Раздел 4. Контроль состава и измерение физико-химических свойств газов и жидкостей

 

4-1. Какому значению плотности контролируемой среды – минимальному, среднему или максимальному – должна соответствовать плотность жидкости, заполняющей компенсационный цилиндр вибрационного плотномера? Почему?

4-2. Как изменится чувствительность капиллярного вискозиметра при одновременном увеличении диаметра и длины капилляра в 2 раза?

4-3. Какими факторами ограничивается нижнее и верхнее значения расхода газа в кулонометрическом гигрометре?

4-4. Как зависит диапазон измерения вискозиметра с падающим шариком от диаметра последнего?

4-5. При измерении концентрации углекислого газа в азоте термокондуктометрическим анализатором он показал значение концентрации 76%. Какова фактическая концентрация СО₂, если в смесь попали пары воды с концентрацией 7%? Теплопроводность компонентов газовой смеси, *10^-3, Вт/(м*К): CO₂ - 18,49; N₂ - 27,73.

4-6. На рисунке «а» приведена условная хроматограмма, полученная при градуировке хроматографа, а на рисунке «б» – хроматограмма, полученные при анализе неизвестной смеси. В качестве детектора был использован катарометр. Поправочные коэффициенты приведены в приложении А. Определите полный качественный и количественный анализ смеси.

 

а)

б)

4-7. Почему для питания датчиков термокондуктометрических и термохимических газоанализаторов необходим источник стабилизированного тока?

4-8. Можно ли использовать термокондуктометрический газоанализатор для контроля содержания горючих газов, а термохимический газоанализатор – для контроля содержания негорючих газов?

4-9. Измерительная схема диэлькометрического гигрометра представляет собой неуравновешенный мост. Возможна ли работа этого прибора по схеме уравновешенного моста? Если да, то что в этом случае надо изменить в схеме?

4-10. Каким образом производится настройка на требуемый поддиапазон измерения в весовых плотномерах для жидкости?

4-11. На рисунке «а» приведена условная хроматограмма, полученная при градуировке хроматографа, а на рисунке «б» – хроматограмма, полученная при анализе неизвестной газовой смеси. При анализе был использован детектор по плотности. Определите полный качественный и количественный анализ смеси.

а)

б)

4-12. Зависит ли чувствительность оптико-акустического газоанализатора от длины волны светового излучения?

4-13. Определите, как изменится температура чувствительного элемента (нити) термокондуктометрического газоанализатора, если через него первоначально пропускался воздух (при этом температура нити была равна 80 ⁰С), а затем анализируемый газ со следующим содержанием компонентов: кислород – 4%, углекислый газ – 13%, азот – 60%, водяные пары – 22%, водород – 1%. Температура стенок постоянна и равна 20 ⁰С. Состав воздуха: кислород – 21%; азот – 79%. Теплопроводность компонентов газовой смеси, *10^-3, Вт/(м*К): CO₂ - 18,49; O₂ - 28,67; N₂ - 27,73; H₂ - 195,96.

4-14. Сопротивление чувствительного элемента термохимического газоанализатора при температуре 400 ⁰С составляет 2,568 Ом. Определите, как оно изменится при прохождении через измерительную камеру газовой смеси с содержанием метана 4,5%. Удельная теплота сгорания метана составляет 34 мДж/м³, постоянная анализатора К = 2,7.

4-15. При измерении влажности воздуха номинальное значение точки росы составило 10 ⁰С. После протирки зеркальца замасленной тряпочкой температура точки росы понизилась до 0 ⁰С. Чему равна погрешность, возникающая при измерении относительной влажности воздуха (температура 20 ⁰С) при таком изменении точки росы, и какова причина такого изменения показаний гигрометра?

4-16. Как изменится чувствительность вискозиметра с падающим шариком при уменьшении его диаметра?

4-17. Оптико-акустический газоанализатор предназначен для измерения содержания этана. Определите, какие газы должны быть в фильтровых камерах, если в состав контролируемой газовой смеси входят также метан, окись углерода, азот, водород и углекислый газ. В приборе использовано излучение с длиной волны λ = 2,5 мкм. Спектры поглощения показаны на рисунке.

4-18. Вискозиметр с падающим шариком снабжен шариками трех различных диаметров, выполненных из одинакового материала. Какой из них соответствует наименьшему диапазону измерений?

4-19. Как изменяется емкость чувствительного элемента диэлькометрического гигрометра – увеличивается или уменьшается – при увеличении влажности газа? Нарисуйте примерный вид статической характеристики гигрометра.

4-20. Как изменится чувствительность оптико-акустического газоанализатора при увеличении абсолютного значения интенсивности светового потока в 2 раза?

4-21. Влияет ли на чувствительность оптико-акустического газоанализатора длина измерительной камеры?

4-22. Нарисуйте примерный вид статической характеристики вибрационного плотномера с двумя резонаторами (измерительным и компенсационным). С какого значения частоты она будет начинаться?

4-23. Градуировка термокондуктометрического газоанализатора осуществлялась на синтетической смеси с составом 10% СО₂ + 90% N₂, а реальный состав анализируемой смеси – 10% СО₂ + 70% N₂ + 20% О₂. Оцените относительную погрешность, возникающую из-за различия составов градуировочной и реальной смеси. Температура стенки 20 ⁰С, температура чувствительного элемента при градуировке 80 ⁰С, теплопроводность компонентов λ: СО₂ – 18,49*10^-3; N₂ – 27,73*10^-3; О₂ – 28,67*10^-3 Вт/(м*К).

4-24. Оптико-акустический анализатор используется для измерения углекислого газа в многокомпонентной газовой смеси, в состав которой входят также метан, окись углерода, азот, водород и этан. Определите, какие газы должны быть в сравнительной камере, если светофильтр настроен на длину волны 4,5 мкм. Спектры поглощения показаны на рисунке к заданию 4-17.

4-25. На рисунке «а» приведена условная хроматограмма, полученная при градуировке хроматографа, а на рисунке «б» – хроматограмма, полученная при анализе неизвестной газовой смеси. При анализе был использован детектор по плотности. Определите полный качественный и количественный анализ смеси.

а)

б)