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专利名称：二氧化碳临界点及p-v-T关系测定实验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种二氧化碳临界点及P-V-T关系测定的实验装台。
背景技术：
二氧化碳在常温常压下是无色无味的气体。由于它在常温下加压即可液化或固化，安全无毒，使用方便，因此用量逐年增加，应用范围不断扩大。在化工行业合成工业中，可利用二氧化碳合成尿素、生产碳酸盐，合成天然气、乙烯、丙烯等低级烃类，合成高分子单体及进行二元或三元共聚，制成了一系列高分子材料等；在农业上可用于蔬菜、瓜果的保鲜贮藏，把二氧化碳引入蔬菜温室，能增加蔬菜的生长速度，缩短其生长周期，提高温室的经·济效益。用飞机将干冰撒入云层施行人工降雨，能解决久旱无雨，庄稼失收的问题。同时二氧化碳也是很好的制冷剂，二氧化碳作为油田注入剂，可有效地驱油。为了便于相关人员全面掌握二氧化碳的物理性质，目前许多厂家已开发了二氧化碳临界点观测实验台。但目前已有的实验台在部件、结构、数据测量及测量临界点的功能上性能都比较差，在二氧化碳相关热物理参数的测量上还有待进一步提高。

实用新型内容本实用新型提供了一种二氧化碳临界点及p-v-T关系测量实验台，用于测定二氧化碳气体的临界点及其P-V-T关系。为了达到解决上述技术方案的目的，本实用新型所提供的一种二氧化碳临界点及P-V-T关系实验台包括自动加热水箱，临界点及P-V-T关系测定实验主体，活塞式加压装置，实验系统泄压装置，实验主体与活塞加压装置之间的高压联接软管、水泵及自动控温系统。在本实用新型中还具有以下技术特征所述的自动加热水箱的温度由多个热电偶测量水箱中不同位置水温取平均值得到，其加热装置的开启/关闭及加热温度均由自动控温系统控制。在本实用新型中还具有以下技术特征所述的活塞式加压装置中充满了液压油，系统中二氧化碳的压力由活塞式压力装置将液压油推进到实验主体装置后压缩二氧化碳得到。在本实用新型中还具有以下技术特征所述的系统泄压装置主要由设定了一定泄压压力的泄压阀及压力表所构成。为了防止实验过程中的实验压力超过实验系统所设计的最高压力，本实验台安装了泄压阀，泄压阀与压力表接通；液压油经活塞式压力计推进后首先进入泄压阀，再由泄压阀进入到实验主体系统中；当实验压力超过系统最高压力后，泄压阀自动泄压，将液压油重新导入到系统液压油入口处。在本实用新型中还具有以下技术特征所述的系统临界点及p-v-T关系测定实验主体，其结构为小直径的厚壁玻璃管及大直径的薄壁玻璃管组成的夹套式水浴加热结构。该夹套由内径为I. 5-2毫米、外径为6毫米左右的承压玻璃管及壁厚为I毫米、内径为20毫米带刻度的玻璃管组成，在薄壁套管上有进水口、出水口及测温口 ；同时该实验主体与活塞压力装置之间用内径为3毫米的高压软管联接。在本实用新型中还具有以下技术特征所述的系统实验主体中的厚壁玻璃管中充满二氧化碳气体，该厚壁管插入到下层为水银、上层为液压油的油杯中，以防止二氧化碳泄漏。在本实用新型中还具有以下技术特征厚壁管中二氧化碳的温度由夹套内热水保证，当加热水箱中的水被加热到一定温度后，由水泵泵送到实验台主体的夹套中，加热承压玻璃管中的二氧化碳气体。在本实用新型中还具有以下技术特征所述的自动控温系统主要由温控仪、热电偶和加热器组成，设定温度和测量温度的显示都通过温度仪表显示。热电偶有两组，一组植入水箱，另一组植入加热套，通过一个双向开关选择检测温度。本实用新型的温控模式可以 选择手动和自动，手动模式下加热器持续加热，双向开关用于选择显示水箱或加热套温度，自动模式下，根据温控仪提供的温控程序可以实现二位式温控模式，也可以实现精确的PID控制。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进行详细地描述.图I是本实用新型的二氧化碳临界点及p-v-T关系测定实验台的示意图；图2是实验台主体结构示意图。I.水箱测温热电偶2.控制箱3.水泵4.夹套出水管5.夹套进水管6.自动加热水箱7.实验台主体8.夹套水温热电偶9.恒温水套10.承压玻璃管11.高压软管12.泄压阀后油路阀门13.泄压阀14.给油杯15.压力表16.活塞式压力装置17.活塞式压力装置推进手柄18.压力表前阀门19. 二氧化碳气体20.填料压盖21.密封填料22.水银23.压力油24.不锈钢杯25.高压容器
具体实施方式
本实用新型包括自动加热水箱6，临界点及p-v-T关系测定实验主体7，活塞式加压装置16，水泵3，自动控温系统2，实验系统泄压装置13及其它附件。本实验系统中在一定温度下测定二氧化碳气体的压力与体积之间的关系，因此对实验台的操作是首先要将二氧化碳气体保持在一定的温度。该过程可通过如下操作完成首先打开控制箱2上的电源开关，在设定自动加热水箱6中水被加热的温度后，自动加热水箱中的加热器自动开启；此时再通过控制箱上的开关开启水泵3，通过夹套进水管5及出水管4后，将水箱中的水泵送到实验台主体中的水浴加热夹套中去，并将水温逐渐传递给厚壁管10中的二氧化碳，达到加热二氧化碳的目的。当水箱测温热电偶测量到自动加热水箱6中的水温达到设定温度后，自动加热水箱6中的加热器会自动停止加热；水箱中的水在循环过程中若温度下降超过温度控制器所设定的温度波动范围，加热器会自动开启加热水箱中的水。当自动加热水箱6中的温度达到设定温度后，保持实验系统中水循环系统的稳定流动，当该稳定流动保持十分钟以上时，从传热学的角度出发，即认定二氧化碳气体温度与实验台主体7中夹套内水的温度相同。此时通过活塞式加压装置16将油杯中的液压油挤压到实验台主体7中的油杯中；如果活塞式压力装置16在将液压油推进到实验台主体7的过程中，活塞式压力装置手柄16的推进一个行程不能使二氧化碳达到相应的压力，可通过泄压阀13后阀门12的开启/关闭达到多次从油杯中取油向实验台主体7中推进液压油的目的。当整个系统中的液压油达到一定压力后，液压油挤压实验台主体7中油杯内的水银向夹套厚壁管10中充满二氧化碳气体的空间中迁移，从而达到压缩夹套厚壁管10中二氧化碳的目的。而二氧化碳的体积则可通过水银柱的高度，并经过相应的计算后得到。在整个实验过程中压力表16前的阀门18始终保持开启状态。实验后，记录一定温度下系统中二氧化碳的压力与体积的关系，绘制成P-V图后，得到二氧化碳在一定温度下的二氧化碳压力——体积关系图；同时在临界温度下可测量得到二氧化碳气体的临界温度及临界压力。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实 质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求1.一种二氧化碳临界点及P-V-T关系测定实验台，其特征是该系统包括自动加热水箱，临界点及P-V-T关系测定实验主体，活塞式加压装置，实验系统泄压装置，实验主体与活塞加压装置之间的高压联接软管、水泵及自动控温系统。
2.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于所述的自动加热水箱及夹套内水的温度由多个热电偶测量水箱中不同位置水温取平均值得到。
3.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于所述系统中二氧化碳的压力由活塞式压力装置提供。
4.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于所述的系统泄压装置主要由设定了一定泄压压力的泄压阀及压力表所构成。
5.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于所述的系统临界点及P-V-T关系测定实验主体，其结构为小直径的厚壁玻璃管及大直径的薄壁玻璃管组成的夹套式水浴加热结构，在薄壁套管上有进水口、出水口及测温口。
6.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于所述的实验主体与活塞压力装置之间用内径为3毫米的高压软管连接。
7.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于所述的系统实验主体中的厚壁玻璃管中充满二氧化碳气体，该厚壁管插入到下层为水银、上层为液压油的油杯中。
8.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于厚壁管中二氧化碳的温度由夹套内热水温度确定。
9.根据权利要求I所述的二氧化碳临界点及p-v-T关系实验台，其特征在于所述的自动控温系统主要由温控仪、热电偶和加热器组成；热电偶有两组，一组植入水箱，另一组植入加热套，通过一个双向开关选择检测温度，同时温控系统的调节有手动和自动两种模式。
专利摘要本实用新型提供了一种带自动控温及压力控制系统的二氧化碳临界点及p-v-T关系测量实验台，它包括自动加热水箱，临界点及p-v-T关系测定实验主体，活塞式加压装置，水泵、自动控温系统及实验系统泄压装置。自动加热水箱的温度由多个热电偶测量水箱中不同位置水温取平均值得到，其加热装置的开启/关闭及加热温度均由自动控温系统控制。二氧化碳的压力由活塞式压力装置将液压油推进到实验主体装置后压缩二氧化碳得到。同时本实用新型还设计了泄压装置，目的是防止实验过程中的实验压力超过实验系统所设计的最高压力。该实验台的系统临界点及p-v-T关系测定实验主体是夹套式水浴加热结构，该夹套由内径为1.5-2毫米、外径为6毫米左右的承压玻璃管及壁厚为1毫米、内径为20毫米带刻度的玻璃管组成，该实验主体与活塞压力装置之间用内径为3毫米的高压软管联接。另外，该实验台的自动控温系统主要由温控仪、热电偶和加热器组成，设定温度和测量温度的显示都通过温度仪表显示，其温控模式分为手动和自动两种。
文档编号G01N25/12GK202599882SQ20122014857
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者周艳, 何燕, 杨广志, 巢军 申请人:青岛科技大学