Диффузионная ячейка Советский патент 1976 года по МПК G01N21/03 G01N13/00 G01N21/45 

1

Изобретение относится к области молекулярной физики и теплофизики и может быть использовано для измерения коэ41фициентов диффузии в движущихся средах и скорости потока в неоднородных по составу смесях, а также при исследовании механизма массопереноса в неоднородных движущихся смесях

Известна диффузионная ячейка для измерения локальных коэффициентов диффузии, содержащая оптически прозрачный капилляр и подвижный вдоль его оси интерферометр.

После установления стационарного распределения концентрации диффундирующих газов в капилляре с помощью интерферометра измеряют концентрацию в различных точках вдоль оси капилляра. Используя полученное распределение концентрации и измеренные диффузионные потоки определяют локальные коэффициенты диффузии.

Однако, если дффузия происходит в движушемся как целое газе, то измеряемые коэффициенты будут характеристиками суммарного массопереноса. Надо отдельно измерить скорость течения, чтобы измерить коэффициенты диффузии в этом случае.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей капилляра.

Для этого по всей длине капилл5фа pacntv ложены два токопроводящих вывода из немаоннтного материала, меноду которыми на скользящих магнитных контактах установлен чувствительный элемент катарометра.

Это позволяет одновременно измерять и диффузионную и гидродинамическую составляюише массопереноса.

На чертеже изображена диффузионная ячейка.

Предлагаемая диффузионная ячейка состоит

из оптически прозрачного капилляра 1, по длине которого выполнены два токопроводящих вывода 2 из немагнитного материала, обеспечивающие электрический контакт с . мещенным внутрь капилляра 1 чувствительным элементом 3 катарометра через проволочки-растяжки 4 и сколькзящие контакты 5. Магниты 6 притягивают скользящие контакты 5.

Диффузионная ячейка снабжена выполнен ным с возможностью перемсще1 ия вдоль оси капилляра интерферометром, лучн 7 которого

проходят через капилляр 1 перпендикулярно оптически, прозрачным стенкам 8: одн№- через смесь в капилляре1, другой - в воздухе между стенкой капилляра и полюсом маг нита 6. Магниты 6 и интерферометр могут перемешаться вдоль капилляра 1, позволяя производить измерения в любом сеченйи,

При исследовании процесса массоперено са диффузионной ячейки сое/игаяют объемы . с исследуемыми газами. Ди4фузия происхо -. дит через капилляр 1, Чувствительвый элемент 3 катарометра с помощью магнитов 6 и скользящих по токопроводшпим выводам 2 контактов 5 устанавливают в заданном сечениии капилляра. Растяжки 4 с еспечи вают необходимый электрический контакт чувствительного элемента 3 катарометра с токопроводящими выводами 2. В этом же сечении капилляра пропускают интерферирую щие лучи 7 интерферометра,

Интерферометром и катарометром измеряют концентрацию газа в данном сечении. Если измеренная интерферометром и катарометром концентрации совпадают, то течение В капилляре 1 отсутствует, так как чувствительный элемент 3 катарометра гра дуируют в неподвижной среде. В этом случае измеренный каким-либо методом поток будет собственно диффузионным, и по первому законуФика вычисляют коэффициент диффузии.

Если измеренная интерферометром и катарометром концентрация будет различной, то это указывает на существование в капилляре 1 течения неоднородной смеси, которая обдувает чувствительный элемент 3 катарометра. Зная градуировочные кривые катарометра в режиме термоанемометра при различнык составах смеси, по разности измеренных интерферометром и катарометром концентраций ощ еделяют скорость течения неоднородной по составу смеси. Вычитая из измеренной величины уде;1ьного потока скорость течения газа как целого, находят диффузионный поток и по первому закону Фика вычисляют коэффициент диффузии.

Аналогичным образомвыполняют измерения в любом другом сечени капилляра 1,

Формула изобретения

Диффузионная ячейка, содержащая соединительный оптически прозрачный капилляр и подвижный вдоль его оси интерферометр, отличающаяся тем, что, с целью расщирения функциональных возмож ностей капилляра, по всей его длине распо- ложены два токопроводящихвывода из немагнитного материала, между которыми на скользящих магнитных контактах, установлен чувствительный элемент катарометра.

в

г X 6

/

/

А