4 Калібрування приладів реометру та рН-метру
1. Будова та підготовка до роботи реометра
Простим та зручним приладом для дозування газів і рідин є реометр ( рис. 1). Він звичайно виготовляється зі скляних трубок, які кріпляться на стійку зі шкалою.
Принцип дії реометра. Розчин пропускають через тонку капілярну трубку; внаслідок великого опору вузького каналу в цій трубці відбувається падіння тиску рідини. Різниця тисків до і після опору виміряється за допомогою U-подібного манометру (3), заповненого запираючим газом (повітрям) та шкали. За різницею рівнів в обох колінах манометру по шкалі можна визначити перепад ∆h та за калібровочним графіком визначити швидкість фільтрування розчину. Чим більше різниця цих рівнів, тим більше швидкість потоку.
Принцип дії лабораторної установки полягає у наступному: розчин з ємності 1 надходить на реометр витрати, за допомогою крану 2 регулюється подача робочого розчину, фіксується перепад ∆h на 3, після чого розчин потрапляє на фільтр 4, і фільтрат потрапляє у ємність 6. Зажими 8 та 5 потрібні для регулювання швидкості протікання розчину.
Витрата рідини або газу, які проходять капіляр, строго пов'язані з перепадом стовпчика рідини – Δh. У випадку довгого, циліндричного та вузького капіляру цей зв'язок лінійний.
Якщо дозується газ, реометр ставлять у положення, коли капіляр знаходиться вгорі і замикаючою речовиною служить інертна рідина; при дозуванні рідини реометр ставлять капіляром униз, і замикаючою речовиною служить інертний газ (повітря).
Для реометра підбирається капіляр (трубка з великим відношенням довжини до діаметра). У таких умовах витікання через нього підкоряється закону Пуазейля, відповідно до якого витрата речовини пропорційна різниці тисків на кінцях капіляру.
Кожен реометр попередньо повинний бути прокалібрований (тобто до початку роботи з ним повинна бути побудована залежність витрати дозуємої речовини від перепаду рівнів на реометрі). Для цього збирають схему, включаючи реометр та додатково напірну ємкість з водою, мірний циліндр, зажими. Перед початком роботи встановлюють межу “рідина-газ” в манометрі реометру на певній межі (нульова позначка). Відлік Δh в такому випадку визначається як сума відхилень від нуля в обох кінцях манометру. Послідовно відкриваючи зажими, заповнюють манометр рідиною. Шляхом заміру об'ємів рідини за певні проміжку часу при різних величинах перепаду в трубках манометру, які встановлюють зажимами, отримують дані для побудови калібровочного графіку Q =f (Δh).
Поряд з реометрами для контролю за витратою рідин та газів можна використовувати ротаметри та витратоміри. Загальна особливість всіх дозаторів - необхідна наявність зажимів або кранів, які змінюють швидкість течії.
Також можна застосувати звичайний секундомір та виміряти час, за який набереться відповідний об'єм проби.
Проведення калібрування реометру
1 Зібрати установку, що складається з реометру з капіляром, напірної ємкості, скляної колонки з іонітом (об'єм – за завданням), приймача (мірна колба 50...100 см3), які з'єднані трубками з зажимами.
2 Заповнити напірну ємкість, а потім всю систему дистильованою водою (усі зажими відчинені).
3 Встановити рівень в реометрі за допомогою зажиму 9 так, аби перепад рівнів (∆h) в обох становив близько нуля. Закрити всі зажими.
4 Встановити рівень в реометрі 3 за допомогою зажиму 2 так, щоб перепад рівнів (∆h) становив 20 одиниць шкали та фіксувати час (t , c), за який у приймач набереться 100 см3 розчину Повторити вимірювання часу при показаннях манометру 3 для ∆h = 20, 50, 100, 150, 200 одиниць шкали. Результати записати у табл.1. Закрити всі зажими.
5 Виміряти внутрішній діаметр колонки з іонітом (d, м).
6 Виміряти висоту заповнення фільтра іонообмінним матеріалом (l, м).
Обробка та представлення результатів
1 Розрахувати та записати в табл. 1 об'ємну витрату Q в різних одиницях вимірювання.
2 Визначити діаметр колонки:
а) засипати заданий об’єм іоніту, Vіон, см3, виміряти висоту завантаження h, см, розрахувати діаметр колонки d, см.
б) за допомогою лінійки
3 Розрахувати внутрішній переріз колонки з іонітом за пп. 2а та 2б, порівняти між собою: F, м2.
4 Розрахувати лінійну швидкість (w, м/год.)
5 Побудувати калібровочні графіки Q =f(Δh) та w =f(Δh)
№ підгрупи |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Vіон, см3 |
25 |
15 |
10 |
30 |
20 |
5 |
Таблиця 1 Калібрування реометру витрати
|
Vпроб води, см3 |
50 |
100 |
|
|
|
|
|
Vіоніту, см3 |
|
Висота завантаження, см |
|
|
||
|
d колонки розрах, см |
|
d колонки вимір, см |
|
|||
|
Внутр переріз розрах. F1, м2 |
Внутр переріз вимір. F2, м2 |
|||||
№№ проб |
∆h |
ti, с |
Q, см3/c |
Q, дм3/год. |
Q, м3/год. |
w, м/год |
|
w1 |
w2 |
||||||
1 |
20 |
|
|
|
|
|
|
2 |
50 |
|
|
|
|
|
|
3 |
100 |
|
|
|
|
|
|
4 |
150 |
|
|
|
|
|
|
5 |
200 |
|
|
|
|
|
|