Способ определения линии насыщения жидкостей

, д ц С 01 Я 2 го ТЕН ЛЬСТИ влов П высок 109.лю ственнцй комитет ссс 1елдм изоьретений и отнеытиПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСМОМУ СВИДЕ(72) П.А,Павлов и Г.Б.Оконишников (71) Отдел Физико-технических проблем энергетики Ордена Октябрьской Революции уральского научного центраАН СССР(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНИИНАСЫЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ путем нагреваодиночными импульсами и измерениятемпературы вскипания жидкости в:зависимости от давления, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности определения и сокращения времени измерения, часть жидкости, находящейся внутри или награнице нагреваемого обьема, нагревают импульсами с длительностьюменьшей или равной 01 длительностиимпульсов, вызывающих нагрев всеймассы жидкости.Изобретение относится к исследованию фазовых равновесий жидкость-пар и представляет собой усовершенствование техники измерения линии насьпения жидкостей. 5Известен способ определения линии насьпцения по методу точек кипения, измеряемых при заданных величинах внешнего давления, в котором равновесную температуру жидкости, нагретой до кипения, определяют по температуре ее конденсирующихся паров 113 .Недостатками данного способа являются большие инерционность системы, не позволяющая проводить измерения 15 за время С 1 с, расход исследуемой жидкости (1 мл), особенно в случае протекания в пей химических реакций.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ 20 определения температуры вскипания жидкости, в котором используют импульсный нагрев жидкости с помощью проволочного нагревателя, являющегося одновременно датчиком температуры 15 жидкости, регистрирующейся по изменению сопротивления нагревателя в момент появления в жидкости паровых пузыр ей2 3.Недостатками данного способа являются систематическое завышение тем-пературы вскипания за счет перегреважидкости; значительный объем исследуемой жидкости (10 мл), имеющей контакт с металличесикими поверхностями,35что усложняет исследование химическинестойких и реакционноспособных жид.костей.Цель изобретения - увеличение точности определения и сокращение време ни измерения,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определения линии насыщения жидкости путем нагреваодиночными импульсами и измерения тем-.45пературы вскипания жидкости в зависимости от давления, часть жидкости,находящейся внутри или на границе нагреваемого обьема, нагревают импульсами с длительностью меньшей или равной 0,1 длительности импульсов, вызывающих нагрев всей массы жидкостиВ предлагаемом способе жидкостьнагревают пропусканием через электрический нагреватель сдвоенных импульсов тока разной амплитуды и длительности. Амплитуду более короткого .импульсапопбипают так, чтобы инициировать зародьппеобразование пара на поверхности нагревателя, В течение следующего за ним одного греющего импульса, имеющего большую длительность, измеряют температуру жидкости вблизи нагревателя по изменению его сопротивления. Сдвоенные импульсы повторяют с интервалом времени, достаточным для тепловой релаксации после греющего импульса и конвективного перемешивания жидкости в случае замены исследуемой порции. При этом амплитуду основного импульса увеличивают до тех пор, пока не будет обнаружен рост пузырьков на поверхности нагревателя.На чертеже представлено устройство для определения линии насыщения жидкости, поясняющее предлагаемый способ.Устройство содержит ампулу 1 с исследуемой жидкостью 2, по форме соответствующую контуру помещенного внутрь нагревателя - зонда температуры жидкости 3 с его токоподводами. Ампула 1 помещена в камеру, подключенную к системе создания и измерения внешнего гидростатического давления4. Камера, в которой помещена ампула 1 с исследуемой жидкостью 2, имеет два оптических окна, над одним из которых расположена лампа-вспьппка 5, а над другим - микроскоп б и/или фото- регистратор.Система нагревания состоит из генератора 7 сдвоенных импульсов электрического тока, подключенного на вход моста 8 сопротивлений, одним из плеч которого является нагреватель 3, выполняющий одновременно функцию датчи-. ка температуры жидкости. На выход моста 8 подключен усилитель-органичитель 9 и осциллограф 10.Устройство работает следующим образом.Ампулу 1 заполняют исследуемой жидкостью 2 и вводят в нее нагреватель-зонд 3. Внешнее гидростатическое давление на поверхности исследуемой жидкости 2 создается непосредственно подачей в камеру инертного газа или опосредованно через упругий элемент 11. При включении генератора 7 на мост 8 и нагреватель 3 подаются два прямоугольных импульса тока. Длительность основного импульса нагрева выбирают равной времени, требуемому для измерения. температуры кипенияь 1 исследуемой жидкости, например 10 С, а величину его амплитуды - так, что3 1155 бы к концу импульса температура жидкости вблизи нагревателя приближалась к терпературе кипения. Изме- рение температуры жидкости производится по сигналу разбаланса моста 8 с помощью усилителя-ограничителя 9 и осциллографа 10.Длительность импульса, инициирующего зародышеобразование пара, должна быть по крайней мере на порядок 1 О ниже длительности основного импульса нагрева, например 10 "С. При этом его амплитуда должна быть достаточной для того, чтобы создать у проверхности нагревателя нагрев жидкости до температуры )0,9 ее критической температуры, что является необходимым условием образования. зародышей пара. Так как инициирующий импульс налагается на основной импульс нагре-щ ва или предшествует ему, объем жидкости с зародышами пара оказывается внутри значительно большего, но менее нагретого объема. К концу основного импульса нагрева происходит тепловая релаксация инициирующего импуль. са за счет конвекции и температура жидкости вблизи нагревателя увеличивается,.приближаясь к точке кипения. Задний .фронт основного импульса .наг-Зб рева запускает лампу-вспышку 5. При 926 4достижении линии насыщейия на поверхности нагревателя образуются растущие пузыри, регистрируемые выизуально посредством микроскопа 6 и/или с помощью фоторегистратора.Если пузыри не обнаружатся, измере-. ние повторяют, увеличивая амплитуду основного импульса нагрева. С введе-. нием фото- или электроннооптического регистратора начала кипения процесс определения линии насыщения может быть автоматизирован,Предлагаемый способ обеспечивает значительно большую точность измерения точек кипения при заданном давлении пе сравнению с известным1 Х вместо ъ 5 ОХ). Преимуществом предлагаемого способа является сопряжение времени измерения и количества иссле-ф дуемой жидкости, что позволяет анализировать фаэовые равновесия жидкостей в объемах цорядка 0,001 мл за-3время 10 - 10 С. Сокращение времени измерения особенно важно при массовых экспресс-анализах проб. Благодаря - сокращению времени появляется возможность экспериментально определять фазовые равновесия при изучении реакционноспособных и химически вестой" киф жидкостей..Ужгород, ул.Проектная,4 Тираж 897 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, 1 К, Рауш