Способ дисперсионного анализа эмульсий с низкокипящей дисперсной фазой Советский патент 1988 года по МПК G01N15/02 

.(2) 4090817/23-25

(22) 10.07.86

(46) 15.06.88. Бюл. № 22

(71)Отдел физико-технических проблем энергетики Уральского научного центра АН СССР

(72)Н. В. Буланов, Р, Г. Исмагилов и В. А. Хмыльнин

(53) 539.215,4(088.8)

(56)Фигуровский Н. А. Седиментомет- рический анапиз. М.: АН СССР, 1948, с. 332.

Авторское свидетельство СССР № 1255900, кл. G 01 N 15/02, .1986,

(54У СПОСОБ ДИСПЕР СИОННОГО АНАЛИЗА ЭМУЛЬСИЙ С НИЗКОКИПЯЩЕЙ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗОЙ

(57)Изобретение относится к области дисперсионного анализа эмульсий.. Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет исключения зависимости результатов дисперсионного ана- лиза от формы регистрируемых электри ческих импульсов. Для этого прокачивают заданньй объем эмульсии через

канал, создают в канале давление, препятствующее вскипанию дисперсионной среды, формируют электрические импульсы, например, пьезоэлектрическим методом, нагревают эмульсию в канале до температуры Т-, взятой из интервала от температуры кипения Tg до температуры предельного перегрева Т дисперсной фазы, регистрируют числа электрических импульсов при разных температурах Т- в течение времени С и находят дисперсионный состав эмульсин из системы уравнений п

к -п Г. Р(Т-, D. , -г) й, i

l,2,,,.,k, где п и п - числа зарегистрированных импульсов при температурах Т; и Tf,, D; - диаметр капелек эмульсии, f- время регистрации импульсов, q - искомая функция распределения капелек дисперсной фазы по их диаметрам Р (Т j j D.- j С ) - вероятность вскипания за время f капелек, имеющих диаметр Б;-; и нагретых

до температуры Т j. 1 ил.

9

ю

00 О1

Изобретение относится к дисперсионному анализу эмульсий, а именно к анализу эмульсий с низкокипящей дисперсной фазой по сравнению с ее диспер- сионной средой, и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и нефтехимической промышленности, а также в лабораторной технике.

Цель изобретения - повышение точ- кости измерений за счет исключения зависимости результатов дисперсионного анализа от амплитуды и доительно- сти электрических импульсов.

На чертеже приведены результаты дисперсионного анализа эмульсий по предлагаемому способу и сравнение этих результатов с данными микроскопического анализа той же эмульсиио

Способ осуществляют следующим об- разом.

Исследовали малоустойчивую эмульсию, не содержащую поверхностно-ак- тйвных или иных добавок и состоящую

из н пентана, диспергированного в

глицерине. Концентрация эмульсии была равна 0,025 (вес,%), Дисперсион- ньй анализ проводили при атмосферном давлении. Температура кипения н-пен- тана равна , а его те;мпература предельного перегрева - 7°C,

Эмульсию заливали в сосуд. Затем при помощи гидравлической системы заданный объем эмульсии вводили в обогреваемый участок канала, нагревали эмульсию в канале при помощи на- гревателя до одной из температур, взятых из интервала от 35 до 147 С. При нагреве эмульсии капельки ее дис персной фазы вскипали, при каждом вскипании в эмульсии возникали затухающие акустические колебания, которые преобразовывали в импульсы элек трического тока пьезоэлектрическим методом при помощи пьезоэлемента, полупроводникового диода и PC-цепочки. При помощи счетчика электрически Импульсов регистрировали их число за заданньй промежуток времени 5, отсчитываемьш от момента введения эмульсии в канал. Во всех случаях объем нагреваемой эмульсии бьш примено равен 10 мм, а время Т 10 с. Величины времени и объема выбирали из условий получения требуемой погрешности измерений. Погрешность обусловлена неравномерным распределением капелек эмульсии по объему н

недостаточно быстрым нагревом эмульсии в канале.

Температуру нагрева эмульсии в канале задают величиной электрического тока, пропускаемого через нагреватель Число электрических импульсов регистрируют в зависимости от температуры нагрева эмульсии в канале.

На чертеже построена кривая 1 для случая, когда дисперсионный состав эмульсии аппроксимируют однопарамет- рической зависимостью

q (1 + bD) exp (-bD).

Система уравнений в этом случае сведена к выра ;ению

Ъ 0,5 1 (() - 1).

Значение параметра найдено из значений величин Т 145,2°C;s,- Ю с; I; 7 . 10 м с- ; п 1 154 и п 64.

На чертеже для сравнения приведены результаты дисперсионного анализа, вьшолненного микроскопическим методом (ломаная кривая 2),

Распределение, близкое к кривой 2, дает более точное решение системы уравнений

К

п,- ,P(T.,Dj, С) qj;

-L t fi f -J у в е л 3

где Tj - температура нагрева эмульсии в канале, С;

- время, в течение которого регистрируют последовательность электрических импульсов, с;

п, - максимальное число зарегистрированных импульсов, полученное при температуре Тр, предельного перегрева, безразмерная величина;

Hj - число зарегистрированных

электрических импульсов при температуре Т,, безразмерная величина;

I; - частота зародышеобразования, м- с.

Формула изобретения

Способ дисперсионного анализа эмульсий с низкокипящей дисперсной фазой, заключающийся в том, что заданньй объем эмульсии прокачивают через канал, в канале создают давление.

.14

препятствующее вскипанию дисперсион- лой среды, эмульсию нагревают в канале до температуры предельного перегрева и регистрируют последователь- ность электрических импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения зависимости результатов дисперсионного анализа от ампли- туды и дпительности электрических импульсов, последовательность электрических импульсов регистрируют в течение времени С при разных температурах Т, взятых из интервала п

где Т,- и

Тптемпературы кипения и

предельного перегрева дисперсной фазы соответственно, значение величины 2 устанавливают не меньше времени нагрев а. эмульсии до заданной температуры Т,, а дисперсионный состав определяют из системы уравнений к

П;

де

1

п .

-п II Р(Т, DJ, .;

1, 2, J,,K,

-ЧИСЛО зарегистрирован- . ных электрических импульсов при температуре Т , безразмерная величина;

-максимальное число зарегистрированных электрических импульсов, полученное при температуре предельного перегрева

Р(Т,, D.,

5

0

5

0

5

Т.

D. J

/)(1;

Т, безразмерная величина;

вероятность вскипания за время f капелек дисперсной фазы, имеюиц1х диаметр D., при температуре нагрева э fyльcии, равной Тj, безразмерная величина;

температура нагрева эмульсии в канапе, С; диаметр капелек дисперсной фазы, мкм; время, в течение которого регистрируют последовательность электрических импульсов, с; искомая величина, равная доле капелек дисперсной фазы, имеющих диаметры от Dj, до DJ, , - безразмерная величина; порядковый номер регистрируемой последовательности электрических импульсов, -безразмерная величина;

общее число зарегистрированных последовательностей электрических импульсов, безразмерная величина;

номер фракции капелек дисперсной фазы, безразмерная величина.

1.0

во то rFff