CERa-MKII-Gerät zur Bestimmung des Gasdiffusionskoeffizienten, didaktische Ausrüstung, Ausrüstung für die Berufsausbildung, Chemieingenieurwesen
BESCHREIBUNG
Das CERa-MKII-Gerät zur Untersuchung von Massentransfer und Gasdiffusion verwendet traditionell ein Kapillarröhrchen in einem heißen Wasserbad mit einem beweglichen Mikroskop zur Messung der Diffusionsrate über einen bestimmten Zeitraum. Obwohl dieses Gerät gute Ergebnisse liefern kann, hat es auch seine Nachteile, insbesondere in Bezug auf die Benutzerfreundlichkeit.
haben erneut eine radikale Alternative zu den traditionellen Methoden eingeführt, indem sie die Vorteile der modernen computerkompatiblen Mikroskopie nutzen und ein neuartiges System mit zahlreichen Vorteilen hervorbringen.
Eine kleine Menge der zu untersuchenden flüchtigen Flüssigkeit wird in ein Kapillarröhrchen gegeben, das in einem beheizten Metallblock positioniert ist. Der Block wird durch eine elektrische Heizpatrone erhitzt und mithilfe einer elektronischen Regelschleife auf einer konstanten Temperatur gehalten.
Ein Luftstrom wird über die Oberseite des Kapillarröhrchens geleitet, wobei sich über der Flüssigkeitsoberfläche eine stationäre Luftschicht befindet, wodurch ein Partialdruckunterschied zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und dem fließenden Luftstrom entsteht. Wenn Dampf aus der Flüssigkeit in den Luftstrom diffundiert, verringert sich die Flüssigkeitsmenge im Rohr und die Phasengrenze zwischen Flüssigkeit und Luft sinkt. Durch Messung der zeitlichen Veränderung dieser Phasengrenze kann die molare Massenübertragungsrate bestimmt werden.
Ein Schlitz im Heizblock ermöglicht die Beobachtung der Phasengrenze mit einem hochauflösenden Mikroskop. Dieses Mikroskop erzeugt hochauflösende Bilder auf einem Standard-Windows-Computer (nicht im Lieferumfang enthalten). Die mit diesem Mikroskop gelieferte Software umfasst hochpräzise Messungen und eine automatische Zeitrafferfunktion (entweder als Video oder mehrere Standbilder).
TECHNISCHE DATEN
Ein eigenständiges, auf einer Werkbank montiertes Gerät zur Bestimmung der Diffusionskoeffizienten von Dampf in Luft
Das Gerät bläst Luft über die Oberseite des Kapillarrohrs mit einem Innendurchmesser von 2 mm
Das Rohr befindet sich in einem beheizten Aluminiumblock mit einer 25-W-Heizung
Das Temperaturkontrollsystem hält den Block bei einer Temperatur von besser als +/- 1 °C zwischen Umgebungstemperatur und 60 °C.
Betriebstemperatur wird normalerweise in 20 Minuten erreicht (40 °C Betrieb)
Das Gerät enthält ein hochauflösendes USB-Mikroskop mit einer Auflösung von 1600 x 1200 und einer Voreinstellung auf eine optische Verstärkung von ca. x37
Mikroskop und Heizblock mit der Kapillare sind für den Benutzer sichtbar und die Kapillare ist mit einer internen Beleuchtung ausgestattet
Sichtlänge der Kapillare beträgt 12 mm
Physikalische Referenzskala vorhanden (kann zur Softwarekalibrierung verwendet werden)
Auflösung der Phasengrenzmessung < 0,0002 mm
Stromversorgung über universelles Netzteil mit weltweiten Zulassungen
Software kann unter Kontrolle des Bedieners einzelne Bilder, unter automatischer Kontrolle mehrere zeitgesteuerte Bilder oder Zeitraffervideos erstellen. Bilder können mit Zeit und Datum versehen werden. Zeitrafferperioden können von fünf Sekunden bis zu mehreren Tagen eingestellt werden.
Ausgabeformate umfassen .jpg .bmp .avi
EXPERIMENTELLE INHALTE
Bestimmung des Diffusionskoeffizienten eines Gases durch Verdampfung von einer Flüssigkeitsoberfläche
Direkte Messung von Massenübertragungsraten ohne konvektive Effekte
Verwendung von Gasgesetzen zur Berechnung von Konzentrationsunterschieden in Bezug auf Partialdrücke
Verwendung des Fickschen Gesetzes zur Messung von Diffusionskoeffizienten in Gegenwart eines stationären Gases
Messung der Auswirkung der Temperatur auf Diffusionskoeffizienten
Untersuchung der Diffusionskoeffizienten alternativer Flüssigkeiten
Erlangung von Kenntnissen im Umgang mit Laborinstrumenten zur Erzielung genauer Messungen von Daten, die für die industrielle Prozessgestaltung erforderlich sind
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untersuchung.
