Методика работы по измерению коэффициентов диффузии в газах двухколбовым методом. Екіколбалық әдіспен газдың диффузия коэффициенттерін өлшеудің әдістемесі

Аннотация

Рассмотрен двухколбовый метод по измерению коэффициентов диффузии в газах в изотермических условиях при атмосферном давлении. Данный метод является классическим квазистационарным методом, который применяется при измерении коэффициентов взаимной диффузии, самодиффузии, термодиффузии, изучении диффузионного бароэффекта в широкой области параметров (давление, температура, концентрация), а также при исследовании многокомпонентной диффузии и неустойчивости механического равновесия в многокомпонентных газовых смесях. Приведена схема установки и представлена конструкция двухколбового аппарата, а также аппарата со смотровыми окнами в колбах и в центральной части диффузионного канала, что позволяло, используя теневой прибор, визуализировать конвективные потоки, возникающие при неустойчивой диффузии. Приведена последовательность проведения эксперимента. Рассмотрено количественное определение состава газовых смесей после диффузии. Показан расчет коэффициентов диффузии и приведен анализ погрешностей при измерении концентраций интерферометром и хроматографом. Обсуждены погрешности в определения геометрических характеристик диффузионного канала и объемов верхней и нижней колб и связанная с ними так называемая «постоянная прибора». Показано определение постоянной прибора с применением либо «абсолютного», либо «относительного» методов. Приведен анализ суммарной погрешности коэффициентов диффузии. Показана принадлежность результатов наблюдений нормальному закону распределения при измерении коэффициентов диффузии системы водород-азот. Атмосфералық қысымда изотермдік күйдегі бинарлық және көпкомпоненттік газ қоспаларының диффузия коэффициенттерін өлшеудің екіколбалық әдісі қарастырылды. Бұл әдіс классикалық квазистационарлық әдіс болып табылады, ол көпкомпоненттік диффузия мен көпкомпоненттік қоспалардағы механикалық тепе-теңдіктің орнықсыздығы және өзара диффузия, өздік диффузия, термодиффузия, сонымен қатар кең параметрлерде (қысым, температура, концентрация) диффузиялық бароэффектіні зерттеу үшін қолданылады. Диффузиялық аппарат құрылымы мен қондырғының схемасы келтірілді, сонымен қатар көлеңкеленген аспапты пайдалана отырып, диффузиялық каналдың орталық бөлігі мен колбаларын көру терезелері арқылы диффузиялық орнықсыздықтағы конвективтік ағындарды көруге болатыны көрсетілді. Экспериментті жүргізудің реті көрсетілді. Диффузиядан кейінгі газдың қоспасының құрамын сандық анықтау қарастырылды. Диффузия коэффициенттерін есептеу мен интерферометр мен хроматографта концентрацияны өлшеу кезіндегі қателіктерін талдау көрсетілді. «Құрылғы тұрақтысы» атауымен 76 байланысты және аспаптың геометриялық сипаттамаларын анықтаудың қателіктері талқыланды. «Абсолюттік» және «салыстырмалы» әдістерді қолдану арқылы аспап тұрақтысын анықтау көрсетілді. Диффузия коэффициенттерінің жиынтық қателіктерін талдау келтірілді. Сутегі-азот жүйесінің диффузия коэффициентін өлшеуде қалыпты таралу заңдылығын бақылау нәтижелері көрсетілді.