Устройство для измерения коэффициентов диффузии

-уИ ЕТ ЛЬСТ сопередач тся обеспече- епосредствени укрепление во ффуэи напри диффуэ бой ди анал 3 бками одного а друг и,мер инионнаяффузипрямо 4 и 5,концаим соеГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Казахский государственный университет им. С.М,Кирова(56) Кафаров В,В. Основы маси.М,; Выс.школа. 1962, с.б 55,Гурвич В.СМатизен Э.В, Измерениеабсолютных значений коэффициента диффузии в плотных газах, - Изв, СО АН СССР,сер.хим.наук, 1968, М 14, вып.б, с.8 - 16.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИФФУЗИИ(57) Изобретение относится к области физики и используется для измерения коэффициентов диффузии газов, Целью изобретения Изобретение относится к области физики, в частности к измерительным приборам, и предназначено для измерения коэффициентов диффузии газов,Целью изобретения являние возможности измерений нно в ходе процесса диффузииустройс;гва.На чертеже представленоизмерения коэффициентов дВ корпусе устройства 1,терферометра, расположенаячейка. Она представляет соонную трубку 2 и проточныйугольного сечения с патруДиффузионная трубка 2 сзакрыта двумя окнами 6 и 7 1681203 А 1 является обеспечение возможности измерений непрерывно в ходе процесса диффузии и упрощение устройства. Устройство содержит диффузионную ячейку, состоящую из диффузионной трубки, соединенной с проточным каналом для продува газа, и дополнительной трубки. необходимой для получения количественной информации о процессе диффузии. Проточный канал имеет оптическое окно, расположенное над трубками, а торцы трубок закрыты окнами, обеспечивающими прохождение излучения через обе трубки, Это позволят разместить диффузионную ячейку в устройстве анализа, например, интерферометра, Равное число окон вдоль направления прохождения излучения через каждую трубку обеспечивает равные оптические длины в измерительном и сравнительном каналах средства анализа, 1 ил,динена с проточным каналом 3, Диффузион ная ячейка имеет дополнительную трубку 8 с патрубком 9, закрытую с обоих концов окнами 7 и 10. Проточный канал имеет оптйческое окно 11, расположенное над диффузионной трубкой и трубкой сравнения.Устройство работает следующим образом,Перед началом эксперимента выставляют нуль прибора. Для этого необходимо, чтобы оптическая разность хода лучей, проходящих по трубкам 2 и 8, была равна нулю. Это выполняется следующим образом: через патрубки 5 и 9 производят откачку форвакуумным насосом. Затем через них в трубку подают газ сравнения до атмосферного давления. При этом патрубок 4 закрыт, 16812035 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Заполняют диффузионную трубку 2 исследуемым газом. Для этого через патрубок 5 производят откачку газа сравнения форв. куумным насосом, после чего через него же трубка заполняется исследуемым газом до давления несколько большего атмосферного, Это необходимо для избежания возможного проникновения воздуха из комнаты в диффузионную трубку. Во время этой операции патрубок 4 закрыт. Установка готова к работе,Открывают патрубок 5 и приводят исследуемый гаэ в диффузионной трубке к атмосферному давлению. Через патрубок 4 с определенной скоростью подают непульсирующий поток другого исследуемого газа, Через патрубки 5 смесь газов выходит в атмосферу. Момент начала диффузионного процесса фиксируется (с учетом времени запаздывания, которое можно вычислить) по началу движения подвижных интерференционных полос.Продувание второго компонента (газа носителя или газа сравнения) по проточному каналу над капилляром (диффузионной трубкой) позволяет строго соблюдать постоянство граничных условий в течение всего эксперимента и обеспечивает возможность непрерывного анализа диффузионного процесса.Измерение концентрации производят следующим образом.Лучи интерферометра проходят по трубкам 2 и 8 и попадают в глаз экспериментатору. Экспериментатор видит интерференционную картину, меняющуюся со временем (движение подвижной интерференционной картины). Интерферометр типа ИТРпозволяет измерять концентрацию в определенные моменты времени. Это можно выполнить следующим образом. На шкале компенсатора интерферометра устанавливают определенное значение показателя преломления. Момент времени, когда показатели преломления исследуемой смеси и системы компенсации будут равны, фиксируется секундомером. Такая операция производится 10 - 50 раэ, По полученным данным в полулогарифмических координатах строится зависимость средней концентрации С от времени т. Для больших промежутков времени в расчетной формуле метода всеми членами ряда, кроме первого, можно пренебречь регулярный режим), Этому состоянию на графикепС = ф) будет соответствовать прямолинейный участок. Определив тангенс наклона щ этого участка по экспериментальнымданным, найдет коэффициенг диффузии Опо формуле42ОЛ 2где Е - длина диффузионного пути (длина диффузионной трубки).Применение оптического метода регистрации концентрации позволяет проследить всю динамику процесса диффузии, непрерывая сам процесс, получая при этомкак качественную, так и количественную информацию для любых систем газов,Упрощение конструктивных элементовустановки, применение доступных и дешевых материалов позволяет создавать еепрактически в любой лаборатории, Прохождение через диффузионную ячейкуодного из интерферирующих лучей интерферометра дает возможность избавитьсяот дополнительных приборов и устройств,производящих перекачивание смеси и ееанализ, Методика проведения эксперимента и обработки экспериментальныхданных проста, Это позволяет снизить погрешность в определении коэффициентовдиффузии до 20,Формула изобретения Устройство для измерения коэффициентов диффузии, содержащее диффузионную ячейку, состоящую иэ диффузионной трубки, закрытой с одного торца, входного и выходного патрубков и устройства анализа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности измерений непосредственно в ходе процесса диффузии и упрощения устройства, в него введены проточный канал прямоугольного сечения и дополнительная трубка, установленная параллельно диффузионной трубке, в торцах дополнительной трубки и одном из торцов диффузионной трубки выполнены прозрачные окна, а другой торец диффузионной трубки соединен с проточным каналом, при этом одно из окон дополнительной трубки вмонтировано в стенку проточного канала, а другое окно расположено за окном диффузионной трубки и установлено в контакте с ним, в другую стенку проточного канала, противолежащую вышеуказанной, напротив диффузионной трубки и окна дополнительной трубки вмонтировано четвертое окно, причем входной и выходной торцы проточного канала соединены соответственно с входным и выходным патрубками.1681203Составитель С. Голубев Редактор О. Спесивых Техред М,Моргентал Корректор С, Че аказ 3307 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,