Патентно -фт;: ; цр: ; .; c. o, -: j i г ал

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскиз Социалистичесац Рвслтблиивисимое от авт, свидетельстваявлено 31,Ч 1.1970 ( 146584518-10) М. Кл. 6 011 17,аявкирисоединеш 1 с Приорит Комитет оо делав ыаобретвииЯ и открытий ари Совете Мииистров СССРУДК 536.628.3 (088.8) 9.11.1972. Бюллетень убликованота опублико пя описания 28.111,19 Авторызобретения-ляИнститут химии природных соединений АН ССС Заявител ТОЧНЪЙ МИКРОКАЛОРИЧЕТР 2 Изобретение относится к области теплофизических измерений.Известны проточные микрокалориметры, отличительной чертой которых является кратковременность эксперимента (менее 10 - 15 иин), что позволяет исследовать нестабильные соединения. Такие микрокалориметры включают детектор, внутри которого установлена измерительная ячейка с термоэлементами, и устройство для ввода реагентов. Известные проточные микрокалориметры обладают чувствительностью около 10 -кал/сек при максимальной скорости растворов около 10 -ллсек. Этим условиям соответствует чувствительность по температуре около 10 - "С. Для известных проточных микрокалориметров это, по-видимому, предел, так как они являются открытой системой, на которую влияют как колебания внешней температуры, так и условия тепло- и массообмена. 2Малая чувствительность, вызванная нестабильностью, является основным недостатком известных проточных микрокалориметров.С целью повышения стабильности и чувствительности предлагаемый микрокалориметр 2 дополнительно содержит ячейку, установленную по оси детектора, выполненного в виде толстостенного высокотеплопроводного цилиндра, снабженного щелевым теплообмепником с симметричным вводом реагентов и уста- З новленного внутри тепловыравнивающего цилиндра с большой теплоемкостью и теплопроводностью, на котором размещен дополнительный симметричный щелевой теплообменник, причем каждая из ячеек снабжена радиально расположеннымп полупроводниковыми термоэлементами, включенными дифференциально.На чертеже изображен проточный микрокалорпметр.Детектор 1, изготовленный пз металла с высокой теплопроводностьо (например, из меди), имеет хороший тепловой контакт с теплообменпш;ом 2. жидкости вводятся в теплообменник 2 с двух концов, чем достигается продольная симметрия детектора. Секции термоэлементов 8 и 4 расположены по его оси. Полупроводниковые термоэлементы типа ТБММ приклеены теплопроводным компаундом к стенкам детектора и ячейкам 5 и б, по которым протекают жидкости после смесителей 7 и 8. Ячейки выполнены в виде коаксиальн ях цилиндров с малой теплоемкостью. Каждая секция 3 и 4 измеряет тспловой поток или температуру жидкостей после смесителей. Секции включены дифференциально, что позволяет повысить точность измерений, компенсировать теплоту смещения реагентов и работу трения растворов в детекторе. Симметричность детектора снижает5 10 15 20 25 зо 35 4 о 45 50 55 бО 65 дсйстВцс 1:а пего кОлсаанпЙ Окружаюцен тс.1- цсратуры и температуры жидкостей.Прп эта каждая 51 еЙка содержит па зосемь тсрмоэлсмецтов, окружающих ячейку. Большое псла термоэлемсптав В проо:шом микрокалориметрс оцаавдаа, так как увеличение размера ячейки практически це влияет на удельную теплоемкость детектора, а увслпчецпуо тсплопроводность можно компенсировать ицтснспфцкацией теплообмена.С целью увеличения стабильности работы протошаго микрокалориметра детектор 1 размещен внутри выравнивающего цилиндра 9, нзгоговлеццого из еталла с высокой тепло- проводостша .: имеющего большуа тсплоемкость. Детектор отделен от цилиндра 9 тсплоизоляцией О. Снаружи выравнивающего цилиндра размещен симметричпыц щелевой тсцлООахсцинк 11, Р 5 еощп с цРЛпндром хороший тепловой контакт. Целевые теплообмеццики с зазором 0,1 - 1,2 5 я и длиной более 200 , имеют малое пдродппамическое сопрогивлсцис, большую удельную поверхность и высокую эффективность теплообмепа, что необходимо для проточного микрокалорцмстра. Выравнивающий цилиндр с теплообмецциком окруРкены теплоизоляцисй 2 и помещены в термастат (на чертеРке не показан). Учитывая необходимость работы в достаточно широком температурном интервале ( - 5 -- ;55 С) предусмотрен теплообмепник 13, располояенный в термостате, Температура растворов, попадающих в теплообменцик зависит как от внешней температуры, так и температуры термостата. Выравнивающий цилиндр 9 с теплообменником 11 сцикают флуктуации темпсратуры протекающих растворов и придают им усредненную температуру микрокалорцметра. ЛцалогРчно назначение и теплообменника 2 детектора. Для успешного решения этой задачи как выравнивающий цилиндр 9, так ц корпус детектора 1 изготавливаются большой массой из металла с высокой теплопроводностью так, чтобы их теплоемкости существенно превосходили суммарную теплоемкость растворов, необходимых для одного измерсния. Симметричность теплообменников 2 и 11 и дифференциального детектора делает его менее чувствительным к изменениям температуры В процессе работы м икрокалориметра.Растворы подают в микрокалориметр одним из известных способов (с помощью шприцов, насосов или маностата). Конструкция микро- калориметра обеспечивает его малое гидро- динамическое сопротивление, что позволяет регулировать скорость течения жидкости с помэцьо сосредоточенных регулируемых гидродпнамических сопротивлений, установленных па выходе каждого канала, Для работы ми- рокалориметра в широком температурном диапазоне перед сопротивлениями установлены теплообменники, располояенцые ва вспомогательном термостате, работающем прц постоянной температуре, близкой к комнатИОЙ.ри э 05, песмотр 51 на изменение Вязкости В калориметре при работе прц различных те 1 пер атурах, скорость ДВИРкеиия жидкостии, определяемая давлением маностата и сасредатачеи.м сапратвгсРем, находящимся при фиксированной температуре, будет практически постоянной.Электрическая калпаравка диффеенцпального проточного микрокалориметра осуществляется подачей известной 1 ющности тока на нагреватели 14 или 15, расположенные между смесителями и ячейками б и б детектора.Рассмотрим два режима работы проточного микрокало 1 метра; а) при полном тепло- обмене в детекторе, когда измеряется интегрально тепловой поток и б) когда теплообмец практически отсутствует и измеряется температура двикущейся жидкости.В первом случае на измеряемую Величину потока практически це влияют теплофизические свойства жидкостей (теплосмкость, теплопроводцость и т. д.), но имеется практически линейная зависимость от скорости потока, так как оца определяет тепловуо мощность системы. При электрической калибровке микрокалориметра при Р 5-Сопз показания прибора це будут зависеть От скорости движения жидкости, так как тецлообмен:олный, независима от ее величины. При малом яе теплооамепе, когда измеряется температура, прибор мало чувствителен к изменению скорости растворов, цо чувствителен к их тепло- емкости, При электрической калибровке цриоора показания будут зависеть как от скорости двРксця жидкости, так и От ес тепло- емкости, и чувствительность прибора, определенная па электическай калиаравке пиааа, не будет завьшсцной. Гри этом чувствител- ность детектора в режиме б выше, чем в режиме а и приблияается к предельной, Использование в детекторе полупроводниковых термоэлсментов типа ТБ,-2 М с низкой теплопроводностью определяет целесообразность использования режима б, т. е. изменения температуры. Увелчепие расхода обьема растворов, необходимого ца измерение, окупается высокой чувствительностью прибора и возможностью использовать низкие концентрации реагентов. Повышенная чувствительность реакционного микрокалориметра к температуре позволяет исследовать реакции в предельно разбавленцьх растворах и химию слабых взаимодействий.Предмет изобретецияПроточьый микрокалориметр, содержащий детектор, внутри которого установлена измерительная ячейка с термоэлсмецтами, и устройство для ввода реагентов, отличшачийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности, оц спаажен дополнительной ячейкой, установленной по оси детектора, выполненного в виде толстостенного высокотеплопроводцого цилиндра, сиаб;кенного щелевым тсплооамецником с симметричным вводом,7 5 б 4 9 11 1 б 12 оставитель В. Агапо Редактор Е. Корректор А. Васильева икова ред 3. Таранен Заказ 742/12 Изд.211 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете 1 Уинистров СССР1 Ъосква, Ж-З 5, Ратшскап наб., д. 4,5 ипографнн, пр. Сапунова, 2 реагентов и установленного внутри тепловыравнивающего цилиндра с большой теплоемкостью и теплопроводностью, на котором размещен дополнительный симметричный щелевой теплообмеппик, причем каждая из ячеек снабжена радиально расположенными полупроводниковыми термоэлементами, включенными дифференциально.