Устройство для измерения температурной депрессии раствора

 

<»>783662

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 100576 (2 f ) 235594 6/18--25 с присоединением заявки hl<>— (23) Приоритет (51)М. Кл.3

Г 01 N 25/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 536. 5 (088. 8) Опубликовано 30.1180, Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 301180 (72) Авторы изобретения

Л. И. Трофимов и В. И. Левераш (71) 3 а яв ител ь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ

ДЕПРЕССИИ РАСТВОРА. Изобретение относится к лабораторным приборам и аппаратам, используемым для определения температурной депрессии раствора путем измерения и сопоставления температуры его кипения и температуры насыщения равновесного с этим раствором пара, и может быть применено в физико-химических лабораториях научно-исследовательских институтов и в заводских лабораториях пред10 приятий химической проиншленности, цветной металлургии и пищевой проиыиленности.

Известны устройства для изучения равновесия между кипящей жидкостью 15 и выделя>ощимся из нее паром. Такие устройства содержат корпус, соединенный патрубками с конденсатором, нагреватель и термодатчик для измерения температуры кипения раствора (1). В 20 этих устройствах при измерении температуры кипения раствора термодатчик помещают непосредственно в кипящий раствор в область развитого кипения.

Однако известно, что вскипающий раствор не мгновенно приходит в равновесие с выделяющимся иэ него паром.

В кипящей ><идкости в течение некоторого времени имеет место неравновесный перегрев жидкости. Следовательно, по- 30 казания термодатчика, установленного в кипящем растворе, могут значительно отличаться от температуры полностью .. прокипевшего раствора и достигшего равновесия с выделившимся из него паром, т.е. от истинной температуры кипения раствора.

Другой недостаток этих устройств заключается в том, что температуру насыщения выделяющегося иэ кипящей жидкости пара не измеряют термодатчиком, а определяют по величине давления пара под поверхностью кипящей жидкости. Такой способ сложен, неточен, и неудобен, особенно при необходимости проведения экспресс-измерений.

Блих<айшим техническим решением является устройство для исследования температуры пара кипящих растворов

<2). Оно имеет корпус, соединенный в верхней и нижней части патрубками с конденсатором, установленный по оси корпуса нагреватель, термодатчик для измерения температуры пара, установленный на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с конденсатором.

В этом устройстве термодатчик для измерения температуры кипения раствора также помещен непосредственно в кипящий раствор в область развитого

783662 кипения. Такое размещение термодатчика не гарантирует достоверности измерений,, так как показания его могут значительно стличаться от температуры полностью прокипевшего раствора, достигшего равновесия с выделившимся из него паром.

Другой недостаток устройства, принятого за прототип, состоит в следующем.

Известно, что выделяющийся из раст- о вора пар, как правило, является перегретым, т.е. имеет температуру, превышающую температуру его нась>щения.

Поэтому в рассматриваемом устройстве термодатчик, установленный в трубопроводе, отвсдящем пар от кипящего раствсра в конденсатор, фиксирует температуру перегретого пара, которая отлйчается от температуры насыщения.

Использование показаний такого термодатчика для определения температурной 2О депрессии раствора может привести к значительным погрешностям.

Целью настоящего изобретения является повышение достоверности измерений. 25

Указанная цель достигается тем, что в корпусе соосно с нигл размещена тарелка-испаритель, соединенная по краю центрального отверстия с циркуляцйонной трубой и снабженная по перифЕрии патрубками для установки термодатчиков, измеряющих температуру кипения раствора, а на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с конденсатором, ме><ду корпусогл и терг1одатчиком установлен дополнительный холодильник.

Общий вид предлагаемого устройства для измерения температурной депрессии раствора представлен на чертеже.

В цилиндрическом корпусе 1, нижняя 40 и верхняя часть которого сообщены патрубками 2 и 3 с конденсатором 4, установлена тарелка-испаритель 5 с центральным отверстием, соединенным по краю с верхним обрезом циркуляционной трубы 6. Тарелка-испаритель 5 имеет по периферии отверстия с укрепленными в них патрубками 7, в которых располагаются термодатчики 8 для измегения температуры кипения раствора. 5г>

По наружному краю тарелки-испарителя выполнен выступающий вверх бортик.

Внутри циркуляционной трубы 6 располагаются нагреватель 9 и мешалка 10, приводимая в движение электродвигателе«г< 11. На патрубке 2, сообщающем вер>:нюю часть корпуса 1 с конденсатором 4 установлен терглодатчик 12 для

Измерения температуры насыщенного пара, а между термодатчиком 12 и корпусом 1 располо><ен дополнительный холо- ф) дильник 13.

В крышке корпуса 1 расположены воронка 14 для заполнения корпуса исследуемым раствором, предохранительный клапан 15 и термодатчик 16 для измере-6$ ния истинной температуры пара, выделяющегося из кипящего раствора. В нижней части корпуса 1 расположен штуцер

17 для отбора проб исследуемого раствора, в днище корпуса 1 — штуцер 18 для споро>хнения.

Кроме того, корпус 1 аппарата снабжен указателем уровня ><идкости 19. штуцер 20 служит для удаления неконденсирующихся газов из конденсатора

4.

Устройство работает следующим образом.

Через воронку 14 корпус 1 устройства заполняется исследуемым раствором до уровня, соответствующего верхнему обрезу патрубков 7. Затеи включается нагреватель 9 и электродвигатель 11 вращением пропеллера мешалки 10 раствор в циркуляционной трубе 6 приво,цится в движение в направлении снизу вверх. В конденсатор 4 и дополнительный холодильник 13 подается охлаядающая вода. При дви><ении вдоль нагревателя 9 раствор нагревается и вскипает в верхней части циркуляционной трубы

6. Кипящий раствор переливается через край циркуляционной трубы 6 и в виде тонкого слоя распределяется по поверхности тарелки-испарителя 5. При этом резко возрастает удельная поверхностb кипящей жидкости и увеличивается время контакта раствора с выделяюцимся паром. Двигаясь от центра к периФерии тарелки-испарителя 5, раствор прокипает и достигает равновесия с выделяюцимся из него паром.

Прокипевший раствор собирается в желобе по периферии тарелки-испарителя 5 и через патрубки 7 отводится в нижнюю часть корпуса 1 к нижнему образцу циркуляционной трубы 6 и далее — нагре-. вателю 9. При этом в дренажных патрубках 7 постоянно .поддерживается уровень раствора по верхнему обрезу и, следовательно, термодатчик 8 постоянно находится в потоке прокипевшего раствора, температуру которого он измеряет.

Выделяюцийся из раствора пар через патрубок 2 в верхней части корпуса отводится в конденсатор 4. При прохождении через холодильник 13 этот пар, имеющий температуру выше температуры насыщения, o:<лаждаэтся и частично конденсируется, при этом пар становится насыщенным и приобретает температуру насыщения (конденсации). Насыщенный пар омывает термодатчик и поступает затем в конденсатор 4. В конденсаторе 4 пар конденсируется и образуюцийся конденсат через патрубок

3 отводится в нижнюю часть корпуса 1.

Это обеспечивает постоянство концентрации исследуемого раствора °

Равновесная температура кипения раствора измеряется термодатчиком 8, истинная температура выделяющегося

783662

7

Составитель A.Âoëêoâ

Техред А.Щепанская Корректор М. Коста

Редактор Н.Коляда

Заказ 8531/45

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 из раствора пара термодатчиком 16, температура насыщения этого пара термодатчиком 12. Разность измеренных значений температуры прокипевшего раствора и температуры насыщения выделяющегося из раствора цара дает величину температурной депрессии этого раствора. При использовании устройств способных фиксировать непосредственно разность показаний термодатчиков 8 и 12 (например, дифференциальных термопар), величина температурной депрессии может быть определена одним измерением.

Наличие штуцера 17 дает возможность одновременно с теплотехническими измерениями взять пробу исследуемого раствора для физико-химического анализа.

Наличие отличительных .признаков 20 в совокупности с известными обеспечивает повышение достоверности измерений температуры кипения раствора и температуры насыщения выделяющегося из раствора пара и, тем самым, повн- 5 шение достоверности измерения температурной депрессии раствора. Это имеет большое значение при проектировании технологического оборудования и определении его производительности °

Формула изобретения

Устройство для измерения температурной депрессии раствора, содержащее корпус, соединенный в верхней и нижней части патрубками с конденсатором, установленный по оси корпуса нагреватель, термодатчик для измерения температуры кипения раствора и термодатчик для измерения температуры пара, установленный.на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с конденсатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений, в корпусе соосно с ним размещена тарелка-испаритель, соеди-. ненная по краю центрального отверстия с циркуляционной трубой и снабженная по периферии патрубками для установки термодатчиков, измеряющих температуру кипения раствора, а на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с конденсатором, между корпусом и термодатчиком установлен дополнительный

"".îëoäèëüHèê.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коган В.Б. и др. Равновесие мех<ду х<идкостью и паром. М-Л., Наука, 1966, с. 43.

2. Большаков A.Ã. и др. О темпера туре пара кипящих растворов. — Научные записки Одесского,политехниче кого института, т. 13, 1959, с. 5, ЮРА7