Устройство для измерения температурной депрессии раствора Советский патент 1980 года по МПК G01N25/00 

1

Изобретение относится к лабораторным приборам и аппаратам, используемым для определения температурной депрессии раствора путем измерения и сопоставления температуры его кипения и 5 температуры насьшдения равновесного с этим раствором пара, и может быть применено в Лизико-хир1ических лабораториях научно-исследовательских институтов и в заводских лабораториях пред- приятиП химической проьплиленности, цветной металлургии и пищевой промышленности .

Известны устройства для изучения равновесия меходу кипящей жидкостью 15 и выделяющимся 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 из него паром. В кипящей у 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 насыыения выделяющегося из 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.

Ближайшим техническим решением является устройство для исследования температуры пара кипящих растворов (2. Оно имеет корпус, соединенный в верхней и ни х{1ей 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 кипения. Такое размещение термодатчика не; гарантирует достоверности измерений,, так как показания его могут значи-тельно отличаться от температуры полностью прокипевшего раствора, достигшего равновесия с выделившимся из него паром. Другой недостаток устройства, принятого за прототип, состоит в следующем. , Известно, что вьщеляющийся из раст вфа пар, как правило, является перегретым, т.е. имеет температуру, превьЬиающую температуру его насыщения. Поэтому в рассматриваемом устройстве термодатчик, установленный в трубопро воде, отвсдящем пар от кипящего раствора в конденсатор, фиксирует температуру перегретого пара, которая отлучается от температуры насыщения. Иепользование показаний такого термодатчика для определения температурной депрессии раствора может привести к значительным погрешностям. Целью настоящего изобретения является повышение достоверности измерений . Указанная цель достигается тем, ч-го в корпусе соосно с ним размещена тарелка-испаритель, соединенная по краю центрального отверстия с циркуля ционной трубой и снабженная по периферии патрубками для .установки термодатчиков , измеряющих температуру кипения раствора, а на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с кон денсатором, ме)хду корпусом и термодатчиком установлен дополнительный : холодильник. Общий вид предлагаемого устройств для измерения температурной депресси раствора представлен на чертеже. В цилиндрическом корпусе 1, 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 циркуляци онной трубы б. Тарелка-испаритель 5 имеет по периферии отверстия с укреп ленными в них патрубками 7, в которы располагаются термодатчики 8 для измерения температурь кипения раствора По наружному краю тарелки-испарителя Выполнен выступающий вверх бортик. Внутри циркуляционной трубы 6 располагаются нагреватель 9 и мешалка 10, приводимая в движение электродвигателё И. На патрубке 2, сообщающем вер5снюю часть корпуса 1 с конденсато ром 4 установлен термодатчик 12 для измерения температуры насыщенного па ра, а между термодатчиком 12 и корпу сом 1 располо хен дополнительный холо дильник 13. В крышке корпуса 1 расположены во ронка 14 для заполнения корпуса иссл дуемым раствором, предохранительныйклапан 15 и термодатчик 16 для изме ия истинной температуры пара, выделящегося из кипящего раствора. В нижней части корпуса 1 расположен штуцер 17 для отбора проб исследуемого растора, Б днище корпуса 1 - штуцер 18 ля опорожнения. Кроме того, корпус 1 аппарата снабен указателем уровня жидкости 19. туцер 20 служит для удаления неконенсирующихся газов из конденсатора Устройство работает следующим образом. Через воронку 14 корпус 1 устройства заполняется исследуемым раствором до уровня, соответствующего верхнему обрезу патрубков- 7. Затем включается нагреватель 9 и электродвигатель 11, вращением пропеллера мешалки 10 раствор в циркуляционной трубе 6 привонится в движение в направлении снизу вверх. В конденсатор 4 и дополнительный холодильник 13 подается охлаждающая вода. При дви)хении вдоль нагревателя 9 раствор нагревается и вскипает в верхней части циркуляционной трубы 6. Кипящий раствор переливается через край циркуляционной трубы бив виде тонкого слоя распределяется по поверхности тарелки-испарителя 5. При этом резко возрастает удельная поверзсность кипящей жидкости и ув личивается время контакта раствора с выделяющимся паром. Двигаясь от центра к периферии тарелки-испарителя 5, : раствор прокипает и достигает равновесия с выделяющиг1ся 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 б и далее - нагре-. вателю 9..При этом в дренажных патрубках 7 постоянно -поддерживается уровень раствора по верхнему обрезу и, следовательно, термодатч1 к 8 постоянно находится в потоке прокипевшего раствора, температуру которого он измеряет . Вьщеляющийся 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, охлаждается 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 образующийся 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