Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ СЖИМАЕМОСТИ - Патент РФ 2052804
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ СЖИМАЕМОСТИ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ СЖИМАЕМОСТИ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ СЖИМАЕМОСТИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повышение точности измерения. Способ определения коэффициентов изотермической сжимаемости и температурного расширения предусматривает изменение давления и температуры в исследуемой среде, измерение их значений, возбуждение колебаний в исследуемой среде и определение коэффициентов по данным о длине волны и/или частоты при изменениях давления и температуры. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2052804
Класс(ы) патента: G01N29/00
Номер заявки: 5032820/28
Дата подачи заявки: 17.04.1992
Дата публикации: 20.01.1996
Заявитель(и): Научно-производственное предприятие "Биотехинвест"
Автор(ы): Белоненко В.Н.
Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "Биотехинвест"
Описание изобретения: Изобретение относится к способам определения физических свойств жидкостей и газов и может быть непосредственно использовано для определения коэффициентов изотермической сжимаемости и температурного расширения, а также расчета по их значениям изобарной и изохорной теплоемкостей.
Известен способ определения сжимаемости жидкости [1] предусматривающий сжатие объема газа или жидкости в сосуде высокого давления при постоянной температуре Т и нахождение значений объема V при изменении давления Р и определение секанс (секущий) сжимаемости по уравнению:
β · где Vo объем при начальном давлении Ро.
Его недостаток низкая точность, и то, что сжимаемость, определенная согласно этому способу, не может быть использована в термодинамике, т.к. коэффициент сжимаемости, имеющий строгий физический смысл определяется как:
βт=
Способ обладает неудовлетворительной сопоставимостью результатов, т.к. значения β зависят от выбора интервалов изменения давления ΔР и объема ΔV.
Наиболее близким к изобретению является способ определения сжимаемости [2] называемой в источнике тангенс (касательной) сжимаемостью, который подразумевает сжатие объема газа или жидкости в сосуде высокого давления при постоянной температуре и определение секанс-сжимаемости, а по значениям секанс-сжимаемости пересчет на тангенс-сжимаемость, с использованием эмпирических коэффициентов, или по номограммам, построенным согласно указанным расчетам. Этому способу присущи те же недостатки, что и предыдущему, низкая точность, неудовлетворительная сопоставимость результатов, трудности сравнения данных различных жидкостей, газов.
Указанные способы содержат те же недостатки и в случае их использования для определения коэффициента температурного расширения, т.к. подразумевают, как основную операцию, определение интервалов изменения объема при изменениях температуры и давления.
Цель изобретения повышение точности определения коэффициента изотермической сжимаемости и коэффициента термического расширения.
Поставленная цель достигается тем, что в среде, в которой необходимо определить коэффициенты изотермической сжимаемости и температурного расширения, возбуждают колебания и определяют длину волны или частоту колебаний, а коэффициенты рассчитывают по формулам:
βт= = и α где βт коэффициент изотермической сжимаемости;
α коэффициент температурного расширения;
λ длина распространяемой в среде волны;
Р давление;
Т температура.
Колебания могут возбуждать ультразвуковые, а производные и могут определять численным дифференцированием.
На чертеже показан вариант ультразвукового устройства для осуществления способа.
Корпус 1 через отверстие 2 заполняют исследуемой жидкостью, 3, например, водой, изолируют от внешней среды эластичной перегородкой 4 (это не обязательно, если исследуемая жидкость одновременно является, например, и передающей давление), и помещают в сосуд (не показан), в котором изменяют давление и температуру. Затем на электроды 5 и 6, нанесенные на поверхности пьезокристалла 7 подают переменное напряжение, например частотой 5-10 МГц, которое за счет пьезоэффекта преобразуется в ультразвуковую волну, проходящую через жидкость в направлении к приемному пьезокристаллу 8, воздействие которой на кристалл вновь преобразуется в переменное напряжения, съем которого осуществляют с электродов 9 и 10. Сигналы регистрируют, обрабатывают и анализируют с помощью блока контрольно-измерительной аппаратуры (не показан).
Скорость ультразвука (С) в среде, заполняющей акустическую ячейку, образованную корпусом и кристаллами 7 и 8 (в данном примере являющуюся резонатором) связана с частотой n-ного резонансного пика fn выражением:
C 2h (1) где h расстояние между кристаллами. Поглощение ультразвука определяется выражением:
(2) где δfn ширина резонансного пика, π 3,14.
Длину волны определяют, исходя из выражений (1) или (2) учитывая, что λ с/f.
Затем изменяют давление Р при постоянной температуре Т и температуру при постоянном давлении и определяют значения длин волн λ при различных Р и Т.
При полученным значениям рассчитывают коэффициенты изотермической сжимаемости:
βт= и температурного расширения:
α При этом производные и определяют, например, численным дифференцированием с использованием компьютера, предпочтительно встроенного в блок контрольно-измерительной аппаратуры и находящегося в системе обратной связи с элементами электронной блок-схемы (не показаны). Для повышения точности измерения проводят с помощью двух или трех измерительных ячеек с исследуемым флюидом, опрос которых, например, осуществляют через коммутатор с помощью одного и того же блока контрольно-измерительной аппаратуры. Ячейки, например, могут быть выполнены в одном корпусе и перекрываться двумя пьезокристаллами 7 и 8. Одну из ячеек могут использовать, как датчик давления, другую температуры, а остальные, количество которых определяется целями и условиями измерений, заполняют флюидом (флюидами), подлежащим исследованию.
Определение коэффициентов изотермической сжимаемости и температурного расширения по предложенному способу позволяет существенно повысить точность их определения, т. к. скорость ультразвука определяют с помощью описанного резонаторного устройства с точностью ≈1,5 ˙10-4% частоту колебаний ≈10-5 давление 0,01 МПа и лучше температуре ≈ 10-2 10-3 оС.
Кроме того, применение данного способа позволяет с использованием части тех же операций и теми же устройствами одновременно известными методами определять адиабатическую сжимаемость. По значениям изотермической и адиабатической сжимаемостей рассчитывают отношение теплоемкостей:
γ где Ср изобарная;
Сv изохорная теплоемкость.
Знание также, коэффициента температурного расширения определенного заявляемым способом, позволяет рассчитывать отдельно Ср и Cv
Cv= Cp=
Это невозможно было ранее делать с точностью выше 40% из-за низкой точности или невозможности определения коэффициентов.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ СЖИМАЕМОСТИ, заключающийся в том, что изменяют давление и температуру исследуемой среды, измеряют эти величины и вычисляют коэффициент изотермической сжимаемости, отличающийся тем, что в исследуемой среде возбуждают колебания, определяют длину волны и/или частоту колебаний, а коэффициент изотермической сжимаемости определяют из выражения

где βт - коэффициент изотермической сжимаемости;
λ - длина волны;
P - давление;
T - температура,
при этом дополнительно определяют коэффициент температурного расширения

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в исследуемой среде возбуждают ультразвуковые колебания.