Устройство для определения объемных свойств жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01N25/16 

Изобретение относится к испытания с применением тепловых средств, а именно к определению объемных свойст жидкостей.

Целью-изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения изотермической сжимаемости.

На чертеже показано устройство для измерения объемных свойств жидкости.

Устройство имеет камеру давления представляющую собой полый стеклянный цилиндр 1, закрепленный между верхним 2 и нижним 3 фланцами в кольцевых пазах с уплотнителями- 4. Камер давлений изготовлена из прозрачного материала с толщиной стенок 5-6 мм. Между собой верхний и нижний фланцы стягиваются четырьмя шпильками 5. Внутрь камеры давлений через отверстие в верхнем фланце вставляется стелянный баллон 6 емкостью 40-60 см- , в верхней части которого приварена стеклянная трубка диаметром 5-6 мм с калиброванным, капилляром диаметром 0,6-0j9 мм. Стеклянная трубка заканчивается конусным шлифом, на который одевается притертый стеклянный колпачок (не показан). Камера давления геометично закрывается с помош;ью фланца 7 и уплотнительного металличекого кольца 8, входящего в кольцевые пазБ верхнего 2 и манипуляционного фланцев. Во фланце 7 имеется отверстие 9. Осевое отверстие при измерениях .герметизируется фотопластовой прокладкой 10 и колпачком 11, навинчиваемым на штуцер манипуляционного фланца. На нижнюю часть фланца 7 навинчивается металлический цилиндр 12 предназначенный для выравнивания температуры по камере давления и имею- продольную щель для наблюдения за жидкостью в капилляре дилатомера. На верхнюю часть фланца 7 навинчивается предохранительньш патрубок 13, в нем имеется также отверстие с резьбой, в которое вставляется уп- лотнительная шайба 14 с отверстием 0,2-0,3 мм и ввинчивается штуцер 15. Для обеспечения соосности капилляра с осевым отверстием 9 в верхней час- ти щели закрепляется направляюш;ая планка 16 с конусным отверстием для шлифа стеклянной трубки. Все металлические детали камеры давления изго

товлены из титана, а уплотнительные прокладки, обеспечивающие герметиза- цию камеры, из рези ны или второплас- та. На чертеже показана граница 17 раздела жидкости и газовой фазы.

Устройство работает следующим образом.

Заполненный исследуемой.жидкостью баллон 6 помещают в камеру давления, которую устанавливают в термостат. Жидкость в капилляре дилатометра отбирают до самого низкого уровня калиброванной части капилляра с помощью никелевой трубочки, вводимой через отверстие 9. Незаполненную часть капилляра просушивают от остатков -жидкости с помощью той же никелевой трубки, продувая по ней сухой воздух или осуществляя отсос остатков жидкости со стенок капилляра форвакуумным насосом.

Отсчет уровня жидкости в капилляре дилатометра осуществляют каждый раз после установления равновесного состояния его положения. Наступление равновесного состояния жидкости фиксируют по постоянству температуры и неизменности уровня жидкости в капилляре .

45 50 55

40

Первый отсчет уровня жидкости производят при самом низком ее положении в капилляре. Затем температуру в рабочем термостате повьшают на 0,2-1° С, чтобы перемещение уровня (мениска) жидкости в капилляре составила 40-50 мм, и производится второй отсчет уровня жидкости в капилляре. Эти два отсчета являются исходными -данными для расчета термического коэффициента объемного расширения исследуемой жидкости.

При сохранении второго равновесного состояния жидкости в дилатометре, в камеру давления подается необходи-. мое давление 4-4,5 кг/см, В результате пьезовоздействия на жидкость ее уровень в капилляре понижается. Изменяется и температура самой жидкости в дилатометре. После восстановления равновесного состояния производится третий отсчет уровня жидкости в капилляре.

Разность уровней жидкости в капилляре между вторым и третьим ее равновесными состояниями при неизменной температуре служит для определения изотермической сжимаемости. Дилатометр извлекают из камеры и взвешивают.

Предлагаемое устройство позволяет фиксировать объемные изменения пробы жидкости без применения буферной жидкости., контактирующей в капилляре с исследуемой жидкостью. В качестве рабочей жидкости .проба находится в контакте с собственными парами, таким образом, исключается физико-химическое взаимодействие со средой, передающей давление на объект испытания. За счет этого, а также за счет исключения погрешности, возникающей при выводе капиллярной трубки за пределы зоны рабочих температур, достигается повышение точности.

Устройство позволяет при однократном заполнении измерительного сосуда измерить сразу три объемных характеристики жидкости: термический коэффициент объемного расширения, изотермическую сжимаемость и плотность. Это позволяет значительно ускорить процесс измерения по сравнению с измерением каждого параметра в отдельности и одновременно повысить точность и достоверность получаемых результатов, особенно для растворов,

5

0

5

а также летучих или гигроскопических жидкостей.

Устройство может быть использовано в научно-исследовательских и заводских лабораториях.

о

Формула изобретения

Устройство для определения объемных свойств жидкости, состоящее из камеры давления, сосуда для исследуемой жидкости в виде стеклянного,баллона, снабженного калиброванной капиллярной трубкой, и рабочей жидкости в зазоре между сосудом для исследуемой жидкости и камерой давления, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей за счет одновременного измерения изотермической сжимаемости, термического коэффициента объемного расширения и плотности, исследуемой жидкости, открытый торец капиллярной трубки расположен внутри камеры давления выше уровня рабочей жидкости, камера давления вьшолнена прозрачной, и в качестве рабочей жидкости используется исследуемая жидкость.

ВНИИПИ Заказ 3825/39 Тираж 776

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

Изобретение относится к испытаниям с применением тепловых средств, а именно к определению объемных свойств жидкостей и позволяет повысить точность измерения. Устройство включает стеклянный баллон с измерительным капилляром, размещенный в камере давления. Пространство между баллоном и камерой заполнено рабочей жидкостью. Камера давления вьшол- нена прозрачной. Проба испытуемой жидкости заполняет баллон и часть измерительного капилляра. Открытый конец измерительного капилляра расположён выше уровня рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости используется исследуемая жидкость. Камеру тер- мостатируют. Измеряют уровень жидкости в капилляре через прозрачную стенку камеры. После изменения температуры или давления и установления нового стационарного состояния измеряют новый уровень жидкости в капилляре. По полученным данным вычисляют термический коэффициент объемного расширения, изотермическую сжимае- мость и плотность. Повышение точности достигается за счет того, что поверхность исследуемой пробы в измерительном капилляре соприкасается только с парами той же жидкости, а капилляр не выходит за пределы зоны рабочих температур. 1 ил. (Л