Ответы на вопросы к экзамену по дисциплине: «Железнодорожный хладотранспорт и основы теплотехники»
Назовите виды и устройтства приборов для измерения плотности жидкости в холодильных устройствах
Плотность раствора измеряют ареометром. Этот прибор (рис. 2.5) состоит из стеклянной трубки, нижняя часть которой имеет увеличенный диаметр и заканчивается шариком (1), заполненным мелкой дробью или ртутью. Верхняя тонкая трубка (2) имеет деления с обозначениями плотности жидкости (г/см3). Ареометр погружается в сосуд (3) с жидкостью тем глубже, чем меньше ее плотность.
Устройство Ареометра основано на гидростатическом законе , по которому каждое тело плавает в жидкости столь глубоко погруженным в неё, что вес вытесненной им жидкости равен весу всего плавающего тела (в данном случае под телом подразумевается ареометр).
Принцип действия ареометра основывается на законе Архимеда Fa = ρgV.
Архимед писал: " Тела более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут опускаться пока не дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела".
По плотности раствора определяют содержание соли. Для этого после измерения ареометром плотности раствора по таблицам физических свойств раствора определяют процент соли в растворе. Измерив объем, занимаемый раствором, определяют содержание соли в растворе по формуле:
Gсоли = V · g · P/100,
где V – объем жидкости; g – удельный вес жидкости; P – процентное содержание соли.
Концентрация соли в растворе связана с температурой его замерзания. По мере увеличения концентрации соли до криогидратного состояния раствора температура замерзания его понижается, при увеличении концентрации в пределах выше криогидратного состояния, температура замерзания раствора повышается.
Для измерения плотности отдельных жидких пищевых и других продуктов существуют специальные ареометры. Например, лактометром измеряют плотность молока (т.е. жирность в процентах), спиртометром измеряют содержание спирта в растворе (в градусах).
Ареометры. В соответствии с законом Архимеда масса жидкости, вытесненная плавающим ареометром, равна его массе. Различают ареометры постоянной массы (наиб. распространены) и постоянного объема.
К ареометрам постоянной массы относятся денсиметры (рис. 1,а), шкалы к-рых градуируются в единицах плотности, и приборы для определения концентраций р-ров (шкалы градуируются в % по объему или по массе), имеющие спец. названия: лактомеры - измеряют жирность молока, спиртомеры - содержание спирта в воде, сахаромеры - содержание сахара в сиропах и т.д.
При определении плотности ареометрами постоянного объема (рис. 1,5) путем изменения массы поплавка достигают его погружения до соответствующей метки. Плотность находят по массе гирь (размещают на тарелке) и ареометра и по объему вытесненной им жидкости. Такие приборы м. б. использованы также для измерения плотности твердых тел.
Пикнометры. Плотность находят по отношению массы жидкости к ее объему. Последний измеряют по шкале или меткам на сосуде (рис. 2), массу - взвешиванием на аналит. весах. Пикнометры спец. формы (шаровидные и др.) применяют также для определения плотности газов.
Приборы для гидростатич. взвешивания. Данный метод определения плотности жидкостей и твердых тел также основан на законе Архимеда. Плотность жидкости измеряют, взвешивая в ней к.-л. тело (обычно стеклянный поплавок), масса и объем к-рого известны. Плотность твердого тела определяют его двукратным взвешиванием-сначала в воздухе, а затем в жидкости с известной плотностью (как правило, в дистиллиров. воде); при первом взвешивании находят массу тела, по разности результатов обоих взвешиваний - его объем. В зависимости от требуемой точности гидростатич. взвешивание проводят на техн., аналит. или образцовых весах (см. Весы). При массовых измерениях широко используют менее точные, но более быстродействующие спец. гидростатич. весы, напр.весы Мора, Вестфаля либо их комбинацию (рис. 4).
Плотность вязких жидкостей лучше всего измерять ареометрами или с помощью гидростатич. весов, маловязких -пикнометрами.