SU1089495A1 - Способ определени координаты фазового перехода жидкость-твердое вещество и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ определени  координаты фазового перехода жидкостьтвердое вещество, заключающийс  в измерении количества индикаторной . жидкости или газа внутри помещенного в исследуемое вещество эластичного сосуда и определении по этому количеству координаты фазового перехода , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  анализа веществ, не измен ющих плотности при фазовом переходе, перед измерением количества индикаторной жидкости или газа сжимают эластичный сосуд, а затем подают внутрь эластичного сосуда индикаторную жидкость или газ до восстановлени  его первоначальной формы в зоне жидкой фазы исследуемого вещества и измер ют количество поступившей в эластичный сосуд индикаторной жидкости или газа. 2, Устройство, содержащее трубку, эластичный сосуд и измеритель количества индикаторной жидкости или газа, отличающеес с тем, что оно снабжено тарированной ® емкостью и клапанным узлом, трубка (Л выполнена перфорированной и установлена внутри эластичного сосуда ,а тарированна  емкость сообщена с измерителем количества индикаторной жид- д кости или газа и через клапанный узел - с трубкой. 00 со со СП

Description

Изобретение относитс  к теплофи зическим измерени м и может быть испо зовано при исследовании фазового пер хода жидкость - твердое вещество. Известен способ определени  коо динаты фазового перехода жидкость твердое вещество, основанный на  в лений отражени  ультразвуковых колебаний на границе раздела сред с разными волновыми сопротивлени ми , согласно Которому на исследуе1мую среду воздействуют ультразвуко регистрирую отраженную звуковую волну и по дифракции или интерференции звуковых колебаний в массе вещества определ ют границу фаз Cl Известно устройство, реализующее данный способ, содержащее источник излучени , регистратор отраженного сигнала, узел сравнени  и регистрирующий прибор С23. Недостатком данных способа и устройства  вл етс  то, что в веществах , не измен ющих своей плотности при фазовом переходе, дол  отраженной энергии на границе раздела фаз мала, что приводит к низкой их чувствительности. Кроме того, при исследовании ве ществ, наход щихс  в сосудах с внутренними перегородками, выступа ми и другими конструктивными элеме тами, отражение звуковой волны от конструктивных элементов снижает достоверность измерени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ определени  координаты фазового перехода жид кость - твердое вещество, заключающийс  в измерении количест ва индикаторной жидкости или газа внутри помещенного в исследуемое вещество эластичного сосуда и определении по этому количеству координаты фазового перехода. Известный способ примен етс  дл  измерени  глубины промерзани  и оттаивани  грунтов и реализуетс  в устройстве , содержащем трубку с водой, элас тичный сосуд и измеритель количества индикаторной жидкости или газа. По мере промерзани  грунта вода, наход ща с  в трубке, замерзает, что увеличивает ее объем и вытесн ет из эластичного сосуда соответствующее количество индикаторной жи кости, по которому определ ют коорд нату фазового перехода СЗЗ. Недостатком известных способа и устройства  вл етс  невозможность проводить измерени  в веществах, не измен ющих своей плотности при фазовом переходе. Цель изобретени  - обеспечение анализа веществ, не измен ющих пло ности при фазовом переходе. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество, заключающемус  в измерении количества индикаторной жидкости или газа внутри помещенного в исследуемое вещество эластичного сосуда и определении по этому количеству координаты фазового перехода, перед измерением количества индикаторной жидкости или газа сжимают эластичный сосуд, а затем подают внутрь эластичного сосуда индикаторную жидкость или газ до восстановлени  его первоначальной формы в зоне жидкой фазы исследуемого вещества и измер ют количество поступившей в эластичный сосуд индикаторной жидкости или газа. Устройство дл , определени  координаты фазового перехода жидкость твердое вещество, содержащее трубку, эластичный сосуд и измеритель количества индикаторной жидкости или газа , снабжено тарированной емкостью и клапанным узлом, трубка выполнена перфорированной и установлена внутри эластичного сосуда, а тарированна  емкость сообщена с измерителем количества индикаторной жидкости или газа и через клапанный узел - с трубкой . Поскольку твердое вещество преп тствует восстановлению первоначальной формы эластичного сосуда, количество индикаторной жидкости или газа, вместившеес  в эластичный сосуд, однозначно определ ет, на какой длине эластичный сосуд окружен жидкой фазой исследуемого вещества, т.е. координату фазового перехода жидкость - твердое вещество. При дренировании индикаторной жидкости или газа из эластичного сосуда последний под действием внешнего давлени  снова сжимаетс , принима  исходное положение дл  последую щего измерени , что дает возможность проводить измерени  многократно по мере перехода вещества в жидкое или твердое состо ние. Предлагаемый способ осуществл ют при исследовании процесса отвердевани  и расплавлени , например, парафина в цилиндрической металлической емкости диаметром 2 м при изменении температуры окружающей среды в диапазоне 50 - (т.пл. парафина 35°сД, Дл  чего в емкость с жидким парафином ввод т закрытую с одного конца тефлоновую трубку диаметром 4 мм и длиной 1 м, надувают емкость до избыточного давлени  (1 кгс/см и этим давлением сжимают тефлоновую трубку. Затем сообщают трубку с уровнемером , заполненным водой под избыточным давлением 1,1-1,3 кгс/см, подают в тефлоновую трубку воду и с помощью уровнемера измер ют количество воды, вместившейс  в трубку. Тефлонова  трубка под действием давлени  воды восстанавливает свою форму в зоне жидкого парафина, в зоне отвердевшего парафина последний удерживает трубку в сжатом состо нии . По тарировочному графику, зна  количество поступившей в трубку воддл , определ ют координату фазового перехода, после чего дренируют воду из трубки, при этом трубка оп ть сжимаетс .

Измерени  координаты фазового перехода производ т многократно по мере отвердевани  и расплавлени  всей массы парафина в емкости.

Устройство дл  определени  координаты фазового перехода жидкость твердое вещество представлено на чертеже .

Устройство состоит из жесткой перфорированной трубки 1, установленной внутри эластичного сосуда 2, тарированной емкости 3, клапанного узла 4 и измерител  5 количества индикаторной жидкости или газа. Устройство устанавливают в емкость 6 с исследуемым веществом 7.

Измерение координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество производ т следующим образом.

Под действием давлени  исследуемого вещества 7 эластичный сосуд 2 сжимаетс  вокруг трубки 1. В зто врем  клапанный узел 4 сообщает трубку 1 с дренажной полостью. Емкость 3 через клапанный узел 4 зар жаетс  до необходимого давлени  индикаторной жидкостью или газом. Дл  измерени  емкость 3 через клапанный узел 4 сообщаетс  с трубкой 1.

Если при этом исследуемое вещество находитс , например, на участке а--5 в жидкой фазе, а на участке 6 - и в твердой фазе, то эластичный сосуд 2 на участке « - 5 под действием давлени  индикаторной жидкости Или газа принимает первоначальную |форму, вытесн   жидкую фазу исследу:ёмого вещества,а на участке € -в остаетс  сжатым,ограниченным твердо фазой исследуемого вещества. Количево индикаторной жидкости или газа, поступившей в сосуд 2, завис щее от соотношени  длин участков «-5 и S - в , регистрируетс  измерителем 5.

Технико-экономическа  эффективность предлагаемых способа и устройства состоит в том, что по сравнению с базовым объектом они обеспечивают измерение координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество любых веществ, в том числе не измен ющих своей плотности при фазовом переходе. Предлагаемое устройство за счет перфорации жесткостей трубки позвол ет вести измерени  независимо от направлени  расплавлени  или отвердевани  ( от стенки емкости или из массы вещества ) , что создает дополнительные преимущества перед известным, не обеспечивающим измерени  при оттаивании воды в нижней части устройства так как лед на  пробка в верхней его части пережимает эластичную трубку, преп тству  перетеканию индикаторной жидкости.

Claims (2)

1. Способ определения координаты фазового перехода жидкостьтвердое вещество, заключающийся в измерении количества индикаторной · жидкости или газа внутри помещенного в исследуемое вещество эластичного сосуда и определении по этому количеству координаты фазового пере хода, отличающийся тем, что, с целью обеспечения анализа веществ, не изменяющих плотности при фазовом переходе, перед измерением количества индикаторной жидкости или газа сжимают эластичный сосуд, а затем подают внутрь эластичного сосуда индикаторную жидкость или газ до восстановления его первоначальной формы в зоне жидкой фазы исследуемого вещества и измеряют количество поступившей в эластичный сосуд индикаторной жидкости или газа.

2. Устройство, содержащее трубку, эластичный сосуд и измеритель количества индикаторной жидкос ти или газа, отличающееся тем, что оно снабжено тарированной емкостью и клапанным узлом, трубка выполнена перфорированной и установлена внутри эластичного сосуда ,а тарированная емкость сообщена с измерителем количества индикаторной жидкости или газа и через клапанный