|
| |
|
Слаботочка Книги 8.7. СОСТАВЛЕНИЕ ДОЗИРОВАННЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ При составлении смесей газов для проверки (калибровки) газоанализаторов, в i ом числе хромаю! рафов, используют несколько распространенных методов, которые применяю! в зависимости ш имеющеюся лабораторного оборудования и требуемого состава смеси. Объемный метод составления газовых сиесо!. Сущность зтого метода заключайся в смепщвании 1аюв известного состава под давлением, близким к атмосфер1Юму Компонент отбирается в калиброванную бюре1ку, laicM вытесняется в ia30Meip или аспиратор ичнес1нО0 объема, i де ра(бав;[яется газом-рлбавителем. Запирающей жидкостью при отборе компонента в оюре1ке и ia30Meipe является насыщенный раствор поваренной соли (NaCi). Количество по объему чистого (100 %-ного) компонента, которое необходимо ввесш в газометр .для получения смеси с заданной концен I рацией С,, рассчитывается по формуле Таблица 8.4 Растворигюсть газов (8.13) Если для составления смеси имеется газ не 100 %-ной концентрации, то расче) концентрации Ско, опреле.1яется по формуле ком - НаэОоч lai/K-vi, (8.14) 1де Ском газ - концентрация компонента в исходном газе, % объемные. Когда в газе-разбавителе имеется некоторое количество компонеЕ1та. смесь ко i opoi о надо приготовить, концешрация компонента в смеси чистого т аза и i аза-разбави leJ!я определяется тю формуле КОМ ~ ЮОК(о,/К(,у + {Уем ~" где Ском pai6 ~ концентрация данного компонента в газе-разбавителе. В обтцем с/тучае концен Грация компонента в приготовзенной смеси рассчитывается по формуле (8.16) В случае приготовления газовых смесей с применением запирающих жидкостей необходимо учитывать, что вода и когщентри-рованный раствор поваренной соли растворяют некоторые газы. В табл. 8.4 указаны значения растворимости некоторых тазов в воде и в растворе поваренной со.ш. Раство-
римос! ь - зто объем газа, приведенный к 0°С и 760 мм рт. ст., поглощаемый единицей объема жидкости при нартщальном давлении I а за 760 мм рт. ст. Для газов, интенсивно растворяющихся в воде и насыщенном растворе соли, в качестве загтираю-щей ЖИДК0С1И можно Hcnojrb30BaTb трансформаторное мас.то, кремнийортаиическую жидкость и др. Приюгпвлшие газовых смесей методом парциальных дав.1ений. Предварительно от-вакуумтзрованный баллон высокого давления вмес гнмостью 5-10 л заполняют исходным газом до определенного давления Ром- После 1Т0Г0 бал гон присоединяют к источнику компремированного (сжатого) газа-разбави-геля и постепенно, чтобы не вызвать замет-нот о разо! рева ба.игона, дав.!ение в нем поднимают до заданного значения. Давление смеси газов Р.,. которое должно бьгть в баритоне после добавки в нею г аза-разбави-геля, можно рассчитать по форму1е Рс\1 ~" 100Р,,,/С (8.17) Ptov, - давление в баллоне после введения чистого компонента: Сом - необходимая коннензрация компонента в смеси. В общем случае концентрация компонента Сод, в смеси рассчитываекн по фор- муле У Р.-.. (8 18) где Сом гаэ - концентрация ,ко,мпонента в исходной газовой смеси; Ском pai6 - концентрация компонента в газе-разбавителе; Ргаз - давление исходной газовой смеси; Рм - давление приготовленной смеси. Погрешность приготовления смеси указанным метолом определяется в основном погрешностью при измерении давления, Для уменьшения погрешности при заполнении баллона компонентом и газом-разбавителем давление измеряется контрольными манометрами. Метод парциальных давлений позволяет получить большое количество контрольной смеси. Смесь в баллонах удобно транспортируется и может храниться без изменения состава длительное время. Баллоны сжатого газа для приготовления газовых смесей должны соответствовать действующим правилам по технике безопасности. В некоторых частных случаях для проверки автоматических газоанализаторов могут быть использованы естественные или полученные при электрохимических или других процессах смеси 1азов с известным постоянным количественным составом. Примерами таких смесей могут служить чистый атмосферный воздух (сухой), содержащий 20,95 % кислорода и 0,93 % аргона и смесь газов, получаемая при электролизе воды с содержанием 66,67 % водорода и 33,33 % кислорода. Составление паровозду ишых смесей. Наиболее распространенным является метод, основанный на дозировке точных навесок жидкой фазы веществ в калиброванную ем- кость, заполненную воздухом. При этом можно востюльзоваться установкой, изображенной на рис. 8.34. Для удаления примесей посторонних веществ из воздуха, находящегося в емкости 1, устанавливается поглотитель 3, заполненный силикагелем, через который воздух циркулирует при открытых кранах 4-6 с помоищю компрессора 7. Циркуляция производится не менее 30 мин. Затем закрывают краны 4 и 5. Отсоединяют поглотитель 3 и на его место помещают сатуратор 2 с навеской жидкой фазы. Краны сатуратора соединяют с обшей линией, вкл ючают насос и в течение 3 ч перемешивают смесь. Поспе перемешивания краны закрывают, отсоединяют сатуратор и компрессор. Массу необходимой навески жидкости G, мг, опред&тяют по формуле С = С,„„К, (8.19) где Сцам - требуемая концентрация компонента в смеси, мг/л; Км " объем пригоюв-ляемой смеси, л. Если концентрация компонента должна быть выражена в процентах объемных, то удобно пользоваться формулой G = 0,02КЛ/Рб,рС,„„/Г, (8.20) где G - масса жидкости, г; С - требуемая концентрация компонента, % объемные; Кем ~ объем приготовляемой смеси, л; iU -молекулярная масса жидкости; Pgp - барометрическое давление. Па; Т - абсолютная температура. К, Максимальная концентрация компонента Ском макс, г/л, В паровоздушной смсси онрс-деляется моментом насыщения паров испаряемой жидкости при данной температуре - 1.--IP Рис. 8.34. Схема составления дозированных паровоздушных смесей   Рис. 8.35. Схема приготовления газовых смесей с дозированной коннентрацией кислорода или водорода я определяется по формуле ма.. = /™ПспЩКП (8.21) где R - газовая постоянная; Р - давление паров воздушной смеси при данной температуре Т, кгс/см; К„сп - объем испаренной жидкости прн насьгшении, л; Г - температура смеси. К; М - молекулярная масса жидкости. Приготовление газовых смесей методом дозирования компонента. На рнс. 8.35 представлена схема приготовления газовых смесей с концентрацией кислорода или водорода до 2% объемных. Установка действует по принципу дозирования водорода Hjih кислорода, полученного путем электролиза раствора ше-лочи (КОН или NaOH) в потоке азота или воздуха. Электролизер представляет собой две сообщающиеся камеры К, и Кг из органического стекла, заполняемые 20 %-ным раствором пгелочн. В камеры вмонтированы электроды Э] (-Ь) и (-), к которым от трансформатора ГКчерез переключатель SA, диод VD (Д-305), амперметр РЛ и потенциометр R (0-50 Ом) подводится постоянное стабилизированное напряжение 6 или 9 В. Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения в схему введен электролитический конденсатор С. Через камеры продувают азот или воздух при постоянном их расходе. Расход контролируют U-образ-ным жидкостным манометром по перепаду на сужаюшем устройстве. Концентрация дозируемого компонента в смеси рассчитывается по формуле C,o„ = /K.100/Q, (8.22) Где Ском ~ концентрация кислорода или водорода, % объемные; / - ток, А; Q - расход азота или воздуха, л/ч; К - количество водорода или кислорода, выделяемого при протекании тока / в течение 1 ч, лДАч). Количество водорода или кислорода определяется по формуле К = 0,21 -760 Г/[273(Р - Рб)] или к = 0,585Г/(Ратм - Ри.б), (8-23) где 0,21 - коэффициент электролиза при t = 0°C и Р = 760 мм рт. ст., л/(.4-ч); Г-температура окружающей среды. К; Риб - избыточное давление газа нал раствором шелочи, мм рт. ст.; P;itm - атмосферное давление, мм рт. ст. Получение водородной или кислородной газовой смеси зависит от положения вентилей Вн, и Ви2 (рис. 8.35). Закрыв вентиль Bhi и открыв Вн2, получают водородную тазовую смесь. Для получения контрольных газовых смесей с содержанием Оз или Н;
Рис. 8.36. Зависимость концентрации кислорода и водорода от тока при приготовлении газовых смесей по схеме на рис. 8.35; / - водород при расходе азота или воздуха 10 л/ч; 2 - кислород при расходе азота 10 л/ч или водород при расходе азота или возлуха 20 л/ч; 5 - кислород при расходе азота 20 л/ч до 1 % объемного переключатель SA ставят в положение 6 В, для концентрации до 20 % -в положение 9 В. Как видно из (8.26), содержание кислорода (или водорода) в смеси прямо пропорционально току электролизера. Это наглядно видно из графика на рис. 8.36 (прямые У-5 соответствуют различным значениям расхода азота или воздуха). 8.8. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ Плотномеры. Плотность вещества в общем случае определяется как отношение его массы т к объему V: р = mjV. (8.24) Плотность газа зависит от температуры и давления. Для идеального газа эта зависимость определяется соотношением р = Ро-273Р/(760Я, (8.25) где ро - плотность газа при ОС и 760 мм рт. ст.; 7" - те.мпература газа. К; Р ~ давление газа, мм рт. ст. Плотность обладает свойством аддитивности, т.е. :ыя механической смеси жидкостей или газов справедливо соотношение Рем = L Р.<» i = l (8.26) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [85] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||