SU1075119A1 - Способ определени в зкости газов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ГАЗОВ, заключающийс  в том, что капилл р заполн ют исследуемым газом и о в зкости суд т по его перемещению в капилл ре, отличающийс  тем, что, с целью расширени  температурных пределов измерений и обеспечени  безопасности в процессе проведени  измерений за счет исключени  необходимости использовани  ртути, перпендикул рно к оси капилл ра накладывают тепловой поток, возрастающий по величине во времени, измер ют его величину и разность температур в газе перпендикул рно к оси капилл ра в момент возникновени  конвекции исследуемого газа , а о в зкости суд т по данной разности температур и величине теплового потока. с

Description

О1 Изобретение относитс  к измерени м теплофизических свойств газообразных веществ и может быть использовано дл  научных лабораторных исследований свойств газов и газовых смесей в широком дианазоне температур и давлений, а также дл  анализа качества сырь , готовой продукции и отходов на химико-технологических предпри ти х . Известен способ определени  в зкости газов, согласно которому исследуемый газ протекает через капилл р, а дл  создани  разности давлений на его концах используетс  ртутный насос. Капилл р заполн етс  исследуемым газом в горизонтальном положении . Далее капилл р и трубку со ртутью быстро перевод т в вертикальное положение, при этом ртуть в трубке опускаетс  под действием собственной массы, заставл   газ течь через капилл р. Дл  определени  в зкости нужно знать размеры капилл ра и объем газа, протекающего через него за единицу времени 1. Однако использование в вискозиметрах ртути ограничивает температурнЕ ю пределы измерени  в зкости, так как при высоких температурах начинает сильно расти и становитс  значительной по абсолютной величине упругость паров ртути, что оказывает заметное вли ние на точность измерений , а при температуре - 38, 83 С ртуть замерзает , и измерени  в зкости при более низких температурах становитс  невозможными . Использование ртути усложн ет конструктивную реализацию способа измерени , требует дополнительных мер безопасности при проведении опытов, а при повыщенных температурах создает опасность заражени  окружающей среды парами ртути. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ, заключающийс  в том, что капилл р заполн ют исследуемым газом и о в зкости суд т по его перемещению. Перемещение газа осуществл ют с помощью трубки, заполненной и соединенной с капилл ром 2. Использование ртути также существенно ограничивает температурные пределы измерени  и приводит к заражению окружающей среды парами ртути. Целью изобретени   вл етс  расщирение температурных пределов измерений и обеспечение безопасности в процессе проведени  измерений за счет исключени  необходимости использовани  ртути. Цель достигаетс  тем, что согласно способу опредени  в зкости газов, заключающемус  в заполнении капилл ра исследуемым газом и определении в зкости по его перемещению в капилл ре, перпендикул рно к оси капилл ра накладывают тепловой поток, возрастающий по величине во времени , измер ют его величину и разность температур в газе перпендикул рно к оси капилл ра в момент возникновени  конвекции исследуемого газа, а о в зкости суд т по данной разности температур и величине теплового потока. На чертеже изображена схема установки, осуществл ющей предлагаемый способ. Установка содержит капилл р 1, помеп1епную внутрь нее металлическую проволоку ,2 с потенциальными отводами 3, наружный термометр 4 сопротивлени , источник 5 питани  и магазин 6 сопротивлени . Металлическа  проволока  вл етс  одновременно нагревателе.м и термометром сопротивлени . Дл  опредени  температуры наружной стенки капилл ра служит платиновый наружный термометр 4 сопротивлени , навитый на капилл р снаружи и имеющий свою измерительную схему (не показано ) Исследуемый газ находитс  в капилл ре между его стенкой и проволокой. Тепловой поток проходит от проволоки радиально через вещество. Капилл р помещаетс  в автоклав, в который подаетс  исследуемое вещество и который в свою очередь раз.мещаетс  в термостате с заданной температ рой опыта. В процессе проведени  эксперимента измер ютс  ток в цепи проволоки {I), падение напр жени  на измерительном участке АВ проволоки (U), температура проволоки 1 f(R -j), Де R - сопротивление проволоки, температура наружной стенки капилл ра Tj. Коэффициент теплопроводности исследуемого газа вычисл етс  по формуле д waл4 , (,) 2Si-L-&r где W IU - выдел е.ма  проволокой мощность теплового потока; dg -внутренний диаметр капилл ра; dj -диаметр проволоки; L .- длина измерительного участка АВ; T Tj-Tj-pa3HOCTb температур в слое Далее с по.мощью магазина сопротивлени  измен етс  ток в цепи проволоки, а значит, и мощность теплового потока, выдел емого ею. Снова вычисл етс  коэффициент теплопроводности по формуле (1). Цри некотором значении мощности теп„1ового потока коэффициент теплопроводности начинает возрастать, так как в слое газа начинаетс  конвекци . Измер ема  при этом разность температур (лТ) св зана с коэффициентом кинематической в зкости через число Реле  D п Р -(ja-AT Y ,9п Каир Up-4- 5 -,--,(Z)) ле Накр число Реле  в начальной стадии возникновени  конвекции; Gf -число Грасгофа; PJ, - число Црандтл ; ,- dj - толщина сло  исследуемого газа; -коэффициент объемного расширени ; У - коэффициент кинематической в зкости; а - коэффициент температуропроводности; 5 -ускорение сободного падени . При этом а с, (3), где с и /, соответственно теплоемкость и плотность газа. Вычисл   коэффициент температуропроводности а дл  момента возникновени  конвенции , использу  формулу (1) дл  вычислени  коэффициента теплопроводности Л, находим коэффициент кинематической в зкости У Y :L (4) Число - безразмерна  величина, значение которой дл  данного устройства посто нно и может быть определено в предварительных опытах с хорошо изученными газами, например, воздухом или аргоном. При расчетах коэффициента в зкости должна быть учтена поправка на перепад температур в стенке капилл ра. Дл  определени  коэффициента кинематической в зкости воздуха, например при 293К и толщине исследуемого сло  ( мм, тепловой поток W 0,1 Вт, а разность температур в слое составит 32К. Подставл   эти величины и константы (Какр 1000) в приведенную формулу, получаем Y 16,1-10 (5) Техническим преимуществом изобретени  по сравнению с известным устройством  вл етс  расширение температурного интервала измерений коэффициентов в зкости газов, что позвол ет получить на одной установке гораздо больще достоверной экспериментальной информации о свойствах газов . Кроме того, отказ от применени  ртути устран ет возможность заражени  окружающей среды ее парами, которые оказывают вредное вли ние на здоровье человека.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ГАЗОВ, заключающийся в том, что капилляр заполняют исследуемым газом и о вязкости судят по его перемещению в капилляре, отличающийся тем, что, с целью расширения температурных пределов измерений и обеспечения безопасности в процессе проведения измерений за счет исключения необходимости использования ртути, перпендикулярно к оси капилляра накладывают тепловой поток, возрастающий по величине во времени, измеряют его величину и разность температур в газе перпендикулярно к оси капилляра в момент возникновения конвекции исследуемого газа, а о вязкости судят по данной разности температур и величине теплового потока.