Капсула для калориметричних досліджень

Реферат: Винахід належить до пристроїв для теплових вимірювань і може бути використаний при калориметричних дослідженнях рідких або пастоподібних речовин, зокрема харчових продуктів. Заявлена капсула для калориметричних досліджень містить стакан циліндричної форми, всередині якого встановлені перегородки з металу або металевого сплаву. Периферійні частини перегородок знаходяться в тепловому контакті із внутрішньою поверхнею стакана. Кожна перегородка має принаймні один отвір і виступи, розміщені перпендикулярно площині перегородок. Довжина виступів становить 0,2-0,8 діаметра перегородок. Віддаль між перегородками становить 0,2-0,8 діаметра перегородок. Застосування винаходу дозволяє зменшити термічний опір між зразком матеріалу, розміщеним в порожнині капсули, та калориметром. UA 111037 C2 (12) UA 111037 C2 UA 111037 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до теплових вимірювань і може бути використаний при калориметричних дослідженнях рідких або пастоподібних речовин, зокрема харчових продуктів. Відома капсула для калориметричних досліджень у вигляді ампули з плавленого кварцу, порожнина якої призначена для розміщення в ній зразка досліджуваного матеріалу [1]. Капсула призначена для високотемпературних досліджень при умові ізоляції зразка матеріалу від зовнішнього середовища, що досягається вакуумуванням капсули з наступним заварюванням. Описана капсула використовується в основному для дослідження нових матеріалів, зокрема напівпровідникових при високих температурах. Недоліком описаної капсули є значна маса капсули у порівнянні з масою зразка матеріалу, що зменшує точність визначення досліджуваних параметрів через необхідність введення значних поправок на тепловміст капсули. Відома капсула для калориметричних досліджень, яка містить мідний або латунний стакан циліндричної форми [2]. Капсула призначена для визначення питомої теплоємності. Недоліком описаної капсули є недостатня швидкість теплообміну між зразком матеріалу та калориметром при теплових дослідженнях зразків матеріалів з незначною теплопровідністю, зокрема рідких або пастоподібних харчових продуктів. Задачею винаходу є зменшення термічного опору між зразком матеріалу, розміщеним в порожнині капсули, та калориметром. Поставлена задача вирішується таким чином, що капсула для калориметричних досліджень, яка містить циліндричний стакан, згідно з винаходом, додатково містить принаймні одну поперечну перегородку з металу чи металевого сплаву, встановлену в порожнині стакану таким чином, що периферійна частина перегородки знаходиться в тепловому контакті з внутрішньою поверхнею стакана. Винахід передбачає також можливість встановлення в порожнині стакана групи перегородок, віддаль між якими становить 0,2-0,8 діаметра поперечного перерізу стакана, перегородки можуть мати виступи, розміщені перпендикулярно площині перегородок, довжина виступів становить 0,2-0,8 діаметра поперечного перерізу стакана, а в перегородках виконано принаймні по одному отвору. Віддаль між пластинами залежить від довжини виступів. При довжині виступів, меншій 0,2 діаметра пластини, збільшується сумарна маса капсули за рахунок збільшення кількості пластин, а при довжині виступів понад 0,8 діаметра пластини інтенсивність теплообміну між досліджуваною речовиною і калориметром суттєво не збільшується. На кресленні показано конструкцію запропонованої капсули для калориметричних досліджень. В стакані 1 розміщено перегородки 2 з виступами 3 та отворами 4. Рідкий або пастоподібний зразок матеріалу 5 розміщено в порожнині стакана 1. Виступи 3 призначені для фіксування заданої віддалі між перегородками 2, отвори 4 запобігають утворенню повітряних подушок при заповненні порожнини стакана 1 пастоподібною речовиною. Працює запропонована капсула наступним чином. Для визначення теплоємності матеріалу із використанням мікрокалориметра типу Кальве [3] застосовують капсулу, розміри якої відповідають розмірам внутрішньої оболонки мікрокалориметричного елемента. Досліджувану речовину розміщують в порожнині стакана поступово. В нижню частину стакана розміщують частину речовини, зверху якої розміщують першу перегородку, після чого добавляють речовину та встановлюють наступну перегородку. Операцію здійснюють до перенесення заданої кількості речовини в порожнину стакана. У конкретному виконанні запропонована капсула для калориметричних досліджень містить латунний стакан циліндричної форми довжиною 50 мм та діаметром поперечного перерізу 9,8 мм з товщиною стінки 0,3 мм. Перегородки виготовлені із латуні з товщиною 0,3 мм. Виступи перегородок виготовлені довжиною по 7 мм. В кожній перегородці виконано по одному отвору діаметром 2 мм. Всього встановлено 6 перегородок. Проведено визначення середньої питомої теплоємності соняшникової олії в інтервалі температур 25-30 °C. Μікро калориметр типу Кальве калібрували по воді. Кількість перенесеного зразком матеріалу тепла до калориметра визначали балістичним методом. При цьому встановлено, що час досягнення максимального значення електрорушійної сили батареї термопар мікрокалориметра на 15 % менший, ніж при використанні капсули - найближчого аналога, а середня арифметична похибка середнього значення при однаковій кількості експериментів приблизно на 10 % менша, ніж при використанні капсули - найближчого аналога. Таким чином, застосування запропонованої капсули для калориметричних досліджень забезпечує прискорення теплопереносу від досліджуваного зразка матеріалу до калориметра, в результаті чого підвищується точність визначення величини теплоємності. 1 UA 111037 C2 5 Джерела інформації: 1. Патент України на винахід № 85826, МПК G01 N 25/18, опубл. 10.03.2009, бюл. № 5. 2. ГОСТ 23250-78. 3. Кальве Э., Прат А. Микрокалориметрия. - Μ.- Л.: Изд. ИЛ, 1963. - 477с. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 1. Капсула для калориметричних досліджень, що містить циліндричний стакан, яка відрізняється тим, що в порожнині стакана встановлена принаймні одна поперечна перегородка із металу або металевого сплаву таким чином, що її периферійна частина знаходиться в тепловому контакті з внутрішньою поверхнею стакана. 2. Капсула для калориметричних досліджень за п. 1, яка відрізняється тим, що всередині стакана встановлена група перегородок, відстань між якими становить 0,2-0,8 діаметра перегородок. 3. Капсула для калориметричних досліджень за п. 2, яка відрізняється тим, що кожна перегородка має виступи, розміщені перпендикулярно площині перегородок, причому довжина виступів становить 0,2-0,8 діаметра перегородок. 4. Капсула для калориметричних досліджень за п. 2, яка відрізняється тим, що в перегородках виконано принаймні по одному отвору. 2 UA 111037 C2 3 UA 111037 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4