Temat ćwiczenia: Czujniki wielkości fizykochemicznych. Pomiary
Transkrypt
Temat ćwiczenia: Czujniki wielkości fizykochemicznych. Pomiary
Automatyka i pomiar wielkości fizykochemicznych ĆWICZENIE NR 9 Temat ćwiczenia: Czujniki wielkości fizykochemicznych. Pomiary gęstości, lepkości oraz pH Cel ćwiczenia: Praktyczne zaznajomienie z densytometria oscylacyjną. Umiejętność wykonania laboratoryjnych pomiarów lepkości cieczy w funkcji temperatury; wyznaczenie energii aktywacji i entalpii swobodnej aktywacji przepływu lepkiego. Pomiary lepkości miernikiem do pracy ciągłej. Kalibracja pH-metru i pomiar pH. Zagadnienia do kolokwium: Czujniki pomiarowe, klasyfikacja czujników. Czujniki i układy do pomiaru wielkości fizykochemicznych (ciśnienie, temperatura, przepływ, gęstość, lepkość, pH). Wzorce (gęstość, lepkość, pH). Lepkość dynamiczna i kinematyczna, jednostki, zależność ArrheniusaGuzmana; Ultradźwięki, technika ultradźwiękowa w pomiarach lepkości, przepływu, gęstości. Literatura: 1. M. Miłek, Metrologia elektryczna wielkości nieelektrycznych, Oficyna Wydawnicza Uniw. Zielonogórskiego, Zielona Góra 2006. 2. J. Bednarczyk i in., Podstawy metrologii technicznej – laboratorium, WND, AGH, skr.1591, Kraków, 2000. 3. Praca zbiorowa, Automatyka. Poradnik inżyniera, WNT, Warszawa 1969. 4. M.Turkowski, Przemysłowe sensory i przetworniki pomiarowe, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2000. 5. M. Łapiński, W. Włodarski, Miernictwo elektryczne wielkości nieelektrycznych. Czujniki pomiarowe, WNT, Warszawa 1970. Odczynniki i sprzęt laboratoryjny: Termostat UTU 4; regulator analogowy PI Unipan 660; Viscoclock z wiskozymetrem Ubbelohde’a; wodny roztwór glikolu etylenowego; wiskozymetr ultradźwiękowy Unipan 505; pH-metr N-512 Elpo, roztwory buforowe. # Karty charakterystyki stosowanych odczynników dostępne na pracowni. Przebieg ćwiczenia: 1. Pomiary gęstości. Densytometria oscylacyjna. 2. Pomiary lepkości w funkcji temperatury wiskozymetrem Ubbelohde’a z automatycznym pomiarem czasu (Viscoclock). 3. Wiskozymetria ultradźwiękowa. Pomiar wiskozymetrem ultradźwiękowym Unipan 505. 4. Pehametria. Kompensacja temperatury. Kalibracja pH-metru przy pomocy roztworów buforowych. © Katowice, 2016 Opracowanie wyników: Zestawienie metod pomiaru gęstości. Zestawienie metod pomiaru lepkości. Obliczenie lepkości kinematycznej ν zgodnie z zależnością (1). Wyznaczenie współczynników temperaturowej zależności lepkości dynamicznej zgodnie z równaniem ArrheniusaGuzmana.(2). Wyznaczenie energii aktywacji przepływu lepkiego Ea. Wyznaczenie entalpii swobodnej aktywacji przepływu lepkiego ∆G z godnie z zależnością (3). Wykresy. Analiza błędów. Wnioski. ν = K⋅tsr (1) lnη = A + Ea/(RT) (2) ∆G = RT ln (ηV/(hNA)) (3) gdzie K oznacza stałą kapilary, tsr średni czas wypływu, η lepkość dynamiczną, R stałą gazową, h stałą Plancka, V objętość molową, a NA = 6.02⋅1023 mol-1 © Katowice, 2016