Avtomatlashtirish va boshqarish

Amaliy ish №13. Gazlarning tarkibi taxlil kilish, texnologik suyuqliklar va gazlar ishkorlilik darajasini pH-metr bilan o’lchash uchun buyicha masalalar yechish.

Ishdan maqsad: Muhit tarkibini tahlil qiluvchi asboblar ish prinsipi va usullarini o’rganish.
Muhit tarkibi tahlili deganda aralashma konsentratsiyasini o’lchash, vodorod ko’rsatkichi pH bo’yicha vodorod ionlari konsentratsiyasini o’lchash, gaz aralashmalarida alohida komponentlar miqdorini o’lchash, gaz namligini o’lchash va boshqa bir qator ko’rsatkichlarni o’lchash tushuniladi. Masalarni yechishda kerak bo’ladigan ayrim formula va farazlarni ko’rib chiqamiz.

Elektrolitik yacheyka doimiysi K-koeffitsient, aralashma solishtirma elektr o’tkazuvchanligi va yacheyka elektr o’tkazuvchanligi orasidagi munosabat, yoki uning qarshiligi R_l o’rtasidagi munosabat orqali ifodalanadi.

O’lchovchi elektrolitik yacheyka qarshiligi aralashma konsentratsiyasigagina emas, uning temperaturasiga ham bog’liq. Kichik tempratura intervalida, masalan 5 — 10° S da yacheyka qarshiligi R_yat ning temperaturaga bog’liqligi quyidagicha bo’ladi deb hisoblash mumkin:
R_yat=
Bu yerda R— t1 temperaturadagi yacheyka qarshiligi, β — aralashma elektr o’tkazuvchanligining temperaturaviy koeffitsienti.
Shuni ta’kidlash kerakki, bir qator masalalarni yechishda ikkita tushuncha qarab chiqiladi: Elektrod yacheykasi qarshiligi va o’lchovchi yacheyka qarshiligi. elektrod yacheykasi qarshiligi deganda elektrodlar orasidagi muhitni to’ldiruvchi, faqat suyuqlikning qarshiligi nazarda tutiladi. O’lchov yacheykasi qarshiligi bu elektrod yacheykasi va shunt qarshiliklaridan hisil bo’lgan qarshilik.
Aralashmalar ph ini o’lchash masalalarida o’lchov elektrodi potensiali E va Nerst tenglamasidagi–aralashmadagi C ionlar konsentratsiyasi o’rtasidagi bog’liqlikni inobatga olish zarur.

Bu yerda R=8,317 Dj/(K. g-molь) —gaz doimiysi, T— temperatura, p —ion valentligi; F— 96522 Kl/g-ekv — Faradey soni ; fH + —vodorod ionlari aktivlik koeffitsienti; [N+] — vodorod ionlari konsentratsiyasi, g-ion/l; E0— normal elektrodli potensiali, mV. Ta’kidlash kerakki, rN= — lg [H+] bo’yicha vodorod ionlari konsentratysiyasi emas, balki rN= — lg [H+] aralshmadagi vodorod ionlari akyivligi o’lchanadi. Ko’p hollarda lg[H+]« — lgfH+[H+] bo’lganligi uchun masalalarda pH bo’yicha vodorod ionlari konsentratsiyasini o’lchash haqida ko’p gaprib o’tiladi. Vodorod elektrodi uchun E0 =1 va p=1 shuning uchun E=f (rN) tenglama quyidagi ko’;rinishga keladi:

rN, mV.
Umumiy ko’rinishda o’lchov elektrodi va solishtirma elektrodlari o’rtasidagi potensiallar farqini quyidagicha yozish mumkin:
E = Ei — (54,16 + 0, 198t)(rN — rNi), mV,
Bu yerda t— aralashma temperaturasi, °S; Yei va rN — izopotensial nuqta koordinatalari.
Bu formuladan o’zgartirish koeffitsientlari uchun munosabatlar ΔE/ΔrN va ΔE/Δt oson topiladi.
Gaz analizi bo’yicha masalalarni yechishda turli gaz analizatorlarining fizik ishlash asoslariga, ularning qurilmalariga va elektr sxemalariga e’tibor qaratish zarur.
Termokonduktometrik gazanalizatorlar bo’yicha masalalarda o’lchov kamerasi ichida platinali ip koaksial joylashtirilgan yarimsilindr ko’rinishiga ega deb hisoblanadi. Devorlarga ip yuzasi birligidan issiqlik berilishi asosan ifodaga mos ravishdagi elektr o’tkazuvchanlik orqali amalgaoshiriladi.
Bu yerda tHi tc—ip va kamera devoiriga muvofiq temperatura , °S; λ- temperaturadagi aralashma issiqlik o’tazuvchanligi, (tH +tc)/2 ga teng, Vt/ (m. K).

Aralashma issiqlik o’tkazuvchanligi, λi komponentlari issiqlik o’tkazuvchanligi va C hajmiy konsentratsiya bilan quyidagicha bog’lanishga ega:

λsm= .
Termomagnit gazaanalizatorlari bo’yicha masalalarda bir jinsli magnit maydonda joylashgan paramagnit aralashma hajmi kattaligiga ta’sir qiluvchi kuch uchun ifoda asosiy hisoblanadi.
Fm=Sχ0T
Bu yerda S — komponentning nisbiy konsentratsiyasi, χ0 –normal ρ0 =760 mm sm. Ust. Bosimdagi va T0=273 K normal temperaturadagi komponentning hajmiy magnit ta’sirchanligi; N — magnit maydon kuchlanganligi, A/m; T1— gazning o’lchash kamerasuiga kirishdagi temperaturasi K; T2— gazning ip bilan qizdirilgandan keying temperaturasi.
Bu kuch o’z navbatida sezgir elementdan issiqlik qaytarilishi ya’ni uning temperaturasi, termomagnit konvektsiya intensivligini aniqlaydi. Real sharoitda gaz kovektsiyasi intensivligi faqatgina Fm bilangina emas balki issiqlik konvektsiyasi kuchi bilan ham aniqlanadi. Shuning uchun t temperaturaning va gaz aralashmasi bosimi p o’zgarishida asbob ko’rsatkichlarining o’zgarishi mo’ljallangandan faqatgina Fm o’zgarish bilan farqlanadi.