Устройство для измерения плотности расплавов

(19) ( рС 01 М 9/04 ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ ПИСАНИАВТОРСКОМ ектронло меры. М.:3. еойашог шо 1 ге8, В 8,)Вь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Московский институной техники(56) Кивилис С.С, ПлотиЭнергия, 1980, с, 162-1НцзЪащ 1,.1,В. 1 Ье ипошегггс Йепз 1 гошегегзо 1 гз. 1.8 с 1.1 пзгг., 19р. 300-301,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ РАСПЛАВОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании плотностирасплавов при высоких температурах.Цель изобретения - повышение точности измерений плотности инконгруэнтно испаряющихся расплавов при высоких температурах путем исключенияошибок, связанных с градуированиемкапилляра, с присутствием в расплаве пузырей растворенных газов (ПРГ)и со смешением состава расплава в12 процессе измерений, В колене 3 создается давление ниже давления насыщенных паров расплава, в результате чего начинается кипение и расплав избавляется от ПРГ. Эффузионный канал 6, представляющий собой кольцевой зазор между штапиком 5 и ц-образ" ной трубкой 1, препятствует диффузии паров, По устранении ПРГ в колено 3 запускается инертный газ (ИГ) до давления Р и фиксируется уровень расплава Ь, в запаянном наглухо колене 2 с помощью катетометра через смотровое окно 11. Давление в колене 3 определяют абсолютным ма 8 б 941нометром 8. Затем в колено 3 вновьзапускается ИГ до давления Р и опятьфиксируется уровень расплава Ь,. Плотность рассчитывается по формуле, =ЬР/(Ь,-Ь,)2, где /Э, - плотность расплава при температуре Т,К;плотность ртути при нормальных условиях; ЬР - перепад давления между последовательными измерениями в колене 3, который равен раз" ности (Р-Р); Ь Ь, - уровень расплава в колене 2 при соответствующих давлениях Р и Р в колене 3,Далее измеренияпроводятся аналогичным образом придругих температурах.ил.Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании плотности расплавов при высоких температурах с большим давлением насыщенного па= ра во всех отраслях народного хозяйства.Цель изобретения - повышение точности измерения плотности расплавов путем устранения необходимости градуировки капилляра в колене,Б-образной трубки или использования температурной зависимости плотности эталонной жидкости.На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.Устройство содержит П-образнуютрубку 1, выполненную из кварца, с исследуемым расплавом. Одно колена 2 трубки запаяна, а в другом колене 3 сделан выступ ц для фиксации квар" цевого штапика 5, с помощью которого формируется эффузионный канал б, пред-.ставляющий собой кольцевой зазор между штапиком 5 и трубкой 1. П-образная трубка 1 через вакуумное уплотнение 7 и манометр 8 подсоединяются к вакуумной системе 9. П"образная трубка 1 помещается в печь 10 таким образом, чтобы запаянное колено находилось против смотрового окна 11. Зазор между штапиком и трубкой составляет около 0,3 мм.Измерение плотности проводят следующим образом,Исследуемое вещество в виде кусочков загружается в Б-образную трубку через колено 3, куда после загрузки опускается штапик 5.5 Затем трубка подсоединяется черезвакуумное уплотнение к вакуумной системе 9 (для откачки и напуска инертного по отношению к расплаву газа) с манометром 8 (например ртут0 ный манометр МЧР-З),После этогоБ-образная трубка откачивается до-з10 Па, производится нагрев ее до температуры плавления исследуемого 15вещества. Момент плавления контролируется визуально с помощью катетометра (не показан) через смотровое окно 11. После образования гидравлического затвора на дне трубки расплавленным веществом в колено 3 напускается инертный газ до тех пор, пока уровень расплава в колене 2 не установится в зоне смотрового окна. В этом случае канал играет раль дросселя для медленного напуска газа, что исключает попадание пузырей инертного газа при резкой подаче его в полость, заполненную насыщенным паром в колене 2,Как только уровень расплава установится, проводят дальнейший нагрев до необходимой температуры.В это время испарения расплава через эффузионный канал практическине происходит, так как давление насыщенного пара ниже давления подай1286941 Составитель Н.КсензовТехред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско Редактор Е.Копча Заказ 7704/41 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4 ного инертного газа, кроме того, канал обладает большим газодинамическим сопротивлением. После установления необходимой температуры проводят измерение давления Р с помощью 5 манометра и фиксируют уровень расплава с помощью катетометра (не показан) через смотровое окно, Затем в колено 3 вновь запускается инертный газ и создается давление Р, пре вышающее установленное ранее на 2-3 мм рт.ст., и фиксируется опять новый уровень расплава.По полученным данным рассчитывается плотность расплава по формуле(1) 1"-Рг 2(1 1)где- плотность расплава при температуре Т,К;206 Р - перепад давления между последовательными измерениями в колене 3, который равен разности Р -Р/ЬЬ, - уровень расплава в колене2, при соответствующих давлениях Р и Р в колене 3;- плотность ртути при нормальных условиях.Коэффициент 2 в знаменателе уравнения (1) учитывает снижение уровня расплава в колене 3 и дает полное значение гидростатического перепада в коленах П"образной трубки,Покажем, что давление насыщенных паров не влияет на результаты измерений, Для этого запишем условия гидростатического равновесия в моменты замеров уровня расплава в П-образной трубке и в манометре с ртутью при/давлениях в колене 3 Р и Р, т,е. Рн,/ + Р 8Ь =Рнд +тая/ (2)Р, + Р, 8 дЬ,=Рг +Р, ЯЬ (3) где Р , Р - давления насыщенныхпаров расплава иртути,ЬЬ 61/, - перепад уровнейрасплава соответст/венно при Р и Р;К - ускорение свободного падения;Ьг/ Ьг - высота уровня ртути, численно равная величинам измеряемых давлений Ри Р, поскольку ртутный манометр абсолютный, а не дифференциальный,Вычитая уравнение (2.) из выражения (3) и заменив разность Ь-Ь/на Р -Р, а также учитывая, чтоьЬ, - ьЬ,=2(Ь-Ь), (4) получим уравнение (1), с помощью которого рассчитывается плотность независимо от величины давления насьпценного пара расплава. Формула изобретенйя Устройство для измерения плотности расплавов, содержащее П-образную трубку для исследуемого расплава, соединенную одним коленом с манометром и вакуумирующей системой,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения в колене П-образной трубки, соединенном с манометром и вакуумирующей системой, сформирован эффузионный канал, а выход другого коленанаглухо запаян,