RU2572066C1 - Способ создания многокомпонентной газовой среды - Google Patents
Способ создания многокомпонентной газовой среды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572066C1 RU2572066C1 RU2014142733/28A RU2014142733A RU2572066C1 RU 2572066 C1 RU2572066 C1 RU 2572066C1 RU 2014142733/28 A RU2014142733/28 A RU 2014142733/28A RU 2014142733 A RU2014142733 A RU 2014142733A RU 2572066 C1 RU2572066 C1 RU 2572066C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- substance
- silica gel
- volatile
- volatile substance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технологий моделирования многокомпонентных газовых сред, имеющих заранее заданный количественный и качественный состав, что может найти применение для объектов, хранение или эксплуатация которых производится в сложных по составу газовых средах. Способ создания многокомпонентной газовой среды, содержащей несколько легколетучих веществ, включает подачу в герметичный сосуд с размещенным в нем сорбентом, по крайней мере, одного легколетучего вещества. Затем осуществляют выдерживание сосуда до достижения равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой. При этом в качестве сорбента используют силикагель. Далее в сосуд каждое легколетучее вещество подают раздельно в жидком состоянии в индивидуальной емкости, пространственно отделенной от сорбента и других веществ. Затем выдерживают сосуд до полного испарения всех веществ, количество которых определяют по формуле, в зависимости от величины свободного объема сосуда, требуемого значения концентрации легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда и массы силикагеля: 
где qi - количество i-гo легколетучего вещества в жидком состоянии, моль; W - свободный объем сосуда, м3; εi - характеристика сорбции i-гo легколетучего вещества силикагелем, моль/(кг·Па); R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К); Т - температура, К; Мс/г - масса силикагеля, кг; ci - требуемое значение концентрации i-гo легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда, моль/м3. Технический результат: возможность создания многокомпонентной газовой среды с заданными значениями концентраций каждого из компонентов для обеспечения возможности установления факта влияния компонентов газовой среды на различные объекты при их хранении или эксплуатации. 1 ил., 1 пр.
Description
Предполагаемое изобретение относится к области технологий моделирования многокомпонентных газовых сред, имеющих заранее заданный количественный и качественный состав, что может найти применение для объектов, хранение или эксплуатация которых производится в сложных по составу газовых средах.
Актуальность решаемой проблемы основана на необходимости учета наличия или появления опасных веществ для объектов, эксплуатируемых или хранящихся в многокомпонентных газовых средах.
Из предшествующего уровня техники известен способ получения парогазовой смеси с заранее заданной концентрацией легколетучего вещества (патент РФ №2153158, МПК G01N 7/10, публ. 20.07.2000 г.), включающий термостатирование сосуда с легколетучим веществом и сорбентом, продувку газовым потоком через слой сорбента при соблюдении условия квазиравновесного массообмена между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой, при этом количество адсорбированного легколетучего вещества определяется исходя из задаваемого значения его концентрации в парогазовой смеси СГ согласно соотношению СГ=СЖ/К, где СЖ - концентрация жидкой фазы легколетучего вещества в слое сорбента, К - коэффициент распределения в системе сорбент-легколетучее вещество.
К недостаткам известного способа относится его сложность и отсутствие возможности создания многокомпонентной смеси заданного состава по каждому компоненту.
Задачей авторов изобретения является разработка способа получения многокомпонентной газовой среды, используемой при хранении объектов, либо для контроля состояния объектов при их хранении или эксплуатации.
Новый технический результат, обеспечиваемый предлагаемым способом, заключается в создании многокомпонентной газовой среды с заданными значениями концентраций каждого из компонентов для обеспечения возможности установления факта влияния компонентов газовой среды на различные объекты при их хранении или эксплуатации.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа создания парогазовой смеси, включающего подачу в герметичный сосуд с размещенным в нем сорбентом, по крайней мере, одного легколетучего вещества извне, выдерживание сосуда до достижения равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой, согласно предлагаемому способу в качестве сорбента используют силикагель, в сосуд каждое легколетучее вещество подают раздельно в жидком состоянии в индивидуальной емкости, пространственно отделенной от сорбента, выдерживают сосуд до полного испарения всех веществ, наблюдаемого визуально, либо по изменению массы жидкой фракции каждого компонента, либо по изменению концентрации компонентов в газовом пространстве сосуда, при этом исходную массу жидкой фракции каждого компонента определяют по формуле, в зависимости от величины свободного объема сосуда, заданного значения концентрации легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда и массы силикагеля:
где qi - количество i-гo легколетучего вещества в жидком состоянии, моль;
W - свободный объем сосуда, м3;
εi - характеристика сорбции i-гo легколетучего вещества силикагелем, моль/(кг·Па);
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К);
Т - температура, К;
Мс/г - масса силикагеля, кг;
ci - требуемое значение концентрации i-гo легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда, моль/м3.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
На фиг. 1 представлена в общем виде схема реализации предлагаемого способа, где 1 - герметичный сосуд, 2 - крышка сосуда, 3 - уплотнительная прокладка, 4 - корпус сосуда, 5 - силикагель, 6 - емкость для жидкости, 7 - жидкость, 8 - объект воздействия газовой среды, 9 - быстросъемная крышка, 10 - разъем, 11 - соединитель, 12 - смотровое окно, 13 - штуцер, 14 - вентиль.
Первоначально определяют, какие компоненты формируемой многокомпонентной газовой среды необходимо подавать в зону испарения герметичного сосуда, после чего помещают в сосуд в индивидуальной емкости, по крайней мере, одно легколетучее вещество в жидком состоянии, затем выдерживают сосуд до достижения равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой, что определяют по результатам измерений состава газовой среды.
Исходные количества легколетучих веществ в жидком состоянии для формирования многокомпонентной газовой среды определяют по формуле (1).
Каждое из легколетучих веществ в жидком состоянии наливают в индивидуальную емкость 6, после чего емкости с жидкостями помещают на дно корпуса сосуда 1. Затем на специальную подставку помещают силикагель и устанавливают крышку 2 сосуда. В таком состоянии сосуд с силикагелем и легколетучими жидкостями выдерживают в течение времени, необходимого для установления равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой. О моменте наступления равновесного состояния судят по результатам измерений концентраций легколетучих веществ в газовом пространстве сосуда 1, или по результатам измерений массы емкостей с легколетучими жидкостями, или визуально через смотровое окно устанавливают факт полного испарения жидкостей.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет достигнуть более высокого технического результата, чем это было обеспечено в прототипе, а именно возможность создания многокомпонентной газовой среды с заданными значениями концентраций каждого из компонентов для обеспечения возможности установления факта влияния (или отсутствия влияния) многокомпонентной газовой среды на различные объекты.
Возможность практической реализации предлагаемого способа была подтверждена экспериментальным путем.
Пример. В эксперименте, к качестве сосуда, был использован металлический контейнер цилиндрической формы, состоящий из корпуса и крышки, герметизируемых резиновой уплотнительной прокладкой. В крышке предусмотрены смотровое окно и отверстие для установки испытываемого объекта в сосуд. Данное отверстие закрывается быстросъемной крышкой, снабженной электрическим разъемом.
В эксперименте были применены легколетучие органические жидкости: ацетон, бензол, толуол. Масса силикагеля составила 1,150 кг. Требуемые значения концентраций легколетучих веществ в газовом пространстве контейнера были равны:
- ацетон - 3,44·10-2 моль/м3 (2-10-3 г/дм3);
- бензол - 1,02·10-2 моль/м3 (8-10-4 г/дм3);
- толуол - 3,26·10-2 моль/м3 (3-10-3 г/дм3).
Объектом воздействия газовой среды являлся датчик давления Мет-ран-100-ДД. Характеристики сорбции легколетучих веществ силикагелем были определены отдельно в калибровочных опытах. Их значения составили следующие величины: ацетон 5,57·10-3 моль/(кг·Па), бензол 6,48·10-4 моль/(кг·Па), толуол 1,46·10-3 моль/(кг·Па). Объем газового пространства контейнера в эксперименте составлял 25 дм3.
Согласно результатам расчета по формуле (1), массы легколетучих веществ, размещаемых в контейнер в жидком состоянии, равны: ацетон 31,26 г, бензол 1,47 г, толуол 12,35 г.
Каждую из легколетучих жидкостей в пластмассовом стаканчике поместили на дно корпуса контейнера. Затем на специальную подставку поместили силикагель и установили крышку контейнера. В таком состоянии контейнер с силикагелем и легколетучими жидкостями выдержали в течение времени, необходимом для установления равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой.
Момент наступления равновесного состояния установили визуально через смотровое окно, зафиксировав факт полного испарения жидкостей. Время выдержки до наступления равновесного состояния составило примерно 4 часа. Далее, через технологическое отверстие в контейнер поместили подключенный к средствам контроля работоспособности испытываемый объект - датчик давления Метран-100-ДД, после чего отверстие закрыли с помощью быстросъемной крышки. Продолжительность испытаний датчика в многокомпонентной газовой среде составила 30 суток. Во время испытаний проводились: 1) контроль работоспособности датчика давления, 2) контроль концентраций легколетучих веществ в газовом пространстве контейнера.
Согласно полученным результатам, в течение всего времени эксперимента в газовом пространстве контейнера поддерживалась стабильная концентрация легколетучих веществ. Среднее значение их концентраций, по результатам трех измерений составило следующие величины: ацетон - 1,8·10-3 г/дм3, бензол - 8,2·10-4 г/дм3, толуол - 3,1·10-3 г/дм3. Отличие фактических концентраций легколетучих веществ от требуемых значений не превысило погрешности измерений.
Выполнение указанных выше операций позволило создать содержащую несколько легколетучих веществ многокомпонентную газовую смесь с заданными характеристиками.
Как показал пример конкретного выполнения, реализация предлагаемого способа обеспечивает возможность создания многокомпонентной газовой среды с заданными значениями концентраций каждого из компонентов для обеспечения возможности установления факта влияния (или отсутствия влияния) многокомпонентной газовой среды на различные объекты.
Claims (1)
- Способ создания многокомпонентной газовой среды, содержащей несколько легколетучих веществ, включающий подачу в герметичный сосуд с размещенным в нем сорбентом, по крайней мере, одного легколетучего вещества, выдерживание сосуда до достижения равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют силикагель, в сосуд каждое легколетучее вещество подают раздельно в жидком состоянии в индивидуальной емкости, пространственно отделенной от сорбента и других веществ, выдерживают сосуд до полного испарения всех веществ, количество которых определяют по формуле, в зависимости от величины свободного объема сосуда, требуемого значения концентрации легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда и массы силикагеля:
где qi - количество i-го легколетучего вещества в жидком состоянии, моль;
W - свободный объем сосуда, м3;
εi - характеристика сорбции i-го легколетучего вещества силикагелем, моль/(кг·Па);
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К);
Т - температура, К;
Мс/г - масса силикагеля, кг;
ci - требуемое значение концентрации i-го легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда, моль/м3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014142733/28A RU2572066C1 (ru) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Способ создания многокомпонентной газовой среды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014142733/28A RU2572066C1 (ru) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Способ создания многокомпонентной газовой среды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2572066C1 true RU2572066C1 (ru) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014142733/28A RU2572066C1 (ru) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Способ создания многокомпонентной газовой среды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572066C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1756797A1 (ru) * | 1990-07-10 | 1992-08-23 | Днепропетровский химико-технологический институт | Способ контрол газовых выбросов и устройство дл его осуществлени |
| RU2153158C1 (ru) * | 1998-10-21 | 2000-07-20 | Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Мониторинг" | Способ получения градуировочных парогазовых смесей |
-
2014
- 2014-10-22 RU RU2014142733/28A patent/RU2572066C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1756797A1 (ru) * | 1990-07-10 | 1992-08-23 | Днепропетровский химико-технологический институт | Способ контрол газовых выбросов и устройство дл его осуществлени |
| RU2153158C1 (ru) * | 1998-10-21 | 2000-07-20 | Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Мониторинг" | Способ получения градуировочных парогазовых смесей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2017013941A (es) | Sistema mejorado de estereolitografia. | |
| US7484399B2 (en) | System, apparatus and method for dispensing chemical vapor | |
| Grandy et al. | Development of a drone-based thin-film solid-phase microextraction water sampler to facilitate on-site screening of environmental pollutants | |
| Bajić et al. | Experimental measurements and modelling of volumetric properties, refractive index and viscosity of binary systems of ethyl lactate with methyl ethyl ketone, toluene and n-methyl-2-pirrolidone at 288.15–323.15 K and atmospheric pressure. New UNIFAC–VISCO and ASOG–VISCO interaction parameters | |
| US6722182B1 (en) | Solid state vapor generator | |
| JP2018081085A (ja) | ピペットの重量法的校正のための受入容器 | |
| RU2572066C1 (ru) | Способ создания многокомпонентной газовой среды | |
| Ent et al. | A gravimetric approach to providing SI traceability for concentration measurement results of mercury vapor at ambient air levels | |
| Shojaee et al. | Experimental solubility measurement of cephalexin in supercritical carbon dioxide | |
| CN102768085A (zh) | 一种温度传感器高精度标定装置 | |
| US6508104B1 (en) | Method for additive adhesion force particle analysis and apparatus thereof | |
| EP3333238B1 (en) | System and method for producing a sealant | |
| Akiba et al. | Surface tension between CO2 gas and tetra-n-butylammonium bromide aqueous solution | |
| Oerter et al. | Water vapor exposure chamber for constant humidity and hydrogen and oxygen stable isotope composition | |
| US6598466B1 (en) | Method for additive adhesion force particle analysis and apparatus thereof | |
| RU2530448C1 (ru) | Способ регулирования газовой среды в контейнере, содержащем горючие газообразные вещества | |
| RU2490690C1 (ru) | Способ регулирования и контроля влажности в герметизированных контейнерах для хранения гигроскопичных материалов | |
| CN208406860U (zh) | 一种制药业药液试验磁力搅拌装置 | |
| RU2657359C1 (ru) | Способ регулирования состава многокомпонентной газовой среды в герметизированном контейнере и конструкция герметизированного контейнера | |
| SG10201706295QA (en) | A Method and A Device for Measuring Gas Dissociation Degrees with an Optical Spectrometer | |
| Sakata et al. | Thermal properties of molten InSb, GaSb, and InxGa1− xSb alloy semiconductor materials in preparation for crystal growth experiments on the international space station | |
| JP2008111730A (ja) | 揮発性有機化合物の測定装置 | |
| JP6566383B2 (ja) | 吸着対象物質の脱離率の迅速評価方法 | |
| RU82335U1 (ru) | Универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по ухо | |
| CN104122133A (zh) | 在量热测试中实现样品混合的装置和方法 |