Контрольный фонарь Экихимаша с расходной и объёмной шкалами

Функциональная последовательность одного фонаря: нижний вход в наружное пространство 1, щель 2, центральный стакан 3 и выход 4. Отдельно различены расходная связь 5, объёмная шкала 6 и плотность с температурой 7. — Функциональный маршрут в одном контрольном фонаре: 1 — заполнение наружного кольцевого пространства при нижнем входе; 2 — переход через щель; 3 — центральный стакан; 4 — выход жидкости. Это не три отдельных сосуда и не монтажный разрез. Верхний пунктир объединяет разные измерительные задачи, а не трубопроводы: 5 — сопоставление высоты h над основанием щели с расходом Q; 6 — отдельный отсчёт содержащегося объёма V; 7 — плотностное показание спиртомера и температура T. Символ ρ обозначает плотность, а не универсально определённый состав. Числовая градуировка отсутствует; стрелка h → Q означает калибровочную связь, не заданную формулу. Спускной клапан, воздушник, формы щели и приборов здесь опущены; их положения и скрытые каналы не реконструированы.

Назначение и состав измерений

В контрольном фонаре «Экихимаша» я разделяю несколько измерительных задач: он объединяет наблюдение за проходящим дистиллятом, оценку расхода по уровню, отдельную объёмную шкалу и измерение плотности с температурой. Это составной контрольный узел, а не только прозрачная вставка трубопровода. Я не отождествляю его с обычным смотровым фонарём или с одним ареометром.

Маршрут жидкости

Дистиллят входит снизу через впускной вентиль, поднимается в кольцевом пространстве корпуса, заполняет стеклянный цилиндр и через щель треугольной либо круглой формы переходит в центральный стакан. Далее жидкость выходит через выпускной вентиль. Отдельный спускной клапан в стакане предназначен для опорожнения после измерения; в описанном проточном режиме он закрыт. В крышке предусмотрено устройство выпуска воздуха и газов. Центральный стакан и треугольный вырез показаны в книге, но точные соединения и размеры не следуют из упрощённой схемы.

Две шкалы с разным смыслом

Высота жидкости над основанием щели связана с проходящим расходом. В книге предусмотрено предварительное сопоставление делений с часовой производительностью. Отдельная шкала цилиндра относится к содержащемуся объёму. Поэтому я различаю запас жидкости и объём, проходящий за единицу времени, даже если в описании обеих шкал встречается слово «литры». Фраза «щель … градуирована в литрах» относится к описанию, где дальше каждому делению сопоставляется часовая производительность. Это не та же величина, что объём жидкости, находящейся в цилиндре.

Плотность и температура

Плавающий спиртомер и подвешенный термометр дополняют расходное наблюдение. Спиртовая шкала имеет определённую область применимости и не превращается в универсальный анализатор состава многокомпонентного дистиллята. Калибровка расхода, описанная автором на воде, также не доказывает неизменность характеристики для любой жидкости и любых условий.

Связанные разборы

Проточный контрольный фонарь с ареометром
Ареометр: плавучесть, плотностная шкала и оценка состава
Щелевой указатель расхода жидкости
Смотровой фонарь трубопровода с плоскими или цилиндрическим стеклом

Для сопоставления: Контрольный фонарь для периодического объёмно-временного измерения.

Для сопоставления: Контрольный фонарь с перфорированной отводной трубкой.

Источники и материалы

Источники

«Ректификация в органической химической промышленности» / под ред. инж. И. И. Воронцова. Москва: ГОНТИ НКТП, Редакция химической литературы, 1938. VIII.Ж.2, с. 174–176; рис. 102 на с. 175. На с. 174 отдельно описаны расходная калибровка по времени и измерение ёмкости цилиндра. Вариант Саваля с нижним отверстием рассматривается отдельно от конструкции «Экихимаша».

Wright J. D., Bean V. E., Aguilera J. NIST Calibration Services for Hydrometers. NIST SP 250-78r1, 2018, § 2, с. 1–4. Плотностная основа ареометрии, пределы шкал состава и влияние температуры и поверхностных эффектов. Полный текст NIST.