CN108828137A

CN108828137A - 一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法与装置

Info

Publication number: CN108828137A
Application number: CN201810355790.3A
Authority: CN
Inventors: 马旭; 杨双春; � 潘; 潘一
Original assignee: Liaoning Shihua University
Current assignee: Liaoning Shihua University
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2018-11-16

Abstract

本发明涉及一种气体压缩系数的实验装置，具体涉及一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法与装置。它是由待测气体瓶，进气阀，升降台，第一控制阀，第一气体容器，第二控制阀，第二气体容器，第一控制面板，第二控制面板，第三控制阀，第四控制阀，真空泵，刻度尺，实验台，流量传感器，第一温度传感器，第一压力传感器，第二压力传感器，第二温度传感器，按钮一，按钮二，按钮三，显示屏一，显示屏二，显示屏三，按钮四，按钮五，显示屏四，显示屏五组成。本实验装置可以测量不同气体的压缩因子，还可以简单并准确地测量气体总摩尔数。本实验装置流程操作简单，易于实现。

Description

一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法与装置

技术领域

本发明是一种用于计算气体压缩因子的实验装置，一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法与装置。

背景技术

凡在气体流量的计算中必然要考虑压缩系数。在压力不太高、温度较高、密度较小的参数范围内，按理想气体计算能满足一般工程计算精度的需要，使用理想气体状态方程就可以了，此时压缩系数等于1。但是在较高压力、较低温度或者要求高准确度计算，需要使用实际气体状态方程，在计量气体流量时由于要求计算准确度较高，通常需要考虑压缩系数。

发明内容

针对上述问题，本发明专利提供一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法与装置，可达到更好的实验目的，更真切的了解对气体压缩因子的计算与测量。可以动手操作整个实验过程，既可对气体压缩因子的计算过程形成直观印象，又能对其原理理解的更透彻，记忆更深刻。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：实验台分为上下两层，安装在实验台上层的有：待测气体容器装置、第一气体容器装置、第二气体容器装置，其中待测气体容器装置由待测气体瓶（1）、进气阀（2）、升降台（3）组成，第一气体容器装置由第一气体容器（5）、第一控制面板(8),组成，第二气体容器装置由第二气体容器（7）、第二控制面板（9）组成，真空泵（12）安装在实验台的下层；待测气体瓶（1）与第一气体容器（5）之间连有第一控制阀（4），第一气体容器（5）与第二气体容器（7）之间连有第二控制阀（6），真空泵（12）的一端通过第三控制阀（10）与第二气体容器（7）相连接，真空泵（12）的另一端通过第四控制阀（12）与第一气体容器（5）相连接；待测气体容器装置位于实验台上层的左侧，第一气体容器装置位于实验台上层的中间，第二气体容器装置位于实验台上层的右侧；待测气体容器装置由升降台（3）、待测气体瓶（1）、刻度尺（13）和进气阀（2）组成，待测气体瓶（1）的高度位置可由升降台（3）进行控制，根据升降台（3）上的刻度尺（13）将待测气体瓶（1）调节到合适的高度位置；第一气体容器装置由第一气体容器（5）、第一控制面板（8）组成，第一气体容器（5）上装有流量传感器（15）、第一温度传感器（16）、第一压力传感器（17），传感器可将参数值显示到第一控制面板（8）的显示屏上；第二气体容器装置由第二气体容器（7）、第二控制面板（9）组成，第二气体容器装置上装有第二压力传感器（18）、第二温度传感器（19），传感器可将参数值显示到第二控制面板（9）的显示屏上；真空泵（12）的一端通过第三控制阀（10）与第二气体容器（7）相连接，真空泵（12）的另一端通过第四控制阀（11）与第一气体容器（5）相连接。

本发明专利的优点：真实气体是为了区别于理想气体而引人的。真实气体占有一定空间，分子之间存在作用力，因此真实气体性质与理想气体性质就有偏离。压缩因子就是反映这种真实气体对理想气体的偏离程度大小。在温度比临界温度高的多、压力很小时，偏离不太显著；反之偏离就很显著。本实验装置配有升降台，可以根据实验要求对待测气体瓶的高度进行调节；气体流量、温度、压力等参数通过传感器将数据传到显示屏上，让采集实验数据变得更加精准、快捷、方便；通过本装置可以简单并准确地计算气体总摩尔数；本实验装置流程操作简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明专利实验装置整体示意图。

图1中，1待测气体瓶，2进气阀，3升降台，4第一控制阀，5第一气体容器，6第二控制阀，7第二气体容器，8第一控制面板，9第二控制面板，10第三控制阀，11第四控制阀，12真空泵，13刻度尺，14实验台。

图2为本发明专利实验装置内部示意图。

图2中，15流量传感器，16第一温度传感器，17第一压力传感器，18第二压力传感器，19第二温度传感器，20按钮一，21按钮二，22按钮三，23显示屏一，24显示屏二，25显示屏三，26按钮四，27按钮五，28显示屏四，29显示屏五。

具体实施方式

为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明专利中的附图，对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图所示，实验模型由待测气体瓶（1），进气阀（2），升降台（3），第一控制阀（4），第一气体容器（5），第二控制阀（6），第二气体容器（7），第一控制面板（8），第二控制面板（9），第三控制阀（10），第四控制阀（11），真空泵（12），刻度尺（13），实验台（14），流量传感器（15），第一温度传感器（16），第一压力传感器（17），第二压力传感器（18），第二温度传感器（19），按钮一（20），按钮二（21），按钮三（22），显示屏一（23），显示屏二（24），显示屏三（25），按钮四（26），按钮五（27），显示屏四（28），显示屏五（29）组成。

实验时，根据刻度尺（13）的刻度将位于升降台（3）上的待测气体瓶（1）调整到合适高度，打开进气阀（2）后将被测气体通入待测气体瓶（1），当待测气体瓶（1）中气体足够时关闭进气阀（2），通过第一控制面板（8）可以得知第一气体容器（5）中气体的压力、温度以及体积流量，打开第三控制阀（10）与第四控制阀（11），真空泵（12）将第一气体容器（5）与第二气体容器（7）抽空后关闭第三控制阀（10）与第四控制阀（11），打开第一控制阀（4），将待测气体瓶（1）中的气体通入第一气体容器（5），当第一气体容器（5）中压力稳定时，此时其中的气体达到热平衡状态，轻轻打开第二控制阀（6），使气体从第一气体容器（5）流到第二气体容器（7），直到第二气体容器（7）中压力为一个大气压时，关闭第二控制阀（6），当第一气体容器（5）和第二气体容器（7）都达到热平衡时，此时处于压力稳定状态，通过第二控制面板（9）可以得知第二气体容器（7）的压力和温度，进而根据理想气体状态方程计算出进入第二气体容器（7）的气体摩尔数，打开第三控制阀（10）与，真空泵（12）将第二气体容器（7）抽空后关闭第三控制阀（10），轻轻打开第二控制阀（6），使气体从第一气体容器（5）流到第二气体容器（7），直到第二气体容器（7）中压力为一个大气压时，关闭第二控制阀（6），当第一气体容器（5）和第二气体容器（7）都达到热平衡时，此时处于压力稳定状态，通过第一控制面板（8）和第二控制面板（9）可以得知两容器的压力和温度，进而根据理想气体状态方程计算出进入第二气体容器（7）的气体摩尔数，重复上面相同的操作，直至第一气体容器（5）中压力达到一个大气压，通过第一控制面板（8）可以得知第一气体容器（5）的压力和温度，进而根据理想气体状态方程计算出第一气体容器（5）中的气体摩尔数，计算出的气体摩尔数加上之前每次达到热平衡状态下的第二气体容器（7）中的气体摩尔数即为总的气体摩尔数，由于已知待测气体瓶通入第一气体容器的被测气体的压力控制为500帕斯卡，又由于之前通过第一控制面板（8）得知第一气体容器（5）中气体的温度以及体积流量，进而可以算出被测气体的压缩因子。

Claims

1.一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法，方法中采用的装置包括：待测气体瓶（1），进气阀（2），升降台（3），第一控制阀（4），第一气体容器（5），第二控制阀（6），第二气体容器（7），第一控制面板（8），第二控制面板（9），第三控制阀（10），第四控制阀（11），真空泵（12），刻度尺（13），实验台（14），流量传感器（15），第一温度传感器（16），第一压力传感器（17），第二压力传感器（18），第二温度传感器（19），按钮一（20），按钮二（21），按钮三（22），显示屏一（23），显示屏二（24），显示屏三（25），按钮四（26），按钮五（27），显示屏四（28），显示屏五（29），其特征在于，实验台分为上下两层，安装在实验台上层的有：待测气体容器装置、第一气体容器装置、第二气体容器装置，其中待测气体容器装置由待测气体瓶（1）、进气阀（2）、升降台（3）组成，第一气体容器装置由第一气体容器（5）、第一控制面板(8),组成，第二气体容器装置由第二气体容器（7）、第二控制面板（9）组成，真空泵（12）安装在实验台的下层；待测气体瓶（1）进气阀（2），升降台（3）位于实验台上层的左侧，第一控制阀（4），第一气体容器（5），第二控制阀（6），第一控制面板（8），位于实验台上层的中间，第二气体容器（7），第二控制面板（9）位于实验台上层的右侧，真空泵(12)两端分别与第一气体容器（5）、第二气体容器（7）相连接，第一气体容器装置上装有流量传感器（15）、第一温度传感器（16）、第一压力传感器（17），传感器可将参数值显示到第一控制面板（8）的显示屏上；第二气体容器装置上装有第二压力传感器（18）、第二温度传感器（19），传感器可将参数值显示到第二控制面板（9）的显示屏上，第一控制面板（8）上装有按钮一（20）、按钮二（21）、按钮三（22）、显示屏一（23）、显示屏二（24）、显示屏三（25），第一控制面板（9）上装有按钮四（26）、按钮五（27）、显示屏四（28）、显示屏五（29），待测气体瓶（1）与第一气体容器（5）之间连有第一控制阀（4），第一气体容器（5）与第二气体容器（7）之间连有第二控制阀（6），真空泵（12）的一端通过第三控制阀（10）与第二气体容器（7）相连接，真空泵（12）的另一端通过第四控制阀（11）与第一气体容器（5）相连接，实验之前所有控制阀均处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法，其特征在于，待测气体瓶的高度位置可由升降台进行控制，根据升降台上的刻度尺将待测气体瓶调节到合适的高度位置。

3.根据权利要求1所述的一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法，其特征在于，在实验之前，需保证待测气体瓶为真空。

4.根据权利要求1所述的一种可控升降用于测定气体压缩因子的方法，其特征在于，待测气体瓶通入第一气体容器的被测气体的压力控制为500帕斯卡。