Способ определения зависимости плотности жидкости и пара от темперптуры в состоянии насыщения

(46) Дата опубликования описания 22,10.77Государственный комнтет Совота Мнннотров СССР во делам нзоорвтоннй в открытнй(72) Авторы изобретения Институт металлургия им. А. А, Байкова и Специальное конструкторское бюро Инсвпутв металлургии им. А. А. Байкова(54) СПОСОБ ОПРВДВЛВНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ПЛОТНОСТИЖИДКОСТИ И ПАРА ОТТЕМПЕРАТУРЫ В СОСТОЯНИИ НАСЫЩЕНИЯ 1Изобретение относится к области теплофизических измерений и может использоваться дляатределения зависимости плотности жидкости ипара от температуры в состоянии насыщения, атакже критической плотности,Известен способ определения зависимости плотности жидкости, в котором сосуд известногообъема с переливной трубкой, заполненный исследуемым веществом в жидком состоянии, уста.навливают в нагревательную печь; при нагреваниисосуда часть жидкости вытекает через переливнуютрубку за счет ее расширения, и при фиксированнойтемпературе определяют массу жидкости, оставшейся в сосуде, после чего производят расчетплотности ющкости 111.,15 Недостатками способа является возможность определения только зависимости плотности от температуры, снижение точност измерений прн температурах, близких к критическим, эа счет увеличения погрешности в определении массы вещества из-зв его испарения.Известен также способ определения зависи мости плотности жидкости и пара от температуры в состоянии насыщения, при котором определяют щ 2температуру восстановления горизонтального положения герметиэируемым вытянутым сосудам, частична заполненным исследуемым веществом 2. Предварительно определятот объем сосуда, устанавливают его на опорах в качестве коромысла весов и уравновешивают в горизонталь. ном положении, После этого сосуд заполняют не большим количеством исследуемого вещества в жидком состоянии, массу которого определяют взвешиванием сосуда до и после заполнения, После заполнения сосуд вновь устанавливают но опорах и нагревают его. При малом количестве исследуемого вещества при нагревании происходит постепенное его испарение в объеме сосуда, и, когда весь объем занят одной, фазой вещества (в данном случае паром), сосуд восстанавливает горизонтальное положение, Определение положения сосуда производят визуально или при помощи мерной линейки, Затем количество исследуемого вещества увеличи. вают и вновь производят нагрев. Палее рассчитывают плотность вещества в состоянии насыщения. Таким образом, определяют зависимость плотности от температуры для пара, а затем для жидкости, Прн этом определяют критическую плотность и критическую температуру,169898 50 3Однако способ не обеспечивает высокой точ.ности определения температуры перехода веществаиз двухфазного состояния в однофазное (состояниенасыщения), так как при положении сосуда, близ.ком к горизонтальному, возможно растеканиеисследуемой жидкости по его длине, и температура,при которой сосуд восстанавливает свое горизонтальное положение, очевидно, ниже действительнойтемпературы насыщения. Кроме того, прн положении сосуда, близком к горизонтальному, возможно покачивание его, что существенно затруд.ияет определение положения равновесия.Цель изобретения - повысить точность и достоверность измерений,Это достигается тем, что указащсый сосуд пред.варительно уравновешивают в положении, отличном от горизонтального, нри нагревании частичнозаполненного сосуда его поддерэьзсвасот неподвнж.НЫМ В ПСРвонааЛЬНОМ ПОЛОжЕЬСПИ ПРОПУСКаВсиЕМтока через Соленоид системы уравновешиванияфиксируют температуру, соответствуюгдую Однофазному состоянию при нулевом значесппт тока,текущего через соленоид.Счособ позволяет определять завнсссьрость плот"ности вещества ог температурьс в состосппси насыщения как для видкоси, ик и дгя пара с Высскоиточностью.На фнт с ПрИВЕдона СхеМа ПОЯСНЯЮщаЯ Осуществление способа; на фиг. 2 - график зависимоеги плотности вещества от, температуры в состояссии насыщеися., Способ осуществляется следующим образом.Герметизируемый вытянутьси сосуд 1 имеющий Отверстие дпя заполнения исследуемым веществом, представляет собой коромысло весов, Сэтой целью его устанавлнвасот на опоры 2. К ков:цампустого сосуда укрепляют плунжеры датщска перемещения 3 и соленоида 4, Сосуд уравиовешивают вположении, отличном на несколько градусов отГоризОнтальнОго, ПО показаниям датчика пере.мещения это пОлоеие фиксирусот, Затем сосудзакрепляют в таком положении внутри термоста.та 5 и нагревасот его, нри этом измеряют показаниядатчика перемещения в зависимости от температуры (горячая тарировка датчика перемещения),Измерения температуры пройзводят с помощькдатчика 6 температуры, Такой процедурой учитывают удлинение нити подвеса плунжера датчикаперемещения. Затем сосуд заполняют некоторыммалым количеством исследуемого вещества в жидком состоянии, массу которого определяют взве.шиванием сосуда до и после заполнения, и устанавливают на опоры в термостате. При этом сосуднаклоняют так, чтобы вся жидкость сосредоточилась у конца, связанного с тягой плунжера датчика перемещения, Затем увеличивают величинутока в обмотке соленоида до тех пор, пока показания датчика перемещения соответствуют перво.начальному положению сосуда. Далее медленноповышаюс температуру. При этом ззсдкость внутри 5 10 И 20 25 3 35 4 О сосуда постепенно испаряется, а сосуд стремится изменить свое положение, Путем уменьшения величины тока в обмотке соленоида это положение сохраняют. Тем самьсм в процессе нагрева сосуд держат неподвижно в первоначальном положении, учитывая горячую тарировку датчика перемещения. При определенной температуре величина тока в обмотке соленоида становится равной нулю. Это свидетельствует о том, что вещество внутри сосуда находится в однофазном состоянии, что соответствует состоянию насыщения. Температуру при нулевом значении тока в обмотке соленоида фикси. руют. По известной массе загруженного вещества и внутреннему Объему сосуда, который определяют предварительно, взвешиванием пустого и эайол. ценного тарировочной жидкостью сосуда, с учетом поправок ив тепловое расширение материала сосу. да, определяют плотность исследуемого вещества в состоянии насыщения. Затем производят увели чдпте массы вещества путем добавления некоторого количества и процедуру нагрева повторяют. Можно замеппь, что: температура насыщения с увеличением массы загруженного вещества и плот ности растет, а при достижении определенной велищпсьс начинает уменьшаться (см.фиг.2), Максималь. ная температура представляет собой критическую температуру Ткр, а соответствующая ей плотность - критическую плотность исследуемого вещества ркр. При массах меньше массы, соответствующей критическому состоянию (критической массы) получают зависимость плотности пара от темпе. ратуры в состоянии насыщения, например р, ири Т,. При массах больше критической расощрение вещества с ростом температуры является доминирующим, и ток в обмотке соленоида принимает нулевое значение при такой температуре, при которой весь объем сосуда будет занят жидкостью, например р при Т, Таким Образом определяют зависимость плотности как яидкости, так и пара в состоянии насыщения и максимально приближаются к значению критической плотности и температуры,Формула изобретенияСпособ определения зависимости плотности жид кости и пара от температуры в состоянии насьпцения путем последовательного нагрева возрастающих порций исследуемого вещества в герметизируемом вытя. нутом сосуде весовым методом, слежения за тем. пературой исследуемого вещества и расчета плот. ности, отличающийся тем, что, сцельюповы. шения точности и достоверности измерений, указанный сосуд предварительно уравновешивают в положении, отличном от горизонтального, частично заполняют его исследуемым веществом и нагревают, поддерживая неподвижным в первоначальном положении пропусканием тока через соленоид системы уравновешивания, и фиксируют температуру, соответствующую однофазному состояниюитель А. Волковред Н. Андре йчук дактор О. Стени Корре. Власен аз 328 Подписное ета Совета Министров ССЦННН 1 нй и открытий ушскав наб., д. 4/5 пиал 1 ПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 при нулевом значении тока, текущего через соле.ноид.Источники информации, принятые во вниманиепри зкспертизе:1. Ятопе .Р Ечипя С.Т., Ярапп В., Бтеи" Тираж 1101 Государственного к ао делам изобре 113035, Москва, Ж