящей жидкостью с растворенными в ней труднолетучими веществами и измеряют расход жидкости при определенном перепаде давлений. Затем снимают давление окружающей среды до возникновения пульсации расхода жидкости через канал, которая вызывается периодическим накоплением слоя труднолетучего вещества, затрудняющего испарение легкокипящей жидкости до выталкивания слоя из канала. Начало пульсации расхода характеризует его баланс с испарением жидкости на выходе из канала, что позволяет по расходу жидкости и давлению в окружаюп;ей среде с помощью теоретических зависимостей определить радиус капилляра . В качестве жидкости может быть использован раствор азокрасителг в хладоне 113. 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 6 01 В 13/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный КОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЬЩЩМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4296753/25-28 (22) 10.08.87 (46) 15 ° 03.89.Бюл. Р 10 (72) Б.Г.Валиев, Ф.M.Ìóõàìåäüÿðîâà и И.N.Ãàëèóëëèíà (53) 531.717.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1247722, кл. G 01 N 15/08, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА КАПИЛЛЯРНОГО КАНАЛА (57) Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть использовано для определения радиуса капил-. лярного канала. Цель изобретения— расширение области применения путем распространения на негерметичные емкости и снижение трудоемкости путем исключения необходимости экспериментального построения тарировочных зависимостей. Емкость заполняют легИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения радиуса капиллярных каналов в стенках емкостей.

Цель изобретения — расширение области применения и снижение трудоемкости путем распространения на негерметичные емкости и исключения необходимости экспериментального построения тарировочных зависимостей.

На Лиг. 1 представлена схема процесса накопления слоя труднолетучего вещества в канале; на фиг.2 — схема процесса разрушения слоя.

На схемах обозначены емкость 1 с жидкостью 2, окружающая емкость 1 среда 3, капиллярный канал 4 длиной

„„SU,» 1465700 А1 кокипящей жидкостью с растворенными в ней труднолетучими веществами и измеряют расход жидкости при определенном перепаде давлений. Затем снимают давление окружающей среды до возникновения пульсации расхода жидкости через канал, которая вызывается периодическим накоплением слоя труднолетучего вещества, затрудняющего испарение легкокипящей жидкости до выталкивания слоя из канала. Начало пульсации расхода характеризует его баланс с испарением жидкости на выходе из канала, что позволяет по расходу жидкости и давлению в окружающей среде с помощью теоретических зависимостей определить радиус капилляра.-В качестве жидкости может быть использован раствор азокрасителя в хладоне 113. 2 ил.

4ь

1, зеркало 5 жидкости, слой 6 трудно- ф 1 летучего вещества в канале, трудно- д летучее вещество 7 вне канала и капля 8 жидкости, С0

Емкость 1 заполняют легкокипящей жидкостью с растворенными в ней труднолетучими веществами. Жидкость проникает в канал 4 и течет через него с расходом, пропорциональным разности давлений: давления Р„ в 3- емкости н давления Р окружающей

3 среды. Этот расход измеряют известными способами. Проникая через канал, жидкость испаряется в окружающую среду,при этом легколетучая составляющая жидкости испаряется, а труднолетучее вещество накапливаетз 146 я в виде слоя б. Поэтому скорость спарения определяется диффузией г1егкокипящей составляющей через слой 1руднолетучего вещества и подчиняет<,я закону @ика, который может быть

Преобразован к виду С

m ЭЧ = — p

I де D " коэффициент диффузии легкокипящей составляющей через слой труднолетучего вещества;

S — площадь зеркала в канале;

4С вЂ” разница концентраций паров жидкости над жидкостью в окружающей среде; сà — расстояние переноса паров легкокипящей составляющей жидкости с поверхности в окружающую среду. !

При нахождении зеркала жидкости у выхода из канала д = r, тогда за,висимость (1) может быть преобра,зована к виду

m = Dli.r ° dC. (2)

Затем плавно понижают давление

1 (,окружающей среды, что согласно зависимости (1) увеличивает расход жидкости в отношении . (Рмг Р2

1 — — — — 1

Р - Р< где Р— давление окружающей среды (2, при вакуумировании.

Одновременно растет и диффузия паров жидкости.

При выходе жидкости за пределы канала слой труднолетучего вещества разрушается, образуя каплю 8, по кра ям которого располагается труднолетучее вещество, испарение жидкости увеличивается, что приводит к опусканию зеркала в канал, где вновь образуется слой труднолетучего вещества, затрудняя испарение. В результате возникает пульсация расхода жидкости. Давление окружающей среды, при котором возникает пульсация, измеряют,и, имея в виду, что коэффициент диффузии

Л = 1/3ССЯ, (3) где Я вЂ” длина свободного пробега молекул при измерении расхода жидкости;

С вЂ” средняя скорость пробега молекул паров жидкости, определяют радиус канала по соотношению

5 (4)

Пример. Рабочую жидкость готовят растворением в легкокипящей жидкости — хладон 113-красителя

"Судан-3" и заливают ее в емкость 1, сообщающуюся каналом 4 с камерой объемом 10 см . Давление в емкости

2 повышают до 4 кгс/см, а давление окружающей среды — давление в камере — равно атмосферному, Замеряют расход рабочей жидкости через канал.

Он равен 2,5 10 г/с. Затем понижают

20 давление окружающей среды. При достижении в камере абсолютного давле2 ния 0,09 кгс/см начинается пульсация давления в камере, что свидетельствует о пульсации расхода жид25 кости из емкости 1, Рассчитанный по зависимости (4) радиус канала составляет 1,2 мк.

Таким образом, измерение расхода жидкости через контролируемый канал

30 при определенном перепаде давления и измерение пониженного давления окружающей среды, при котором начинается пульсация расхода жидкости через какал, позволяют распространить об35 ласть применения способа на негерметичные емкости и по одному измерению без предварительной тарировки определить радиус канала.

Формула и з о брет ения

Способ определения радиуса капиллярного канала, сообщающего емкость с окружающей средой„ заключающийся в том, что емкость заполняют легкокипящей жидкостью с растворенными в

45 ней труднолетучими веществами, измеряют расход жидкости через канал и по нему определяют радиус канала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и снижения трудоемкости, понижают давление окружающей среды до возникновения пульсации расхода жидкости, измеряют в этот момент давление ок55 ружающей среды и определяют радиус канала по соотношению

3m Р (P - Py )

r =

Р Я С Cfog (Р,,- Р, ) .l 465700

1 — длина свободного пробега молекул паров жидкости при измерении расхода жидкости; где r

+UP.Z

Составитель В.Гордеев

Редактор А.Огар Техред Л.Сердюкова Корректор Jl, Пилипенко аказ 932/40 Тираж 683 Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета ао изобретениям и о р и отк ытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ".Ътент, . р Ъа " r.ужго од ул. Гагарина,101 радиус канала; расход жидкости; абсолютное давление окружающей среды в момент возникновения пульсации расхода жидкости; давление жидкости в емкости; абсолютное давление окружающей среды при измерении расхода жидкости;

С вЂ” средняя скорость пробега молекул паров жидкости;

ДС вЂ” разница концентрации паров

10 жидкости над жидкостью и в окружающей среде.