SU649992A1

SU649992A1 - Device for determining phase transition in a film of solution

Info

Publication number: SU649992A1
Application number: SU762432478A
Authority: SU
Inventors: Игорь Георгиевич Шигарев; Борис Васильевич Тимофеев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2763
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1979-02-28

Description

1one

Изобретение относитс к области исследовани теплофизических свойств растворов , конкретнее к изучению влений фазового перехода в пленках растворов.The invention relates to the study of the thermophysical properties of solutions, more specifically to the study of phase transition phenomena in solution films.

Известно устройство дл изучени фазового перехода в пленке, которую помещают на хорошо теплопровод щую металлическую поверхность 1.A device is known for studying the phase transition in a film, which is placed on a well-conducting metal surface 1.

Ближайшим техническим решением вл етс устройство, содержаш,ее измерительную камеру, котора окружена термоизол цией . Внутрь камеры введен металлический стержень (теплопровод). Та часть стержн , котора находитс вне камеры, соединена с регулируемым источником тепла. Измеритель зоны выпадени кристаллов на стержне позвол ет определить температуру , при которой начинаетс фазовый переход в растворе. В процессе работы раствор непрерывно подаетс в камеру, стержень охлаждаетс до кристаллов. С помощью источника тепла создаетс градиент температуры вдоль стержн . Температура фазового перехода измер етс косвенным путем по высоте, которую занимает зона выпадени кристаллов. Предварительна тарировка позвол ет определить искомую температуру по измеренной высоте зоны кристаллизации .The closest technical solution is a device containing its measuring chamber, which is surrounded by thermal insulation. A metal rod (heat conductor) is inserted inside the chamber. That part of the rod that is outside the chamber is connected to an adjustable heat source. The gauge of the crystal precipitation zone on the rod allows determining the temperature at which the phase transition in the solution begins. During operation, the solution is continuously fed into the chamber, the rod is cooled to crystals. By means of a heat source, a temperature gradient is created along the rod. The phase transition temperature is measured indirectly by the height that the crystal fall zone occupies. Pre-calibration allows you to determine the desired temperature from the measured height of the crystallization zone.

Однако при создании потока раствора в виде пленки на стержне возникают трздности в обеспечении заданной толшины пленки. Кроме того, зазоры между пленкойHowever, when creating a flow of solution in the form of a film on the rod, difficulties arise in providing a given film thickness. In addition, the gaps between the film

и стенками существенно вли ют на формирование температурного пол стержн . Тарировка позвол ет воспроизвести эти услови весьма приближенно, тем самым снижаетс точность определени температурыand the walls significantly affect the formation of the temperature field of the rod. Calibration makes it possible to reproduce these conditions very roughly, thereby decreasing the accuracy of temperature determination.

фазового перехода. Опыты, св занные с протоком раствора через измерительную камерЗ, требуют сравнительно большого количества исследуемого вещества.phase transition. The experiments associated with the solution flow through the measuring chamber require a relatively large amount of the test substance.

Целью изобретени вл етс звеличениеThe aim of the invention is to magnify

точности определени температуры фазового перехода в пленке, сокращение времени эксперимента и расхода вещества.the accuracy of determining the phase transition temperature in the film, reducing the time of the experiment and the consumption of matter.

Поставленна цель достигаетс тем, что теплопровод изготовлен нз жидкого металла , в который помещены термодатчик и мешалка.The goal is achieved by the fact that the heat pipe is made of liquid metal, in which a thermal sensor and a stirrer are placed.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. Оно содержит измерительную камеру 1, окруженную теплоизол ционнымThe drawing shows the proposed device. It contains the measuring chamber 1, surrounded by thermal insulation

экраном 2, жидкий теплопровод 3, контактирующий с источником 4 тепла и пленкой 5 раствора, датчик 6 температуры и магнитную мешалку, состо щую из ферромагнитного сердечника, помещенного в тефлонscreen 2, liquid heat pipe 3, in contact with the heat source 4 and the film 5 of the solution, temperature sensor 6 and a magnetic stirrer consisting of a ferromagnetic core placed in Teflon

7 (мешалка), посто нный магнит 8 (кольцевой ) и двигатель 9 с ведущей шестерней 10.7 (agitator), permanent magnet 8 (ring), and motor 9 with drive gear 10.

Работа устройства заключаетс в том, что заданное количество раствора заливаетс в камеру, жидкий металл, например ртуть, перемешиваетс мешалкой, источник тепла создает необходимый темн нагрева (охлаждени ) ртути. Зеркальна поверхность ртути позвол ет точно фиксировать момент исчезновени последних (по влени первых) кристаллов твердой фазы. Соответствуюш ,а температура определ етс с помош,ью датчика, которым может быть ртутный термометр, термопара или термометр сопротивлени .The operation of the device consists in the fact that a predetermined amount of solution is poured into the chamber, a liquid metal, such as mercury, is stirred by a stirrer, and the heat source creates the necessary dark (heating) mercury. The mercury mirror surface makes it possible to accurately fix the moment of disappearance of the latter (the first occurrence) crystals of the solid phase. The appropriate and temperature is determined by means of a sensor, which can be a mercury thermometer, thermocouple or resistance thermometer.

Высока теплопроводность ртути, а также перемешивание обеспечивают высокую равномерность температуры по объему ртути и пленки. Благодар этому температура может быть зафиксирована непосредственно датчиком.High thermal conductivity of mercury, as well as mixing, provide a high temperature uniformity over the volume of mercury and films. Due to this, the temperature can be fixed directly by the sensor.

Дл опытов потребуетс очень небольшое количество раствора, что особенно суш ,ественно дл исследовани широкого класса растворов, стоимость которых высока или в св зи с дорогосто ш,им сырьем или с большими технологическими затратами на их изготовление.For experiments, a very small amount of solution will be required, which is especially sushi that is essential for the study of a wide class of solutions, the cost of which is high or in connection with expensive materials, raw materials or high technological costs for their manufacture.

В св зи с тем, что температура пленки раствора измер етс в новом устройстве с высокой точностью, в опытах можно использовать большие тепловые потоки по сравнению с аналогичными измерени ми на прототипе. Это сокраш,ает врем экспериментов . Расчеты показывают, что продолжительность одного опыта уменьшаетс с 20 до 5 мин.Due to the fact that the temperature of the film of the solution is measured in a new device with high accuracy, in experiments it is possible to use large heat fluxes as compared to similar measurements on the prototype. This is a contraction, time of experiments. Calculations show that the duration of one experiment is reduced from 20 to 5 minutes.

Большим преимуществом устройства вл етс его применимость дл изучени фазовых превращений в таких тонких пленках , когда поверхностные свойства существенно вли ют на свойства объекта в целом. Например, авторами проведены измерени на модельном устройстве.The big advantage of the device is its applicability for studying phase transformations in such thin films, when the surface properties significantly affect the properties of the object as a whole. For example, the authors carried out measurements on a model device.

В опытах изучались фазовые переходы в концентрированных иодидных комплексных электролитах KJ-HgJ2, при этом установлено , что чем тоньше пленка, тем большие переохлаждени возникают в объекте. В нескольких экспериментах переохлаждение достигало 5-7°К.Phase transitions in concentrated iodide complex electrolytes KJ-HgJ2 were studied in experiments; it was found that the thinner the film, the greater the supercooling occur in the object. In several experiments, the supercooling reached 5–7 ° K.

.,.

Claims

1. A device for determining the phase transition temperature in a solution film containing a measuring chamber with thermal insulation, a heat source and a heat conductor coming from a heat source into the chamber, characterized in that, in order to increase the temperature determination accuracy, reduce the experiment time and substance consumption, A liquid metal filling the chamber, in which a thermal sensor and a stirrer are placed, is used as a heat conductor.

2. A device according to claim 1, characterized in that mercury is used as the liquid metal.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR Author's Certificate No. 307323, cl. G 01N 25/04, 07.23.69.

2. The patent of France, No. 1600403, cl. G 01N, 09.09.70.