Устройство для измерения температурной депрессии раствора

пп 783662 Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 100576 (21) 2355946/18-25с присоединением заявки Нов(51)М. Кл 301 И 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 30,11.80, Бюллетень М 44 Дата опубликования описания 301180(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕПРЕССИИ РАСТВОРА. Изобретение относится к лабораторным приборам и аппаратам, используемым для определения температурной депрессии раствора путем измерения и сопоставления температуры его кипения и температуры насыщения равновесного с этим раствором пара, и может быть применено в физико-химических лабораториях научно-исследовательских институтов и в заводских лабораториях пред 10 приятий химической промышленности, цветной металлургии и пищевой проиыиленности.Известны устройства для изучения равновесия между кипящей жидкостью 15 и выделяющимся из нее паром. Такие устройства содержат корпус, соединенный патрубками с конденсатором, нагреватель и термодатчик для измерения температуры кипения раствора 1). В 20 этих устройствах при измерении температуры кипения раствора термодатчик помещают непосредственно в кипящий раствор в область развитого кипения. Однако известно, что вскипающий раствор не мгновенно приходит в равновесие с выделяющимся иэ него паром. В кипящей жидкости в течение некоторого времени имеет место неравновесный перегрев жидкости. Следовательно, по казания термодатчика, установленного в кипящем растворе, могут значительно отличаться от температуры полностью прокипевшего раствора и достигшего равновесия с выделившимся из него паром, т.е. от истинной температуры кипения раствора.Другой недостаток этих устройств заключается в том, что температуру насыщения выделяющегося иэ кипящей жидкости пара не измеряют термодатчиком, а определяют по величине давления пара под поверхностью кипящей жидкости,Такой способ сложен, неточен, и неудобен, особенно при необходимости проведения экспресс-измерений,Ближайшим техническим решением является устройство для исследования температуры пара кипящих растворов (2. Оно имеет корпус, соединенный в верхней и нижней части патрубками с конденсатором, установленный по оси корпуса нагреватель, термодатчик для измерения температуры пара, установленный на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с конденсатором.В этом устройстве термодатчик для измерения температуры кипения раствора также помещен непосредственно в кипящий раствор в область развитогокипения, Такое размещение термодатчикане гарантирует достоверности измерений;, так как показания его могут значИтельно стличаться от температурыполностью прокипевшего раствора, достигшего равновесия с выделившимся изнего паром.Другой недостаток устройства, принятого за прототип, состоит в следующем,Известно, что выделяющийся из раст-Овора пар, как правило, является перегретым, т.е. имеет температуру, превышающую температуру его насьщения.Поэтому в рассматриваемом устройстветермодатчик, установленный в трубопроводе, отвсдящем пар от кипящего раст- г 5вора в конденсатор, Фиксирует температуру перегретого пара, которая отлйчается от температуры насыщения.Использование показаний такого термодатчика для определения температурной 2 Одепрессии раствора может привести кзначительным погрешностям.Целью настоящего изобретения является повышение достонерности измерений. 25Указанная цель достигается тем,что в корпусе соосно с нигл размещенатарелка-испаритель, соединенная покраю центрального отверстия с циркуляцйонной трубой и снабженная по перифЕрии патрубками для установки термодатчиков, измеряющих температуру кипения раствора, а на патрубке, соединяющем нерхнюю часть корпуса с конденсатором, мехду корпусогл и тергодатчиком установлен дополнительныйхолодильник.Общий нид предлагаемого устройства для измерения температурной депрессии раствора представлен на чертеже.В цилиндрическом корпусе 1, нихняя 40 и верхняя часть которого сообщены патрубками 2 и 3 с конденсатором 4, установлена тарелка-испаритель 5 с центральным отверстием, соединенным по краю с верхним обрезом циркуляционной трубы б. Тарелка-испаритель 5 имеет по периФерии отверстия с укрепленными в них патрубками 7, н которых располагаются термодатчики 8 для измерения температуры кипения раствора, 5 О По наружному краю тарелки-испарителя выполнен выступающий вверх бортик.Внутри циркуляционной трубы б располагаются нагреватель 9 и мешалка 10, приводимая н движение электродвигателег 11. На патрубке 2, сообщающем верхнюю часть корпуса 1 с конденсатором 4 установлен термодатчик 12 для Измерения температуры насыщенного пара, а между термодатчиком 12 и корпусом 1 располоен дополнительный холо дильник 13.В крышке корпуса 1 расположены воронка 14 для заполнения корпуса исследуемым растнором, предохранительный клапан 15 и термодатчик 16 для измерения истинной температуры пара, выделяющегося из кипящего раствора. В нижней части корпуса 1 расположен штуцер17 для отбора проб исследуемого раствора, н днище корпуса 1 - штуцер 18для спорохнения.Кроме того, корпус 1 аппарата снабжен указателем уровня идкости 19.штуцер 20 служит для удаления неконденсирующихся газов из конденсатора4,Устройство работает следующим образом.Через воронку 14 корпус 1 устройства заполняется исследуемым растворомдо уровня, соответствующего верхнемуобрезу патрубков 7. Затеи включаетсянагреватель 9 и электродвигатель 11,вращением пропеллера мешалки 10 раствор в циркуляционной трубе б приво,цится в движение в направлении снизувверх. В конденсатор 4 и дополнительный холодильник 13 подается охлаядающая вода. При дниении вдоль нагревателя 9 раствор нагревается и вскипаетн верхней части циркуляционной трубыб. Кипящий раствор переливается черезкрай циркуляционной трубы б и в видетонкого слоя распределяется по поверхности тарелки-испарителя 5, Приэтом резко возрастает удельная поверхность кипящей жидкости и увеличивается время контакта раствора с выделяюцимся паром. Двигаясь от центрак периФерии тарелки-испарителя 5,раствор прокипает и достигает ранновесия с выделяюцимся из него паром,Прокипевший раствор собирается в желобе по периФерии тарелки-испарителя 5и через патрубки 7 отводится в нижнюючасть корпуса 1 к нижнему образцу циркуляционной трубы б и далее - нагре-.вателю 9, При этом н дренажных пдтрубках 7 постоянно поддерживается уровень раствора по верхнему обрезу и,следовательно, термодатчик 8 постоянно находится н потоке прокипевшегораствора, температуру которого он измеряет,Выделяюцийся из раствора пар через патрубок 2 в верхней части корпуса отводится в конденсатор 4. При прохождении через холодильник 13 этот пар, имеющий температуру выше температуры насыщения, о:лаждаэтся и частично конденсируется, при этом пар становится насыщенным и приобретает температуру насыщения (конденсации). Насыщенный пар омывает термодатчик и поступает затем н конденсатор 4, В конденсаторе 4 пар конденсируется и образуюцийся конденсат через патрубок 3 отводится в нижнюю часть корпуса 1, Это обеспечивает постоянство концентрации исследуемого раствораРавновесная температура кипения раствора измеряется термодатчиком 8, истинная температура выделяющегося783662 Составитель А.В Техред А.Щепанс ковя Корректор М. Кос оляда Редакт Тираж 1019 По НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 13035, Москва, У, Раушская на акаэ 8531 пи СС тент, г. Ужгород, ул. Проектн илиал ПП из раствора пара термодатчиком 16,температура насыщения этого паратермодатчиком 12, Разность измеренныхзначений температуры прокипевшегораствора и температуры насыщения выделяющегося из Раствора цара дает величину температурной депрессии этогораствора. При использовании устройствспособных фиксировать непосредственноразность показаний термодатчиков 8и 12 (например, дифференциальных термопар), величина температурной депрессии может быть определена одним измерением. Наличие штуцера 17 дает возможность одновременно с теплотехническими измерениями взять пробу исследуемого раствора дзтя физико-химического анализа. Наличие отличительных признаков 20 в совокупности с известными обеспечивает повышение достоверности измерений температуры кипения раствора и температуры насыщения выделяющегося из раствора пара и, тем самым, повн шение достоверности измерения температурной депрессии раствора. Это имеет большое значение при проектировании технологического оборудования и определении его производительностиформула изобретенияУстройство для измерения температурной депрессии раствора, содержащее корпус, соединенный в верхней и нижней части патрубками с конденсатором, установленный по оси корпуса нагреватель, термодатчик для измерения температуры кипения раствора и термодатчик для измерения температуры пара, установленный.на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с конденсатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений, в корпусе соосно с ним Размещена тарелка-испаритель, соеди-. ненная по краю центрального отверстия с циркуляционной трубой и снабженная по периферии патрубками для установки термодатчиков, измеряющих температуру кипения раствора, а на патрубке, соединяющем верхнюю часть корпуса с кон. денсатором, между корпусом и термодатчиком установлен дополнительный оодилн.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Коган В,Б. и др, Равновесие между жидкостью и паром. М-Л., Наука, 1966, с. 43.2, Большаков А.Г. и др. О темпера туре пара кипящих растворов. - Научные записки Одесского,политехниче кого института, т. 13, 1959, с. 5,ЮРА 7