Ćwiczenie C9

Ćwiczenie C9
WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZALNOŚCI HYDRAULICZNEJ
Cel ćwiczenia
Poznanie podstaw termodynamiki procesów nieodwracalnych. Wyznaczenie współczynnika
przepuszczalności hydraulicznej (Lp) charakteryzującego właściwości transportowe membran.
Układ Pomiarowy
Zestaw pomiarowy składa się z dwóch komór (L, R) o jednakowych objętościach rozdzielonych
membraną (M), przedstawionego schematycznie na rysunku. Do komory R podłączona jest
wykalibrowana pipeta (K), a do naczynia L - rezerwuar (N) o regulowanej wysokości
ustawienia w pionie. Komora pomiarowa (R) i pipeta (K) zawiera roztwór o stężeniu CR ,
natomiast komora pomiarowa (L) oraz rezerwuar (N) - roztwór o stężeniu CL. Roztwory znajdujące się
w komorach L i R miesza się za pomocą mieszadeł (s).
N
∆P
∆h
K
Kolejność wykonywanych czynności:
Wyznaczanie współczynnika przepuszczalności hydraulicznej (Lp)
1. Wypełnić komory L i R, pipetę (K) i rezerwuar (N) czystą wodą oraz ustawić rezerwuar
(N) na stałej wysokości w trakcie całej serii pomiarowej.
2. Zmierzyć przyrost objętości ∆V komorze R za pomocą pipety K i obliczyć strumień
objętościowy (Jv) ze wzoru
3
 ∆V   m 
J Vi = 
 
 S∆t   s 
gdzie S jest powierzchnią czynną membrany, ∆ t- przyrostem czasu.
3. Obliczyć różnicę ciśnień hydrostatycznych ze wzoru
∆Pi = ρg ∆h i
gdzie -ρ - gęstość wody w temperaturze otoczenia, g - przyśpieszenie ziemskie,
∆hi = h – h 0 różnica wysokości między rezerwuarem (N) i pipetą (K).
4. Obliczyć wartość współczynnika przepuszczalności hydraulicznej ze wzoru:
 J  m 3
Lp =  V  
 ∆P   Ns



5. Ocenić błąd pomiaru współczynnika Lp metodą różniczki logarytmicznej przyjmując:
S=const,
S=3,14*10 – 4 m2
∆ (∆ t) – niepewność pomiaru czasu
∆ (∆ V) – niepewność pomiaru zmiany objętości
∆ (∆ h) – niepewność pomiaru różnicy wysokości
Wymagania:
- strumień objętościowy, strumień substancji rozpuszczonej (wzór, jednostka, definicja).
- procesy transportu przez błony biologiczne (transport bierny, aktywny).
- dyfuzja przez błony, osmoza, warstwy graniczne przy membranie.