Сборник задач и вопросов по ТТИиП Кузнецов Н.Д. Чистяков В.С. (1013662), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Постоянная ячейки К=11,2 м- 1 . Ячейка заполнена раствором,и ее сопротивление при этом составляет 5 МОм.Определите концентрацию раствора, если известно, что зависимость между концентрацией С и удельной электропроводностью %0описывается уравнением х0 = аС, где а = 1,75-10^8 (См/м)/(мг/л).СйЛ/Возможна ли компенсация температурной погрешности кончен тратомера, если в качестве компенсатора использовать только медноесопротивление RMЭлектроды электродной ячейки (рис. 6.1) не зашунтированы.Ячейка заполнена 5 %-ным раствором КС1, удельная электропроводность при 20 °С составляет 7,18 См/м, температурный коэффициент 6 = 0,020 К - 1 .
Постоянная ячейки /С== 190 м - 1 . Температурную компенсацию необходимо осуществить при температурах 20 и 40 °С.'|\* \ 6.4.}Электродная ячейка (рис. 6.1) \с постоянной К =190 м- 1 заполнена раствором КС1концентрацией 5 °/о, удельная электропроводность раствора при 20 °С и0 = 7,18 См/м. Температура раствора может изменяться в интервале 20—40 °С, при этом средний температурный коэффициент электрической проводимостираствора равен р = 0,0201 К - 1 .Определите сопротивление медного резистора R,,,, обеспечивающего компенсацию изменения сопротивления ячейки в указанном температурном интервале.Сопротивление шунта RVJ примите равным сопротивлению элек-тродной ячейки Rn при / = 2 0 "С. Температурный коэффициент сопротивления меди а=0,00426 К - 1 .Пр5} Для условия задачи 6.4 определите температуру, при которойбудет иметь место наибольшая погрешность за счет неполной компенсации изменения сопротивления ячейки изменением сопротивлениямедного резистора.Оцените эту погрешность, предполагая, что зависимость удельнойэлектропроводности х 0 от концентрации С (при концентрации 5—10 %)- имеет вид и0 = 7,18+1,38 (С—5), См/м.6.6.
Ячейка концентратомера состоит из электродов, расположенных по торцам цилиндрического канала, по которому протекаетраствор. Расстояние между электродами / = 70 мм, диаметр, определяющий эффективную площадь сечения, й эф = 1,1 мм. Ячейка предназначена для измерения концентрации NaCl в диапазоне от 5 до 50 мг/л.Удельная электропроводность раствора в этом диапазоне и а =191 СмкСм/м, где С — концентрация NaCl, мг/л.Определите шунтирующее Rm и медное Ям сопротивления длядиапазона температур 20—40 °С (0=0,0229 .
К - 1 ; «=0,00426 Кг 1 ) иоцените абсолютную погрешность компенсации при номинальной концентрации С=40 мг/л.6.7. Концентратомер, отградуированный в процентах по массеNaCl, имеет шкалу 5—10 %. Постоянная электродной ячейки 500 м - 1 .В интервале 5—10 % зависимость удельной электропроводности и 0раствора NaCl от концентрации С приближенно можно описать уравнениеми0 = 7 , 0 1 + 1,104 (С — 5).Определите показания концентратомера при пропускании через него 6 %-ного раствора КС1 (удельнаяэлектропроводность к' == 8,564 См/м).6.8.
Концентрация раствора NaCl измеряется электродным концентратомером. Номинальное значение концентрации раствора 100 мг/л.Оцените изменение показаний прибора, вызванное случайным попаданием в раствор щелочи NaOH, концентрация которой в измеряемом растворе составляет 5 мг/л. Проводимость раствора NaOH, превышает проводимость раствора NaCl той же концентрации в 2,8 раза.6.9. Будет ли осуществляться компенсация температурной погрешности в схеме безэлектродного кондуктометра (рис. 6.2) с помощьюполупроводникового терморезистора Rt и манганиновых резисторов#1 И Яш? .Сопротивление полупроводникового терморезистора изменяется поВзакону Rt—R0e( - - т^т°.Температурный коэффициент электропроводности раствора |3 остается постоянным при температуре от t\ дог2.
Каков порядок расчета термокомпенсирующей цепочки?6.10. Рассчитайте значения R\ и, Яш безэлектродного кондуктометра (рис. 6.2) для введения коррекции в показания на интервале температур от /( = 20°С до / 2 = 5 0 °С. Диапазон измерения концентратомера5—15 % КС1. Оцените погрешность, которая может иметь местопри концентрации 5 % КС1 и tx ==20 СС, а также при концентрации 15% КС1 и / 2 =50°С. Расчетведется на номинальное значениетемпературы раствора /И = 35°С.Постоянная жидкостного контура/( = 700 м - 1 .
Удельные электропроводности раствора при ^i = 20 °C итемпературныекоэффициентыимеют следующие значения:С1 = 5%КС1,к о1 = 7,177 См/м,p t = 0,0201 К - 1 ;С2=10%КС1,х 0 2 = 14,1 См/м,p 2 = 0,018S К - 1 ;С 3 = 15% КС1, и 03 = 20,9 См/м,р 3 = 0,0179 К " 1 .При температуре раствора /Н = 35°С зависимость удельной элек»тропроводности, См/м, от процентной концентрации описывается выражением'•»х„ = 0,2472 + 1 , 7 1 5 С — 0,004072С2. •Напряжение питания £/„ит = 127 В. ""Обмоточные данные схемы:«1 = 127 витков; я 2 = 1 0 витков; /гш = 1 виток. Максимальный компенсационный сигнал 1/к.макс=10 В. Начальное сопротивление терморезистора Яо = 5 кОм, коэффициент В=2300.6.11.
С помощью каких резисторов (рис. 6.2) возможна подгонканачала и конца шкалы при заданных Rt, Rm, Ri и Я2?6.12. Определите коэффициент преобразования водородного электрода и его зависимость от рН при /=25 °С при следующих значенияхпостоянных, входящих в формулу' Нернста: универсальная газовая постоянная Я = 8,317 Дж/(К-г-моль), число Фарадея F =96 522 Кл/г-экв.6.13. Электродвижущая сила, мВ, электродной системы, состоящейиз измерительного стеклянного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения, зависит от значения рН и температуры раствора: Е==—203—(54,16+0,1980 (рН—4,13).Определите координаты изопотенциальной точки, а также коэффициент преобразования системы.6.14.
Определите в общем виде зависимость абсолютной погрешности электродной системы рН-метра (в единицах рН) от температурыраствора. Уравнение электродной системы имеет вид: £ = £ я — ( 5 4 , 1 6 ++ 0,1980 (рН—рН„); £* = — 203 мВ; рН„ = 4,13.Определите погрешность при отсутствии температурной компенсации, если градуировка производилась при температуре ^ = 20°С, адействительная температура /2 = 35 0 С. Действительное значение рН = 9.6.15. Градуировка электродной системы производилась по стандартным буферным растворам. Электродвижущая сила электроднойсистемы имела следующие значения:рН 1 =1,67рН 2 =1,77рН 3 =9,27рН 4 =8,88ииии^=15°С* 2 =80°С/ 1 =15°Сг 2 =80°С£I=+1,27MB£2=+4.27мВ£ 3 = — 432,69 мВ£ 4 =—494,14 мВОпределите коэффициенты уравнения электродной системы.6.16.
Измерительный электрод имеет внутреннее сопротивление#и=50 МОм, электрод сравнения Rc = 20 кОм. Электродвижущая сила, развиваемая системой, 500 мВ. Для измерения ЭДС используетсямилливольтметр с диапазоном 0—0,5 В и входным сопротивлениемRBX=0,5кОм.Какими будут его показания при названных условиях?6.17. Определите концентрацию С0 2 в продуктах горения, если анализ содержания С0 2 производился объемно-абсорбционным газоанализатором.Объем смеси в измерительной бюретке до поглощения У0 = 100 мл,объем после поглощения Vn = 94 мл.
Объем вредного пространства внеизмерительной бюретки (объем распределительной гребенки и другихсоединительных частей) Ув.п = 2,5 мл. Коэффициент Кп, характеризующий отношение объема компонента, поглощенного в газоанализаторе,к объему этого компонента до поглощения, равен 0,95.• 6.18. Определите концентрацию кислорода в дымовых газах, еслианализ производился объемно-абсорбционным газоанализатором и объем смеси после поглощения составил Уп = 95 мл; 1/о=ЮО.мл; VB.a == 2 , 5 мл; Яп=0,95 (см. задачу 6.17).
Температура газа перед отбором.пробы в газоанализатор ^ = 40 °С. Во время анализа температура газа снизилась до ^2 = 30°С.6.19. Анализ содержания углекислого газа в продуктах горенияосуществляется термокондуктометрическим газоанализатором.Определите, как изменится температура чувствительного элемента(нити) газоанализатора, если через него первоначально пропускалсявоздух (температура нити 80 °С),.
а затем стали пропускаться продуктыгорения со следующим содержанием компонентов: кислород — 4 % ,углекислый г а з — 1 5 % , азот — 6 3 % , водяные пары—18%.Предполагается, что количество теплоты, передаваемой от чувствительного элемента к стенке, одинаково при любой газовой смеси.Предполагается также, что передача теплоты осуществляется толькоза счет теплопроводности, а температура стенок постоянна и равнаГст = 20°С.6.20. Для условия задачи 6.19 определите, как изменятся показания газоанализатора, если печь для дожигания водорода з газоанали- :заторе не работает, а в продуктах горения содержится 0,2 % Н2 и состав смеси будет следующим: Ссс>2 = 15%; С 0]! = 4 % ; С К г = 6 2 , 8 % ;СНг=0,2% и CHj0=18%.6.21.
Оцените погрешность, которая может иметь место при эксплуатации термокондуктометрического газоанализатора, если его градуировка на С0 2 осуществлялась на синтетических смесях (например,10% СО 2 +90% воздуха или 10% СО г +90 % N 2 ), а средний составпродуктов горения природного газа следующий: СО 2 =10%; 0 2 = 2 % ;N 2 =70 % и Н 2 0 = 1 8 % .
При заполнении всех камер газоанализаторавоздухом температура чувствительного элемента Гно=80 °С. Темпера- •тура стенки г с т =20°С.6.22. Газоанализатор, определяющий состав смеси по теплопроводности, градуировался по синтетической смеси C0 2 +N 2 . Измерительнаясхема газоанализатора (рис. 6.3) представляетсобой неуравновешенный- мост, образованный четырьмя одинаковыми чувствительными элементами из платиновой проволоки с сопротивлением при 0 °С /?о=1 Ом. Полагаем, что зависимость сопротивления от температуры имеет вид Rt — Ro{l ++ at), где а = 3,92-10- 3 К - ' . Мост питается стабилизированным током / = 350 мА, при этом .температура элементов Rt и ^ 3 , находящихся в азоте,равна 80 °С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
