Способ определения составасмеси
Q П И С А Н И Е 3l6968
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ
Сова Советских т"оцизлистнческих
Реопубллк
Зависимое от авт. свидетельства ¹вЂ”
Заявлено 24,XI.1966 (№ 1114699,26-25) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет
Опубликовано 07.Х.1971. Бюллетень М 30
Дата опубликования описания 277.Х11.1971.ЧПК G 01n 7, 14
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 543.061(088.8) -- О 12НАя
i. .. i," . ;:;.;, т.".;-, i," Д." ц тт, 1
Автор изобретсиия
3 .ÿâèòåëü
С. H. Фукс
Всесоюзный ордена Трудового Красного Знам теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ПАРО-ВОЗДУШНОЙ
СМЕСИ
Изобретение предназначено для определения состава наро-воздушной смеси при малых содержаниях воздуха в ней и низких давлениях.
Такая задача возникает, например, когда изучают тепло- и массообмен при конденсации так называемого чистого водяного пара, если требуется оценить степень чистоты коиденсирующегося пара.
Известен спосоо определения состава паровоздушной смеси, по которому отбирают исследуемую пробу и охлаждают ее в замкнутом мерном сосуде с последующим взвешиванием заполненного конденсатом сосуда. В известном способе охлаждение смеси производят до состояния вымораживания водяного пара в замкнутом объеме с последующим измерением понижения давления в этом объеме.
При использовании известного способа не может быть получена достаточно высокая точность в связи с низким исходным давлением смеси и малым количеством водяного пара в отобранной пробе.
Цель изобретения — повысить точность анализа при низких давлениях и малых содержаниях воздуха в смеси.
Это достигается тем, что сосуд в течение всего периода охлаждения сообщают с»естом отбора пробы до момента выравнивания давления смеси в ием и месте отбора пробы, а соотношение компонентов смеси находят как функцшо от веса конденсата и давления в месте отбора пробы.
5 На чертеже схематично показан вариант устройства, реализующего предложенный способ.
Прибор состоит из мерного стеклянного сосуда 1 емкостью около 100 .ил с двумя труб10 ками 2 и 8 (приемной и выводной). Приемная трубка 2 проходит внутри сосуда 1, образуя с eIo дном небольшой зазор, а выводная трубка 8 впаяна в верхшою часть сосуда i. Приемная трубка соединена с газоот15 борной трубкой 4 при помощи отрезка вакуумной рези.ювой трубки 5, а выводная трубка 8 при помощи отрезка вакуумной рези Ioвой трубки 6 соединена с водоструйным эжектором (на чертеже не показан). На обе20 их трубка., 5 и 6 из вакуумной резины установлены соответствешто зажимы 7 li 8. На газоотборной трубке 4 установлен холодильник 9.
Прибор работ".t.ò следующим образом. От25 крывают зажимы 7 и 8 и пропускают паровоздушную смесь при отключенном холодильнике 9 через прибор для удаления остатков воздуха. При этом весь внутренний объем оказывается заполненным пробой паро-воз30 душной смеси. Затем зажим 8 закрывают и
316968
Искомое относительное содержание в паре ег выражается отношением:
6»
I г,, G воздуха где G» — вес воздуха в наро-воздушной смеси над уровнем конденсата, кг;
G„ — вес конденсата, кг;
6„— вес пара в паро-воздушной смеси пад уровнем конденсата, кг.
Для вычисления G» II Gп при низких давле иях можно с большой степенью точности использовать уравнение состояния для идеальных газов.
Объем, занятый воздухом и паром, вычислим, пользуясь первым уравнением:
V,,= V — V„= — V— мерньш сосуд 1 пагншагот охлаждать, для чего погружают его в сосуд 10, иапо Irre;Iный о: лаждающей смесью толченого льда и воды. Пар, заполняюьций мерньш сосуз, 1, KDIIд(нсируется, давле ю в сосуде у,rerгьшается.
3а счет этого новые порции наро-воздушной смеси подсась ваются в мерный сосуд 1, барботируя через слой конденсат l, который скапливается в IIII>I Приблизите:ьно через 5 .:,шн процесс конденсации пара закапчпваетсч, и сосуд 1 оказывается заполненным Iràñûùåïïoé rrpr, те гпературс конденсата (охлаждагощей смеси) наро-воздушной смесью с очень малым парциальпым давлением пара. Давление в мерном сосуде и месте забора пробы выравнивается. Следует заме гить, что холодиггьшьк 9 может и пе вкгночаться в работу, так как служит лишь для ускорения процесса. Количество накопившегося конденсата .в сосуде 1 является мерой состава исследуемой паро-воздушной смеси. Зависимость для подсчета состава наро-воздушной смеси по результатам взвешивания может быть получена следугощи г образом. После окончания процесса конденсации пара B сосуде его объем заполпс:I копдспсатом и наро-воздушной смесью: V=V,+V,„. Бес воздуха з наро-воздушной смеси: 0,, Gb — — Vc„1» — I »вЂ” (:. / %; Р— Р ! R,Tb где р и p„-- полное давление смеси и парциальное давление пара, «г/.я . 10 R» и T» — — газовая постоянная и абсолютная температура воздуха, кглг, кг К, К. Бес пара в наро-воздушной смеси: G r п — сиjn — -г„. ) й„т„ Подставляя значение G„ II сг„из найденных уравнений, получим: (к Р— Рп, 1 — >; l Rb b V — —, +G„ |К В этом уравнении парциальное давление р„ принимается по температуре среды в мерном 25 сосуде. Если мерный сосуд охлаждать примерно до 0 С, то р„=О и расчетное уравнение для определения содержания воздуха в смеси упростится и примет вид: 30 (/ к Р / Rf bGi Предмет изобретения Способ определения состава паро-воздушной смеси, по когорому отбирают исследуемуго пробу и охлаждают ее в замкнутом мерном сосуде с последующим взвешиванием за40 полненного конденсатом сосуда, от гичаюгггийая тем, что, с целью повышения точности анализа при низких давлениях и малых содержаниях воздуха в смеси, сосуд в течение всего периода охлаждения сообщагот с местом отбора пробы до момента выравнивания давле ния смеси в нем и месте отбора пробы, а соотношение компонентов смеси находят как функцию от веса конденсата и давления в месте отбора пробы. 316968 7 5 3 3 Составитель В. Гусева Техред А. А. Камышннкова Корректор О. Б. Тюрина Редактор Ю. Полякова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3341/19 Изд. М 1459 Тнрахк 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
