Способ определения влагосодержания

 

ОП ИСАН ИЕ изоы итон ия

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((()735980

Союз Советских

Социалистических

Республик

? (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.10.76 (21) 241 1830/18-25 (5! ) М. Кл, (. 01 g 25/56 с присоединением заявки №-Гвеударствеииый камитет (23) Приоритет—

Опубликовано 25.05,80. Бюллетень № 19 по делам изобретеиий и открытий (53) YQK 620.171.. 33 (088. 8) Дата опубликования описания 28 05 80 (72) Авторы изобретения С. Г. Шлейфер и М. Ю. Нахшин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЛАГОСОДЕРЖАНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к способу определения влагосодержания в продуктах сжигаемых топлив или пиротехнических составов.

Известно определение содержания влаги в газах поглощения ее водоотнимающими веществами. Через несколько последовательно соединенных поглотительных сосудов, заполненных водоотни10 мающими веществами, пропускается влажный газ. Сосуды взвешиваются до и после поглощения влаги t1J.

Известный способ может быть исполь15 зован при определении влагосодержания в продуктах, сжигаемых в бомбе топлив или пиросоставов, когда влага там находится не только в виде пара, но также рассеянных в объеме бомбы капель воды.

Сухой инертный газ, подающийся в бомбу, уносит постепенно испаряющуюся влагу, поглощаемую далее водоотнимаю-. щими вещест вами, 2

Ближайшим техническим решением к изобретению является способ определения влагосодержания в продуктах сжигания топлива в калориметрической бомбе, заключающийся в определении парциального давпения перегретого пара в смеси газов Я ..Этим способом можно определять содержание водяных паров в больших объемах газовой смеси, например, воздуха. Однако способ не рассчитан на за1 мер влагосодержания рассеянной в замкнутом объеме влаги,. например, в виде капель.

Цель изобретения — повышение точности и надежности определения.

Для этого влагу в смеси газов переводят нагреванием в изохорическом процессе в перегретый пар и затем по соотношению замеренных температуры и давления до и после нагревания определяют парциальное давление и его удельный обьем, Сущность способа заключается в следующем.

735980 где

V Pñ l a

V =U +U +U -Ч е 5 tp и ьц откуда

Сжигание топлива или пиросостава в бомбе ведут в инертной, осушенной среде. После сжигания бомбу термостатируют при комнатной температуре и замеряют давление и температуру, после чего нагреванием всю влагу переводят в перегретый пар и в этих условиях снова термостатируют и замеряют давление и температуру. По соотношению замеряемых давления и температуры обоих тер- 10 мостатирований определяют парциальное давление перегретого пара, из таблиц перегретого пара находят его удельный обьем и, зная общий обьем бомбы, находят искомое влагосодержание. Под- 15 считанная погрешность эксперимента составляет 2,0%.

На фиг. 1 и фиг. 2 разрез А-A u

В-В, показана установка определения влагосодержания. На электронлите 1 находится водяной термостат 2 с изоляцией 3. В термостат помещена калориметрическая бомба 4, оборудованная двумя игольчатыми вентиялми 5, манометром 6 и ртутным термометром 7.

Трубка 8, к которой подсоединен манометр, имеет разрез, куда вварен игольча-, тый вентиль 9. Нижний конец трубки

8 вварен в крышку 10 бомбы. Сжигаемое топливо помещается в тигель, а пиросостав может быть подвешен на про- волоке 11, соединяющей подводящие электроэнергию контакты 12 и 13. Проволока поджигает топливо или пиросостав.

Суммарный объем, занимаемый газами и влагой после сжигания, где V V V U — соответственЬi 91 M QA но обьемы бомбы, трубки 8, трубки манометра и шлака без пор

Суммарный обьем, находящийся при температуре кипения термостатирующей воды 4

Ч =Ч + — Ч -Ч т ыл

Расчет температуры по длине трубки

8 показывает, что можно 1/3 объема ее отнести к температуре Ь<, а 2/3 обьема — к комнатной температуре, при которой находится манометр.

Суммарный обьем, находящийся при комнатной температуре

«ß.

Ч =Ч;Ч,„= U Цр

Парциальное давление сухих газов после сжигания и термостатирования при комнатной температуре

Р =Р-Р с. О Ь1

P — замеренное для этого о состояния общее давление; — часть влаги, насыщающая б объем и определяемая по таблицам насьпценного пара при комнатной темпера-. туре.

По таблицам сухого насьпценного пара определяется температура t в соответ1 ствии с барометрическим давлением.

Объемы приводятся к давлению 1 кг/см и комнатной температуре (1 . 2.

25 С).

Приведенный объем сухих газов после сжигания

Приведенный объем (Ч „+ g ЧтД в процессе кипения воды в термостате

Здесь парциальное давление сухих газов в процессе кипения воды в термостате

Р. =Р-Р 1С. 1

rae P — общее замеренное давление

i в процессе кипения воды в термостате.

Замеряемое давление есть сумма показаний манометра и барометра, Приведенный объем сухих газов в объеме 1/,, при температуре t для сухих газов в объеме Ч.1 „уравнение состояний приведенного и при кипении воды в термостате будет о

Ро 4,(Я, 4< 73,1Ь + t<

let(1о Ч Ч 2.yg 16 ч.2.5о

Тогда парциальное давление перегретого водяного пара в объеме Ч

1(при температуре .Е

Р =Р-р 5 1- 1с.Л<

5 73598 йля состояния t и Р опреде.— ляется по таблицам перегретого водяного пара его удельный объем Ч

Искомое влагосодержание ц ь !

Пример осуществления способа определения влагосодержания пиросостава (22% по весу циркония и 88% хромата бария ), изготовленного в виде шайб и сожженных в калориметрической бомбе 10 в среде гелия. Барометрическое давление

=1,003 кг/см, температура кипе3

5 .о ний воды ь =99,1 С.

Абсолютное давление обоих термостатирований

Р„=1,429 кг/см р =2,533 кг/см

=287,28 + 2,0 + 20,0 — 1,44=

=307,84 см

Ч =287,28 + 1/3 2 — 1,44»

286,5 см, Ч =-20 + 2/3 2 =21,34 см, При 25 С Р=0,032 кг/см (с Ро-Р— 1,429 — 0,032=

1, 3 97 кг/см 2 - РсЧ = 1,397 ° 307,84430 сМ3 (Ч,+ф =(2,533 — 0,032)

2.1,34 =53,5 см, Ч -Ч Чк 430 -53,5 -376,5 см, р*-Ъ м ., с И Ч4 (273, 16+ 25 ) Способ определения влагос одер жания в продуктах сжигания топлива в калориметрической бомбе, заключающийся в определении парциального давления перегретого пара в смеси газов, о т л и— чающий ся тем,что, сцельюпо-

25 выщения точности и надежности определения, влагу в. смеси газов переводят нагреванием в изохорическом процессе в перегретый пар и затем по соотношению замеренных температуры и давле30 ния до и после нагревания определяют парциальное давление перегретого пара и его удельный объем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Губен-Вейль, Методы органической химии. М., 1967, с. 792.

2. Литвин А. М, Техническая термодинамика. M.. 1947, стр. 205 (протс тип) + 376,5 (273, 16+99, 1)

35 — l,67 кг/м

286,5 (273,16+25 ) Р=РР-2,533 — 1,67

=0,86 3 кг/см

0 6

По таблицам перегретого пара Ч, 2,133 м /кг откуда влагосодержание с Чтв 286 5 л = = — — - = 0134

Ч 2 133

1Ь

Возможность получения водяного пара в перегретом состоянии, что контролируется проверкой по таблицам перегретого водяного пара, зависит от обьема бомбы, температуры термостатирующей жидкости, количества сжигаемого вещества и его влажности, что устанавливается в процессе проектирования исследования.

На предложенной установке можно одновременно определять объем выделившихся газов.

Формула изобретения