Устройство для определения коэффициента объемного термического расширения — SU 987487 (original) (raw)

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 1)987487(23) Приоритет 0 01 И 25/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОБЬЕМНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯИзобретение относится к дилатометрии, а именно к устройствам для определения коэффициента объемного термического расширения (КОТР) материала в жидком и высоковязком состояни . ях.Известно устройство для определения КОТР материала в жидком состоянии, в котором косвенным путем определяют КОТР в жидком состоянии путем измерения веса платинового тела при погружении его в исследуемый материал, находящийся в жидком состоянии 13.Однако данное устройство не позволяет определить КОТР материалов с вязкостью более Ц) -10 П.Наиболее близким техническим решением к предложенному является уст" ройство для определения КОТР мате- . риала в жидком и высоковяэком состояниях, содержащее весы, с коромыслом, стрелкой и противовесом, герметичный сосуд для исследуемого материала выполненный в виде Г-образной трубки укрепленный на коромысле весов и размещенный в нагревательном устройстве 2 3.Недостатками известного устройст. ва являются: относительно низкая точность определения КОТР, сложностьустановки сосуда, выполненного ввиде Г-образной трубки над коромысломвесов, Длительное время выдержкисосуда с исследуемым материалом прикаждой температуре.При использовании известного устройства в процессе измерения в расплаве исследуемого материала образуются пузырьки газа, что снижает какточность определения КОТР, так иуменьшает температурный интервал.егоизмерения, так как при определенныхзначениях вязкости расплава газовыепузырьки практически не выходят иэрасплава исследуемого материала. Появление большого количества газовыхпузырьков в расплаве исследуемогоматериала при высоких температурахприводит к разрыву егооплошности и,следовательно, невозможности определения КОТР для этих температур,Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени определения коэФициента объемного термического расширения материалов,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве содержащем весы скоромыслом, стрелкой и противовесомтгерметичный сосуд для исследуемогоматериала, выполненный в виде Г-образной трубки, укрепленной на коромысле весов, и размещенный в нагревательном устройстве, герметичный сосуд выполнен в виде прямой трубки и укреплен на коромысле под углом 25-65 ф к нему.Укрепление трубки под углом с к коромыслу приводит к образованию составляющей Гэ 1 п о( выталкивающей силы Г вдоль трубки, Пузырьки газа 10 будут всплывать, т,е. уходить из расплава исследуемого материала. Для наиболее эффективного и быстрого удаления пузырьков газа угол сследует брать как можно большим из интервала 12 ос 65 , для которого справедливо неравенство 0,2 Р Рэмп Ы, 0,9 Г, показывающее что для данного интервала составляющая Гэ 1 п с(,выталкивающей силы вдоль трубки по порядку величины совпадает с величиной Р выталкивающей силы. В данном случае увеличение угла сС свыше 65 не приведет к значительному увеличению величины Гэ 1 пс 1, но зато может привести к уменьшению добавочного мо мента МсоМ обусловленного расширением исследуемого материала, что уменьшит чувствительность устройства. Из аналогичных соображений необходимо, чтобы 02 М 4 МсоэЫ 0,9 М, 30 Из данного неравенства следует 251.(78. Таким образом, оптимальный интервал для угла о согласно двум полученным неравенствам следующий 25 с 65 О 35 Таким образом сосуд с исследуемымматериалом, выполненный в виде .герметичной прямой трубки, укрепляетсяпод углом 25-65 О к коромыслу весов,а расширение исследуемого материала при нагревании происходит в направлении свободного объема прямойтрубки, оставляемого при заполнениисосуда материалом.На чертеже изображено устройство 45для определения коэффициента объемного термического расширения, общийвид.Устройство содержит весы 1, накоромысле 2 которых с помощью держателя 3 закреплен под углом с(,=2565 к коромыслу сосуд 4, выполненныйв виде прямой трубки, заполненныйисследуемым материалом 5, сосуд сматериалом помещен в нагревательное 55устройство 6, Для демпфирования весов и сохранения их чувствительности на стрелке 7 весов установленпротивовес 8, контроль чувствительности определяется с помощью шкалы 609 весов,Устройство работает следующим образом,После закрепления сосуда 4 с материалом 5 на коромысле 2 весов 65 под углом 25-65 О к коромыслу и компенсации веса сосуда с материалом противовесом 8 с помощью разновесов устанавливается равновесие весов и задается рабочая температура. С ростом температуры за счет теплового расширения меняется уровень материала в закрепленной под углом с(, к коромыслу прямой трубке, что приводит к нарушению равновесия весов 1, которое восстанавливается изменением веса равновесов. Сняв показания весов при двух рабочих темпе ратурах Т и Т, вычисляют искомый коэффициент объемного термического расширения2 (Р - Р )(прямой трубки);Р и Р. - показания весов соот 1 2ветственно при Т иР - вес исследуемого материала в сосуде.Исследуемый материал в герметичной прямой трубке перед ее герметиэацией расплавляется и заполняет сосуд таким образом, что расширение его при нагревании происходит в направлении свободного объема закрепленной под углом прямой трубки. Использование устройства повышает точность, надежность и скорость определения величин КОТР при упрощении конструкции устройства в целом.Условия проведения эксперимента на предлагаемом устройстве исключают загрязнение воздуха и окружающей среды парами исследуемых материалов. Было проведено испытание устройства для определения коэффициента объемного термического расширения. В качестве испытуемого материала был взят селен.Экспериментальные данные по КОТР для селена (Яе) приведены в таблице, В этой же таблице приведена погрешность определения КОТР в предлагаемом и в известном устройствах, а также приведено время определения ХОТР в обоих случаях.Благодаря использованию устройства оказалось возможным повысить точность от (КОТР+1,5) 106 до (КОТР+0,1). 106 и уменьшить в пять раз время определения КОТР в жидком и высоковязком состоянии химически активных материалов с высоким давлением насыщенных паров, увеличить температурный диапазон измерения КОТР от температур плавления или размягчения до близких к критическим, Повышение точности и надежности результатов определения КОТР достигается установлением сосуда сматерналом,вынолненным вниде герметичнойпрямой трубки полуглом 25-65,что обеспечивает выход пузырьков газа изматериала.Предлагаемое устройство упрощает конструкцию известного устройства 5(исключается Г-образная трубка). Условия проведения эксперимента напредлагаемом устройстве исключаютзагрязнение воздуха и окружающейсреды парами исследуемых материалов.(Ъ с л + Ч 3л СЪ лс С Ф (Ч Ь л фЪ Ъ %+ 1 с Ю РЪ Ст +с О Ъ у;4 Ю РЪ Ю + Ъ с (Ч о РЪ 1 1 11 111" 1 11О 1 сб 1 ОЪ 1111 Юс 11 г-. 1 гГ 1 1 1 СУ 1 1 (фЪ 1 1 Ч 1 1111М 1 1 1 1 1 Э 1 1 Н 1 и 1 6) 1 Ю 1 Х 1 О 111111 роа 3,э о 987487 Ц доэх д д о Офа Е Й В о о Ж д хЕ 1 1й ФФ6 аЕеаао жИ РМо йф 3к оРЗеаоенаж о 1 (Р 1 х ф ЭЖ Х едой а ъД . с оэйеОоф кйнн о екох авэо 1 ц ж ф а987487 10 Формула изобретения Составитель Г.Кулаковва Техред, О, Неце Корректор М.Шар тор С.Патруше 284/30 Тираж 8 И ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035Москва, Ж, Рааказ писное комитета С и открытий ушская наб илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство для определения коэффициента объемного термического расширения материалов, содержащее весы, герметичный сосуд для исследуемого 5 материала, выполненный в виде Г-образной трубки, укрепленной на коромысле весов, и размещенный в нагревательном устройстве, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повы щения точности и сокращения времени определения коэффициента объемного термического расширения материалов, герметичный сосуд выполнен в виде прямой трубки и укреплен на коромысле под углом 25-65 к нему.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1,Маэурина О.В. и др. Тепловое расширение стекла. Л., 1960, с.37-422. Авторское свидетельство СССР 9 817560, кл. 6 01 В 25/16 1981 (прототип) .

Смотреть

Устройство для определения коэффициента объемного термического расширения