[发明专利]一种用于低临界温度分子扩散系数测量的专用Taylor装置

说明书

本发明公开了一种用于低临界温度分子扩散系数测量的专用Taylor装置，包括扩散槽主体、恒温被测定组分进出液系统、浓稀组分溶液制备系统和废气回收器；扩散槽主体包括保温外壳、真空保温玻璃板和扩散挡板，扩散挡板将保温外壳的内部空间分为扩散单元和稳定流动单元；浓稀组分溶液制备系统包括低温密闭溶液罐、PID温控器和变压器，变压器上连接有电磁搅拌器，电磁搅拌器上设置有线圈，线圈的下方设置有加热器，加热器设置在电磁搅拌器内部。本发明采用上述结构解决了低临界温度组分无法在常温常压下测定相互扩散系数的问题，实现了便捷快速调配浓/稀溶液并注入待测区域，操作相对简单，提高了测试系统的安全性。

技术领域

本发明涉及分子扩散技术领域，尤其是涉及一种用于低临界温度分子扩散系数测量的专用Taylor装置。

背景技术

扩散现象是自然界中自发存在的一种重要的分子运输机制，当流体内部某一组分存在浓度差时，则因微观的分子热运动使组分从浓度高处扩散到浓度低处，这种现象称为分子扩散。分子扩散系数(以下简称“扩散系数”)是物质的物性常数之一，表示物质在介质中的扩散能力。扩散系数随介质的种类、温度、浓度及压力的不同而不同。组分在气体中扩散时浓度的影响可以忽略，在液体中扩散时浓度的影响不可忽略，而压力的影响不显著。

扩散系数作为一项重要的热物性参数被广泛的应用在工业生产、化工设计、大气污染控制等诸多领域中，如输送天然气，吸收式热泵中工质循环和分析气候演变等。扩散系数一般由实验确定。扩散系数的测量方法主要分为两类：一类是非接触法，如光学干涉法；一类是接触法，其中具有代表性之一的是Taylor分散法。

但是在采用Taylor分散法来测量两种组分的相互扩散系数时，传统的Taylor扩散槽只能实现常温常压的两种液相组分的扩散系数测量。但对于类似液氨这种低临界温度组分的扩散系数的测量难以实现。

鉴于以上原因，设计一种用于低临界温度分子扩散系数测量的专用Taylor装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于低临界温度分子扩散系数测量的专用Taylor装置,解决了低临界温度组分无法在常温常压下测定相互扩散系数的问题，而且还实现了便捷快速调配浓/稀溶液并注入待测区域，操作相对简单，提高了测试系统的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于低临界温度分子扩散系数测量的专用Taylor装置，包括扩散槽主体、与所述扩散槽主体连接的恒温被测定组分进出液系统、与所述恒温被测定组分进出液系统连接的浓稀组分溶液制备系统和与所述浓稀组分溶液制备系统连接的废气回收器；

所述扩散槽主体包括保温外壳、设置在所述保温外壳前后侧的真空保温玻璃板和扩散挡板，所述扩散挡板设置在所述保温外壳的内部，将所述保温外壳的内部空间分为扩散单元和稳定流动单元，所述稳定流动单元设置在所述扩散单元的下方，所述扩散挡板上设置有若干个扩散孔；

所述浓稀组分溶液制备系统包括低温密闭溶液罐、与所述低温密闭溶液罐连接的PID温控器和与所述PID温控器连接的变压器，所述变压器上连接有电磁搅拌器，所述电磁搅拌器上设置有线圈，所述线圈的下方设置有加热器，所述加热器设置在所述电磁搅拌器内部。

优选的，所述恒温被测定组分进出液系统包括与所述稳定流动单元连接的保温三通接头、与所述保温三通接头连接的废液罐和与所述保温三通接头连接的出溶液泵，所述出溶液泵与所述低温密闭溶液罐连接，所述低温密闭溶液罐上连接有第一保温输液管，所述第一保温输液管的另一端与所述扩散单元连接。

优选的，所述第一保温输液管上设置有进溶液泵和第一截止阀，所述第一截止阀靠近所述低温密闭溶液罐。

优选的，所述低温密闭溶液罐上连接有第二保温输液管，所述第二保温输液管的另一端与所述扩散单元连接，靠近所述扩散单元的所述第二保温输液管上设置有第二截止阀。

优选的，所述低温密闭溶液罐与所述废气回收器之间的通气管上设置有第三截止阀。