Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 145
Текст из файла (страница 145)
))ля сильных электрона кан ааааа литов, которые в водных растворах при малой концентрации иэ почти полностью распадаются нанн на ионы, значение о принимают кап равным единице. и,т Уравнение (22-2-6) можно представить в следующем виде: с п о аа = ат1 (1„+ 1,), (22-2-7) где 1„и 1, — подвижность соответственно катионов и анионов ((а + 1„= Л). Подвижности ионов представляют собой произведение их абсолютной скорости о„и оа на число Фарадея и.
Электропроводностьа водных растворов находится в сложной зависимости от концентрации раствора. На рис. 22-2-1 представлены зависимости удельной электропроводности к водных растворов аекоторых веществ от их концентрации. Из этого графика видно, что аднозначная зависимость между электропроводностью раствора и концентрацией имеет место лишь в том случае, если измерения элекаропроводпости выполняются а области сравнительно низких концентраций. Концентрации растворенных веществ, которые прихогится определять при контроле качества пара, конденсата, питааельной и котловой воды, соответствуют начальньгм участкам приаеденных на рис.
22-2-1 кривых, где удельная электропроводность «епрерывно увеличиваечся с ростом концентраций. При измерении электропроводности конденсата пара и питательюй воды, являющихся водными растворами с очень малой конценрацией солей, степень электролитической диссоциации можно принять равной единице. В этом случае для определения электропроводности можно использовать упрощенное уравнение и= — т1Л . (22-2-8) Здесь Л вЂ” эквивалентная электропроводносаь при бесконечном разбавленни, которая определяется равенством Ла = !к, аа+ !а. аа ° (22-2-9) где !к н !, — подвижности соответственно катионов и анионов при бесконечном разбавлении раствора (для ИаС! !„, = 43,16; 1с(, = 65,24).
Значения Л, Л, 1к,, 1„и температурных коэффициентов подвижностей ионов, соответствующие температуре 18'С, приведены в [971. Температура /а — — 18'С при измерении удельной электропроводности водных растворов обычно принимается за нормальную (исходную), для которой приводятся данные поэлектропроводности. При измерении элсктропроводности псобходимо учитывать влияние теьшературы раствора на показания прибора, так как с изменением температуры раствора на 1" С его злектропроводпость изменяется на 1,5 — 2,5а4.
Этим определяется важность поддержания постоянства температуры анализируемого раствора при измерении электропроводности или использования эффективно работающей антоматической температурной компенсации, уменьшающей влияние колебаний температуры раствора на показания прибора. Зависимость электропроводности водных растворов от температуры / при малых отклонениях от 18'С выражается формулой на = кта !1+гак (! — 18)1. (22-2- 10) При температуре /, отличаюгцейси от 18' С на 10 — 25' С и более, необходимо пользоваться уравнением на = кта(1+ ааа (! — 18)+ (1а (! — 18)а~а (22-2-11) ~к аааагк+ аа, ава~а !к.
аа+/а, аа (22-2-12) Здесыхм и сам — температурные коэффициенты подвижности соответственно катиона 1,,а и аниона !, „(для !4аС! са,„, = 0,0244 1/'С; ааас1 = 0*02!6 1/ С). Температурный коэффициент электропроводности ра (для КаС1 Р,,н с1 = 0,000086 1/'С'), по данным Кольрауша, связан с коэффициентом а, соотношением (22-2-13) ()а = 0.0163 (сза — Оа0174) ° где а, — температурный коэффициент электропровод~ости (аа,нас1 = 0,0227 1/аС), согласно формуле Зависимость электрического сопротивления фиксированного обьема раствора между электродами преобразователя от температуры 1, незначительно отличающейся от 18'С, выражается формулой )з ога 1+ аа (т — 18) ' Прн температуре г, отличающейси от 18' С на 10 — 25' С н более, следует пользоваться уравнением )( те!а 1+ аа (т — 18)+ Ва (т — 18)' При контроле водного режима электростанций концентрацию солей обычно выражают в миллиграммах на литр (ыг/л) или микро- граммах на литр (ыкг1л).
В приведенных выше уравнениях используется эквивалентная концентрация. Пересчет этих концентраций производят по формуле С т) = !Юал ' (22-2-1б) где 11 — эквивалентная концентрация, г-экв см з„ С вЂ” концентрация,мг/л; А — эквивалентная масса ионов растворенного вещества, согласно формуле А =А„+А,. СИас1 МИаС1. го (1Иа, оа+ С1, аа) А ИаС! (22-2-17) ПоДставлаа в зто выРажение зиачениЯ 1иа, 1с! и Аи,с1, полУчаем: ми с! 1 — — (43,16+66,24) — — =1,864.10 аСи, 1. (22-2- 8) 10 С Градуировку кондуктометвов жидкости (солемеров) обычно производят прн нормальной температуре Га = Й)' С, Для пересчета н с на значение температуры Га можно воспользоваться 4!орыулой (ва-2-10) миас1, г„=инес!, ! [!+па, иас! ( н ол' 1 — г )зт.
(аа-2-19) Здесь А„ и Л, — эквивалентная масса соответственно катиона и аниона растворенного вещества (для КаС! Аи, = 23,00; Асг = = 35,46; Аи,с! =- 58,45). Значения эквивалентных масс ионов веществ, встречающихся при измерении электропроводности водных растворов, приведены в (97, 98). Выше отмечалось, что градуировка кондуктометров жидкости (солемеров) производится по ИаС1, т. е.
на условное солар!канве в растворе этой соли. Это обусловлено тем, что среди различвых солей, содержащихся в конденсвте водяного пара и питательной воде парогенераторов„средним значением электропровод- ности обладает хлори=тый натрий (ИаС1). Электропроводпссп водного раствора ИаС! при малых концентрациях и при исходной температуре Га = 1В С может быть определена с учетом выраакений (22-2-8), (2х2-2-9) и (22-2-16) по уравнению ПОДСтаВЛЯЯ В атО УРаВНЕНИЕ ЗнаЧЕНИЯ Хнао! Ь, Гв, ГВ И а, ГМСИ ПСЛУЧаЕМ: хн.ш, =1,854. 10-еС„„с,!!+0,0227 (20 — 18)) =1,938.
1О-еС„„О. (2з.3-20) Электрическое сопротивление фиксированного объема раствора й!аС! преобразователя при малой его концентрации и при температуре ги =- Ы'С может быть определено с учетом выражений (22-3-3) и (22-2-20) по формуле йп 10 ~п Нво1, Ги=ям С1 Г = 1,938СН С! ' В копденсате пара и питательной воде парогенераторов кроме небольшого количества солей обычно присутствуют растворенные газы — аммиак (Р(Нз) и углекислый газ (СОД вЂ” и гидразин.
Наличие растворенных газов и гидразина изменяет электропроводность конденсата и питательной воды, и показания кондуктометра жидкости (солемера) не соответствуют однозначно условному содержанию солей, т. е. значению сухого остатка, полученного путем выпаркн конденсата или питательной воды. Это приводит к необходимости внесения поправок в показания прибора или применения дополнительного устройства для удаления из пробы растворенных газов и гидразина.
Дополнительное устройство в виде дегазатора для удаления из пробы растворенных газов не исключает влияния на показания кондуктометрического анализатора гидразина. Применяемый в настоящее время фильтр, заполненный катионитом марки КУ-2, позволяет исключить влияние на показании прибора аммиака и гидразина. Электродные кондуктометрические преобразователи. Электродные преобразователи, применяемые для измерения электропровод- ности растворов, изготовляют для лабораторных исследований различных растворов и для технических измерений. Измерения в лабораторных условиях производят на переменном токе.
При этом необходимо отметить, что копдуктометрическнй метод измерения на переменном токе остается общепринятым в повседневной лабораторной практике. Технические измерения электропроводности растворов с использованием электродных преобразователей производят, как правило, на переменном токе с частотой 50 Пц. Устройство, размеры, а следовательно, и постоянная электродных преобразователей в существенной степени зависят от изгиеряемого значения электропроводности раствора. В технических измерениях наиболее распространены преобразователи с цилиндрическими коаксиальными и в меньшей степени — с плоскими электродами. Устройство преобразователей с цилиндрическими коаксиальными электродами схематично показано на рис. 22-2-2.
У преобразователя, представленного на рис. 22-2-2, а, наружный цилиндрический электрод является одновременно и корпусом его. Второй преобразователь (рис. 22-2-2, б) имеет также цилиндрические коаксиальные электроды, но они расположены в стальном его корпусе, к которому приварен один электрод, Этот преобразователь исполь- лстй д Рис. 222-2.2. Устройство преобразователей с цилиндрическими коаксиальными электродами. 2 — зажины дия присоединении проводов; 2 — влектроды; 3 — стальной корпус; 4— ивзаяторы. Рис.
22-2-3. Устройство преобразователя с плоскими электродами. 2 — корпус преобразователя; 2— зажимы диа присоединения провадов; 2 — виектроды. проточных электродные преобразователи выполняют также погружного типа, непосредственно погружаемые в трубопровод с жидкостью, электропроводносгь (или концентрацию) которой необходимо контролировать. Электроды преобразователей для технических измерений выполняют нз нержавеющей стали марки 1Х18НОТ. Электроды преобразователей для лабораторных исследований растюров электролитов изготовляют из платины. Для уменьшения толяризации электродов их покрывают слоем платиновой черни.
..ссуды этих преобразователей выполняют обычно из стекла. Разнеры сосудов выбирают в зависивюсги от ожидаемого значения элекрропроводности исследуемого раствора. На элеитродах преобразователя, соприкасающихся с раствором, протекают .'ложные электрохимические процессы. Пространство между элеитрадами запоя. ~ено при измерении электропроводности водных растворов средой с высоким зна~ением диэлектрической проницаемости. По этим причинам фиксированный объем )аствора между электродами преобразователя при измерении на переменном токе |редставляет иомплексиое электрическое сопротивление — комбинацию активных зуется в солемерах ЦКТИ с малогабаритными концентраторалзи 11011.
В преобразователь через левый штуцер из концентратора поступает дегазированная и обогащенная проба, имеющая постоянную температуру, близкую к 1ОО'С. Верхний штуцер преобразователя соединяют стальной трубой с паровым пространством малогабаритного концентратора, солемера.
Схема 'устройства преобразователя с плоскими электродами приведена на рис. 22-2-3. Особенность преобразователя, показанного на рис. 22-2-3, заключается в том, что площади его электродов и эффективного сечения раствора, через которое протекаег ток, неодинаковы. Кроме рассмотренных и емкостных составляющих. Эквивалентная электрическая схема электродного преобразователя с уче«оьг электродных процессов представлена на рис. 22-2-4. К электродным процессам относятся процесс электролиза раствора при прохождении через него электрического тока н процесс образования двойного влсктрического слоя на границе раздела сред «металл электрода — раствор». Образование двойного электрического слоя происходит за счет воздействия внешнего электрг: ческсго поля, неравенства химических потенпнвзов ионов металла электродов и ионов в Растворе и специфической адсорб» ции ионов и полярных молекул.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
