Способ определения точки росы Советский патент 1992 года по МПК G01N25/66 

Изобретение относится к физическим измерениям и может найти применение в гидрометеорологии, приборостроении, нефтяной, химической промышленности и других областях науки и техники, где необходимо измерение влажности газа.

Известен способ, состоящий в непрерывном измерении теплового потока, проходящего через равномерно охлаждаемую поверхность, причем начало выпадения конденсата на поверхности определяют по скачкообразному изменению потока тепла в момент выделения теплоты конденсации.

Однако для реализации этого способа необходимо контролировать скорости потока газа над контрольной (конденсирующей) поверхностью, а также равномерность охлаждения холодильником поверхности кон- денсации, кроме того, необходимо проводить одновременные измерения как потока тепла через охлаждаемую поверхность, так и температуры поверхности конденсации.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является способ, состоящий в том, что исследуемый материал, влажность которого необходимо определить, засыпают в измерительную ячейку, а в эталонную ячейку засыпают такое же количество предварительно высушенного материала. Обе ячейки помещают в рабочий объем нагревательной камеры с заданной температурой. В процессе прогрева температура эталонного (сухого) вещества будет изменяться по одной кривой, а содержащего влагу - по другой. При этом характер последней будет более пологим, поскольку в процессе прогрева часть тепла расходуется на испарение влаги. Через некоторое время температура сухого и влажного образцов станет одинаковой, а площадь, ограниченная этими двумя кривыми, будет пропорциональная количеству влаги в исследуемом материале.

Однако для реализации этого способа необходимо контролировать идентичность

сл

-ч N

о

со

объектов по массе и фракционному составу, что значительно усложняет процесс определения влажности.

Цель изобретения-упрощениеспособа определения температуры начала конденсации при сохранении точности измерения путем графического сравнения зависимостей температуры поверхности конденсации от времени.

Поставленная цель достигается тем, что зависимость изменения температуры конденсационной поверхности от времени для эталонной среды получают путем измерения температуры поверхности, помещенной в вакуум, а температуру начала конденсации определяют по точке расхождения кривых, соответствующих эталонной и контролируемой средам.

Устройство, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ, состоит из вакуумного эксикатора, внутри которого устанавливается микрохолодильник с размещенным на его поверхности спаем дифференциальной термопары, и потенциометра типа КСП-4.

Для определения температуры начала конденсации предварительно проводят контрольный эксперимент с целью получения опорной зависимости от времени в случае невыпадения на ней конденсата. Для этого из эксикатора откачивается воздух и охлаждение микрохолодильника проводится в вакууме.

Затем в эксикатор подают газ, влажность которого необходимо определить, и снимают зависимость изменения температуры охлаждаемой поверхности от времени охлаждения при выпадении на ней конденсата.

Из сравнения полученных графиков (методом наложения) определяют точку расхождения кривых, которая будет соответствовать температуре начала выпадения конденсата на охлаждаемой поверхности, т.е. точку росы.

Расхождение кривых обусловлено тем, что при конденсации выделяется теплота Q (пропорциональная количеству выпавшего конденсата), которая приводит к повышению температуры поверхности конденсации. Таким образом, начиная с момента выпадения конденсата на контролируемой поверхности микрохолодильника, зависимость температуры поверхности от времени будет отличаться от опорной зависимости, полученной при охлаждении микрохолодильника в вакууме, т.е. без конденсации.

Способ позволяет регистрировать начальное количество выпавшего конденсата

0

5

0

5

0

0

5

0

5

независимо от распределения его по поверхности конденсации порядка 10 мг/км2.

Пример. Определение влажности воздуха.

Предварительно проводят контрольный эксперимент с целью получения опорной зависимости изменения температуры охлаждаемой поверхности микрохолодильника без конденсации. Для этого из эксикатора откачивают воздух до давления -0,1 МПа и проводят охлаждение микрохолодильника в вакууме (кривая 1 на графике).

Затем в эксикатор подают воздух, влажность которого необходимо определить, и снимают зависимость изменения температуры охлаждаемой поверхности микрохолодильника от времени при выпадении на ней конденсата (кривые 2 и 3, полученные при влажности воздуха 44 и 68% соответственно). Каждую из полученных зависимостей 2 и 3 сравнивают с опорной кривой 1 (методом наложения) и по точке расхождения кривых определяют температуры начала выпадения конденсата.

После определения температуры начала конденсации выполняют расчет влажности воздуха по формуле

I 100 ()DeC( тТГ-тт)ср

Т Ср Т р

где D -5,3627; С 6888,2 К.

Результаты измерений пяти лабораторных проб представлены в таблице (в качест- ве стандартного способа использовался 5 психрометрический),

Можно отметить удовлетворительное совпадение результатов, полученных с помощью предлагаемого и стандартного способов.

Таким образом, предлагаемый способ определения точки росы сохраняет чувствительность известного способа, но в отличие от него обладает простотой реализации, надежностью, не требует сложного оборудования.

Кроме того, структурные характеристики капиллярно-пористой среды (размеры пор и капилляров) и распределение конденсата по контролируемой поверхности не влияют на точность определения температуры точки росы предлагаемым способом.

Формула изобретения

Способ определения точки росы, заключающийся в том, что устанавливают зависимость изменения температуры конденсационной поверхности микрохолодильника от времени в эталонной и контролируемой средах и по полученным на графиках кривых определяют температуру

начала конденсации, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при сохранении точности, зависимость изменения температуры конденсационной поверхполучают путем измерения температуры по верхности, помещенной в вакууме, а темпе ратуру начала конденсации определяют по точке расхождения кривых, соответствую

ности от времени для эталонной среды, 5 щих эталонной и контролируемой средам.

получают путем измерения температуры поверхности, помещенной в вакууме, а температуру начала конденсации определяют по точке расхождения кривых, соответствую

Изобретение относится к физическим измерениям и может найти применение в гидрометеорологии, приборостроении,нефтяной, химической промышленности и других областях науки и техники, где необходимо измерение влажности газа. Целью изобретения является упрощение способа определения температуры начала конденсации. Проводится сравнение температурной зависимости поверхности конденсации от времени с опорной кривой, полученной при охлаждении поверхности конденсации в вакууме. 1 ил., 1 табл.

295

291

289

285 281 i

277