Claims (1)
Изобретение относитс к области физики и химии, в частиости к измерительным устройствам , и предназиачено дл измерени коэффициентов диффузии жидкостей и газов . Дл измерени коэффициентов диффузии часто примен ютс диффузионные чейки , содержащие пористую пластилу, раздел ющую диффундирующие вещества. Особенно щирокое распространение полуЧИЛЛ1 диффузионные чейки с пористыми пластинами в методах измерени коэффициентов диффузии жидкостей. Известна диффузионна чейка дл определени коэффициентов диффузии электролитов , состо ща из стекл нной камеры с парой электродов дл измерени электрического сопротивлени раствора. Тер.мостатирующа рубащка большого объема наполн етс дистиллированной водой и служит верхним отделением диафрагменной чейки, которое отделено от нижнего, .содержащего исследуемый раствор, пористым фильтром. Дл выравнивани концентрации по обе стороны от фильтра используетс магнитна мешалка. Недостатком известной чейки вл етс необходимость предварительной эталонировки чейки, т. е. определение ее геометрической посто нной ПО бинарной системе с известными коэффициентами взаимной диффузии. Следовательно, метод измерени вл етс относительным. Наиболее близким техническим решением вл етс диффузионна чейка стационарного метода. Она состоит из двух напорных сосудов, диффузионной чейки, представл ющей собой две полости, разделенные пористой перегородкой, и двух приемников . При медленном подъеме напорных сосудов (со скоростью 3 мм/ч) раствор и растворитель из них перетекают в полости диффузионной чейки, и далее в приемники. Диффузионный поток находитс по скорости -потока л-сидкости и концентрации на выходе из нижней чейки. Описанное устройство обладает следующими недостатками. Как и в вышеописанном устройстве, требуетс предварительна тарировка чейки, т. е. метод измерени коэффициентов диффузии в данном случае вл етс относительным . Нельз абсолютно строго утверждать, что объемные потоки первого и второго компонентов через диафрагму равны между собой , т. е. осуществл етс именно взаимна диффузи . Целью изобретени вл етс измерение абсолютных значений коэффициента диффу зии. Дл этого на выходе трубопроводов установлены дополнительные гидродинамические сопротивлени . Схема диффузионной чейка показана на чертеже. Диффузионна чейка представл ет собой два плоских трубопровода - верхний 1 и ниж-ний 2, соединенных каналом 3. К выходам трубопроводов и 2 присоединены дополнительные гидродинамические сопротивлени 4 и 5. Диффузионна чейка работает следуюЩИ1М образом. На вход верхнего 1 и нижнего 2 трубопроводов подаютс при помощи специального устройства (на чертеже не показало) не .пульсирующие иотоки исследуемых жидкостей . Диффузи их осуществл етс через соединительный канал 3. З.на объемные скорости и концентрации каждого компонента на выходах из трубопроводов, по первому закону Фика рассчитывают коэффициенты диффузии. Ослабление вли ни нестабильности внешних условий обеспечиваетс тем, что возникающа вследствие этой нестабильности разность давлений почти полностью гаситс дополнительными сопротивлени ми 4п5. Из чертежа видно, что разность давлений |На концах диффузионного пути, т. е. между точками Л и Л, равна ДРлл, - (АЯлв + РВС - (ДЯл.е, -f ДР.с.) Так как гидродинамическое сопротивление труболроводов 1 -ц 2 значительно меньше, чем присоединенных дополнительных сопротивлений , то перепад давлени на этих сопротивлени х и 5 будет во много раз больше перепада давлени на трубопроводах 1 и 2 на участках АВ и AiB соответственно, т. е. / 1 . ДРвс Таким образом ДРлл, ДРвс-Л/й.с. т. е. разность давлений на концах диффузионного лути определ етс соотношением между величинами дополнительных гидродинамических сопротивлений 4 и 5. Чтобы предотвратить свободное перетекание жидкости из верхнего трубопровода 1 чейки в нижний 2, на выходах из трубопроводов помещаютс сосуды посто нного уровн (ОПУ) (на чертежах не указаны). При достаточно больщом различии между гидродинамическими сопротивлени м 4 и 5 будет заметной и разность высот между СПУ, при которой входные и выходные скорости в каждом из трубопроводов чейки будут равными между собой, т. е. когда в чейке будет осуществл тьс взаимна диффузи . Плавно мен перепад высот между СПУ, можно задавать любое соотнощение между диффузионной и конвективной составл ющими переноса, т. е. проводить измерени в различных системах отсчета. На диффузионной чейке проточного метода с соединительными каналами в виде щелевых капилл ров был измерен коэффициент взаимной диффузии бинарной системы вода-водный раствор этиленогликол с концентрацией 0,067 объемных долей этиленгликол при температуре опыта 22° С. /Полученные результаты в пределах ошибки эксперимента совпадают с табличными данными и с результатами, полученными относительно методом на чейке с пористой перегородкой. Дополнительные гидродинамические сопротивлени 4 и 5 дают возможность в диффузионной чейке использовать любые типы соединительных каналов, в том числе и правильной геометрической формы (щелевые или круглые капилл ры), что делает стационарной метод измерени коэффициентов диффузии абсолютным. Кроме того, возможность задавать любые соотношени между диффузионной и гидродинамической составл ющими переноса существенно расшир ет класс решаемых задач. Формула изобретени Диффузионна чейка, включающа два трубопровода, соединенных между собой каналом , отличающа с тем, что, с целью измерени абсолютных значений коэффициента диффузиии, на выходе трубопроводов установлены гидродинамические сопротивлени .The invention relates to the field of physics and chemistry, in part to measuring devices, and is intended to measure the diffusion coefficients of liquids and gases. Diffusion cells are often used to measure diffusion coefficients that contain a porous laminar separating diffusible substances. Particularly wide distribution of semi-CILL1 diffusion cells with porous plates in methods for measuring the diffusion coefficients of liquids. A known diffusion cell for determining the diffusion coefficients of electrolytes, consisting of a glass chamber with a pair of electrodes for measuring the electrical resistance of a solution. The large-volume thermostatic scrubber is filled with distilled water and serves as the upper section of the diaphragm cell, which is separated from the lower cell containing the test solution, with a porous filter. A magnetic stirrer is used to level the concentration on either side of the filter. A disadvantage of the well-known cell is the need to pre-calibrate the cell, i.e., to determine its geometric constant software binary system with known coefficients of mutual diffusion. Therefore, the measurement method is relative. The closest technical solution is the diffusion cell of the stationary method. It consists of two pressure vessels, a diffusion cell consisting of two cavities separated by a porous partition, and two receivers. With a slow rise of pressure vessels (at a speed of 3 mm / h), the solution and solvent from them flow into the cavity of the diffusion cell, and then into the receivers. The diffusion flux is in terms of the velocity of the l-side stream and concentration at the outlet of the lower cell. The described device has the following disadvantages. As in the above-described device, a preliminary calibration of the cell is required, i.e., the method for measuring diffusion coefficients in this case is relative. It cannot be strictly stated that the volume flows of the first and second components through the diaphragm are equal to each other, i.e. it is exactly the mutual diffusion that takes place. The purpose of the invention is to measure the absolute values of the diffusion coefficient. For this, additional hydrodynamic resistances are installed at the outlet of the pipelines. Diagram of the diffusion cell is shown in the drawing. The diffusion cell consists of two flat pipelines — upper 1 and lower 2, connected by channel 3. Additional hydrodynamic resistances 4 and 5 are connected to the pipe outlets and 2. The diffusion cell works in the following way. To the inlet of the upper 1 and lower 2 pipelines, the non-pulsating currents of the studied liquids are supplied by means of a special device (not shown in the drawing). Their diffusion is carried out through the connecting channel 3. 3. The diffusion coefficients are calculated by volumetric velocities and concentrations of each component at the outlets from the pipelines, according to the first Fick law. The weakening of the effect of the instability of external conditions is ensured by the fact that the pressure difference resulting from this instability is almost completely extinguished by additional 4p5 resistances. It can be seen from the drawing that the pressure difference | At the ends of the diffusion path, i.e. between the points L and L, is DRll, - (AHALV + RVS - (DAL.e, -F DR.s.) Since - c 2 is significantly less than the added additional resistances, then the pressure drop across these resistances and 5 will be many times greater than the pressure drop across pipelines 1 and 2 in sections AB and AiB, respectively, i.e. / 1. DRVS Thus DRLL , ДРвс-Л / jc, i.e., the pressure difference at the ends of diffusion lute is determined by the ratio between The masks of additional hydrodynamic resistances 4 and 5. To prevent free flow of fluid from the upper pipeline 1 of the cell to the lower 2, constant level vessels (SPD) are placed at the outlets of the pipelines (not indicated in the drawings). and 5 there will be a noticeable difference in height between the SPU, at which the input and output velocities in each of the cell pipelines will be equal to each other, i.e. when the cell has a mutual diffusion. The height difference between the STCs can be smoothly changed; any ratio between the diffusion and convective transport components can be set, i.e., measurements can be made in different reference systems. On the diffusion cell of the flow-through method with connecting channels in the form of slot-hole capillaries, the mutual diffusion coefficient of the binary system water-water solution of ethylene glycol with a concentration of 0.067 ethylene glycol volume fraction at 22 ° C was measured. with the results obtained with respect to the method on a cell with a porous partition. Additional hydrodynamic resistances 4 and 5 make it possible in the diffusion cell to use any type of connecting channels, including regular geometric shapes (slotted or circular capillaries), which makes the stationary method for measuring diffusion coefficients absolute. In addition, the ability to set any ratios between the diffusion and hydrodynamic components of the transfer significantly expands the class of problems to be solved. The Diffusion Cell comprising two pipelines interconnected by a channel, characterized in that, in order to measure the absolute values of the diffusion coefficient, hydrodynamic resistances are established at the outlet of the pipelines.
/г,/ g
22
JJ
JJ