Способ разделения газовой смеси

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с50 4 G 01 N 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4162330/31-26 (22) 12.12.86 (46) 30,03.89. Бюл. У 12 (7 1) Институт общей физики АН СССР (72) В.К.Конюхов, В.И.Тихонов, Т.Л.Тихонова и В.Н.Файзулаев (53) 543.053 (088.8) (56) Reist V.H., Fenn I.Â. Separa-tion of gas mixtures in Supersonic

jets. // Journal of Chem. Phys. 1963, ч.39, У 12, р, 3240-3250, (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к разделению газовых смесей и может быть использовано для исследования конденсации в атмосфере, загрязненной yr1

Изобретение относится к разделению газовых смесей и индивидуальных газов на спин-модификации и может быть использовано для исследования конденсации в атмосфере, загрязненной углекислым газом, а также для исследования биологических объектов. . Цель изобретения — обеспечение возможности выделения спин-модификаций воды.

В форкамеру подают пары воды и газообразную углекислоту. Смесь, полученную в форкамере, подвергают расширению, например, через щель в . вакуум, создавая плоскую сверхзвуковую. струю. На определенном расстоянии от щели в струе возникает гетероген„.Я0„„1469289 А 1 лекислым газом, а также для исследования биологических объектов. Целью изобретения является обеспечение возможности выделения спин-модификаций воды. Смесь, состоящую из углекислого газа и водяного пара, подвергают расширению со сверхзвуковой скоростью в вакуумную камеру, где размещена пробоотборная трубка. При этом получает развитие процесс гетерогенной конденсации молекул воды на молекулах углекислого газа. Благодаря эффекту вращательной селективности в конденсации участвуют молекулы только пара-модификации.

Частицы конденсата проходят через ударную волну, возникающую перед пробоотборной трубкой, и собираются в кювете. 1 ил.

2 ная конденсация на молекулах углекислого газа. На ударной волне, возникающей перед пробоотборной трубкой, размещений в вакуумной камере, легкая газовая компонента смеси эффективно рассеивается, а тяжелая компонента (конденсат) легко проходит через ударную волну и попадает в пробоотборную трубку, в качестве которой используется трубка Пито °

Совокупность всех вращательных состояний молекулы воды можно разбить на две подсистемы, принадлежащие соответственно пара- и ортомодификациям. При гетерогенной конденсации молекул воды на молекулах углекислаго газа в конденсат уходят лишь мо1469289 лекулы с основного вращательного состояния. Для воды основное вращательное состояние принадлежит парамодификации (для тежелой воды ортомоди5 фикации), поэтому в конденсат будут уходить молекулы, принадлежащие только парамодификации. Таким образом, с помощью трубки Пито, помещенной в сверхзвуковом потоке, осуществляется выделение данной спин-модификации, которая может быть собрана, например, в кювете.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит баллон со сжатым углекислым газом, сосуд с водой (не показаны), форкамеру 1 со щелью или соплом 2, вакуумную камеру

3, в которой размещена пробоотборная трубка 4 (трубка Пито), кювету 5 для выделяемого продукта с кранами 6.

При работе устройства способ осуществляется следующим образом. 25

Углекислый газ из баллона и пары воды подаются в форкамеру 1, где происходит их смешение. Образовавшаяся смесь расширяется через щель 2 в вакуумную камеру 3, в результате чего в вакуумной камере возникает сверхзвуковая струя. На определенном расстоянии от отверстия истечения газ охлаждается до такой температуры, Мто получает развитие процесс гетерогенной конденсации. Частицы конденсата, как более тяжелые, проходят через ударную волну, попадают в пробоотборную трубку и собираются в кювете

5, в то время как молекулы, находящиеся в газовой фазе, рассеиваются ударной волной.

Пример. В устройстве в качестве звукового сопла использовалось отверстие диаметром 3 мм, а в качестве пробоотборной трубки — трубка Пито диаметром 4 мм, которая помещалась на расстоянии 15 мм от среза сопла. Расширению подвергалась газовая смесь СО с парами воды при начальном давлении СО 15 торр. и начальном давлении . паров воды

1,5 торра. Конечный продукт собирался в кювете емкостью один литр при давлении 2 торра. Процентное содержание молекул парамодификации, определенное методами количественной субмиллиметровой спектроскопии по поглощению во вращательной части спектра yâåëè÷èâàëîñü с 25 до 507. при комнатной температуре.

Благодаря тому, что выделенная спин-модификация воды активно влияет на конденсацию, предлагаемый способ может быть использован для исследования конденсации в атмосфере с большой концентрацией углекислого газа.

Формула изобретения

Способ разделения газовой смеси на компоненты, включающий организацию сверхзвукового истечения смеси в вакуумную камеру с созданием бародиффузного эффекта на ударной волне перед пробоотборной трубкой, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности выделения спин-модификации воды, предварительно готовят смесь из паров воды и углекислого газа, а при истечении создают условия для конденсации молекул воды на молекулах углекислого газа.

1469289

Составитель Л.Нечипоренко

Техред М.Дидык Корректор В.Романенко

Редактор В.Ковтун

Заказ 1345/43 Тираж 788 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, 101