Способ определения коэффициентов взаимной диффузии газов

ОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ Соез СоветскиаСоциалистическихРеспублик(5)М, Кл. 6 О й 3/00 с присоелинен кем заявки М ауддустеаалмй кемлтет СССР дв делам лэебретеяяя я атланта(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЗАИМНОИ ДИФФУЗИИ ГАЗОВИюбретение относится к области исследования физико. химических пр цессов, в частности к методам изучения газовой диффузии, а более конкретно - к способам, предназначенным для определения коэффициентов взаим ной диффузии бинарных газовых и нарогазо- .3 вых систем в условиях разрежения и сжатия.Известен двухкамерный способ определения коэффициентов взаимной диффузии газов путем приведения их в контакт через капйлляр, соединяющий камеры с исследуемыми газами 1. Начало и конец процесса диффузии фиксируются как время открывания и закрывания капилляра затвором, устройство термоста. тируется, Составы газовых смесей анализируют.Известный способ имеет математическое описание, позволяющее получить расчетную формулу+20С- =(С-Со)ехРСЭГ Ч Ч И )т2где С, Си С - концентрации газовых сме.сей после полного перемешивания в момент 2времени с и в начальный момент временисоответственно;Ч, н Ч, - объемы верхнего и нижнегодиффузионных сосудов соответственно,т - длина пути диффузии,Р - площадь поперечного сечениякапилляра (диффузионного отверстия),Приведенная расчетная формула выведенапри условиях, когда градиент концентрациисуществует только в самой диффузионной ячейке,зобъем капилляра диффузионного отверстияЧк много меньше объема каждого иэ диффузионных сосудов,имеет место надежное термостатированиедиффузионной ячейки для компенсации, возникающего в процессе диффузии градиентатемператур.В известном способе первое из указанныхвыше условий существенно нарушается, Этовносит в результаты измерений неконтролируе.мые ошибки, которые могут оказаться значительными,728052 4диффузии, определяются с ошибкой, не пре.вышающей 2%, что является вполне приемлемым при других скоростях потока ошибкирезко возрастают за счет возникающих градиентов концентраций у конца диффузионнойячейки за пределами последней при малыхскоростях потока) и по причине возникновения конвекции у конца диффузионной ячейки внутри последней, при больших скоростях1 о потока). Если поток направлен под некоторым острым углом к направлению процесса диффузии, то ошибки определения коэффициентов взаимной диффузии, в свою очередь, значительно возрастают (до 15%).Перемешивание газов в зонах срезов капилляра со скоростьюсоответствующей ламинарно.му режиму движения газового потока, векторкоторой направлен перпендикулярно направ.лению процесса диффузии, позволяет в лучшейро мере, по сравнению с другими способами,соблюсти. граничные условия метода измерения и получить, таким образом, более точ.ные значения коэффициентов взаимной диффузии бинарных газовых систем.25 Составитель С. БеловодченкоТехред И.Асталош Корректор М, Пожо Редактор И, Шубина Тираж 1019ЦНИИПИ . Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Заказ 1130144 Филиал ИПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3Наиболее близким техническим решениемк предлагаемому изобретению является способ определения коэффициентов взаимной диф.фуэии газов путем" контактирования их через" каппиляр, соединяющий замкнутые объемыгазов 2).Однако,при диффузии в зонах срезов калилляра возникают градиенты концентраций. вобъемах диффузионныхсосудов, что приводитк увеличению действительной длины пути диффузии, Кроме того, диффузионная ячейка ненаходится в непосредственном контакте стермостатирующей жидкостью, что создает не.благоприятные условия в смысле изотермич.ности процесса,Целью изобретения является повышение точ.ности определения.Это достигается тем, что по предлагаемомуспособу исследуемые газы в зонах срезов ка.пилляра перемещают со скоростью,соответствующей ламинарному режиму движения газово го потока, причем вектор скорости перемеще - иия газов направлен перпендикулярно оси ка-:пилляра, Эта скорость должна быть выбранатак, чтобы при движении мешалок не нарушался молекулярный процесс переноса внутрикапилляра у концов отверстия и не возникалиградиенты концентраций в объемах газов,Предлагаемый способ определения коэффи.циентов вэвимной диффузии в разреженныхи сжатых бинарных газовых и парогазовыхсистемах обеспечивает измерения коэффициен.тов взаимной диффузии при давлениях от нормального до 300 бар и температурах в интер"вале 200 - 500 К,Выбор скорости движения мешалок"основаниа следующих соображениях, Эксйериментамина вспомогательном приборе с кайилляромЮдиаметром 6 мм на смеси этиловый эфир-азотпри 20 С и давлении, близком к нормальному:установлено, что коэффициенты взаимной диффузии при скоростях потока 11 - 77 см/с,соответствующих ламинарному режиму движе.ния газового потока; вектор которого направлен перпендикулярно направлению процесса Формула изобретения Способ определения коэффициентов взаимнойЗО диффузии газов путем контактнроьания их через капилляр, соединяющий замкнутые объемыгазов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности определения, исследуемые газы в зонах срезов капилляра переме.з шивают со скоростью, соответствующей ламинарному режиму движения газового потока,причем вектор скорости перемещения газовнаправлен перпендикулярно оси капилляра.Источники информации,4 о. привитые во внимание при экспертизе1. Голубев И,Ф, Бондаренко А, Г. Газовая промышленность, 10, 46, 1963.2. й. А А Чап Не 1: пщеп. А. РеЬегаее,А. чап Оов 1 еп, А .1. ВеепаЮег РЬувса 32,1649, 1966 (прототип).