ЛАБОРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Предлагаемое лабораторное устройство для намораживания льда относится к классу лабораторной техники для определения свойств жидкостей и замораживаемого из них льда и может быть использовано как в лабораторных испытаниях для определения физических свойств указанных фаз, так и в различных отраслях промышленного производства, в частности, пищевая технология, химия, транспорт и т.п.
Анализ известных устройств и способов для замораживания образцов различных веществ в разных фазовых состояниях показал, что данная полезная модель не имеет аналогов.
На основании этого задачей полезной модели является исключение смерзания подвесных элементов и создание адиабатического взаимодействия воды и ледяной гранулы для определения физических свойств льда (теплопроводности, теплоты фазового перехода), а также скорости намораживания льда.
Поставленная задача решена тем, что платформа выполнена переносной и оснащена кронштейном и жесткими тягами с концами в виде полу петель, на которых размещены из двух половинок ледяные сферы.
Лабораторное устройство представлено на чертежах (фиг. 1-4), где:
на фиг. 1 дан общий вид;
на фиг. 2 - система подвешивания сфер;
на фиг. 3 - схема замораживания полусфер;
на фиг. 4 - вид колпачков для замораживания полусфер льда.
Лабораторное устройство содержит кронштейн 1, установленный на платформе 2, с закрепленными на ней жесткими тягами 3 (фиг. 1), концы которых выполнены в виде согнутых полу петель 4 (фиг. 2), вмороженных в сферы 5.
Испытания проведены на сферах из водного льда. Платформу 2 взвешивают, помещают в морозильник и охлаждают сферы 5 до отрицательной температуры. Одновременно готовят воду с температурой 0-0,1 градуса Цельсия.
После охлаждения и стабилизации температуры, сферы 5 опускают в воду и выдерживают определенное время. Глубина погружения - слой воды 1-2 мм над поверхностью сферы. За счет накопленного холода в сферах, проводят адиабатический процесс намораживания на поверхности сфер слоя льда. Взвешиванием платформы со сферами до и после намораживания определяют количество намороженного льда
На основании известных параметров: начальная отрицательная температура сфер, нулевая температура воды, время взаимодействия сфер с водой, количество намерзшего льда, форма тела - сфера определенного размера, материал сфер - водный лед, рассчитывают значение величины теплопроводности испытуемого материала, в данном случае - водного льда.
С помощью данного лабораторного устройства решена задача определения коэффициента теплопроводности льда различных пищевых веществ: соки, растворы, экстракты и т.п. Простота конструкции гарантированно позволяет создать прибор в условиях любой лаборатории. Погрешность измерения физического параметра - 1,1-1,7%. Жесткость тяг позволяет исключить явление смерзания сфер друг с другом. Так же достижим результат такой как - появляется возможность исследования физических свойств льда и скорости его намораживания.
Оснащение устройства сферами правильной формы проводят следующим образом (фиг. 3-4). В пластмассовые колпачки «I» (фиг. 3) из прозрачного полистирола, используемые в медицинской практике и вид которого показан на (фиг. 4), заливают охлажденный до температуры близкой к 0°С калибруемый объем воды «II» (фиг. 3). Оставляют зазор для расширения льда и точного получения полусферы. После замерзания воды «III», на открытой поверхности полусферы образуется выступ «IV», который механически удаляют притиркой полусферы на наждачной бумаге.
Конец тяги 3 в виде полу петли 4 нагревают в горячей воде (фиг. 2), и прикладывают к плоской поверхности полусферы. Лед плавится, полу петля утопает в образовавшейся канавке, а образовавшийся избыток растопленной воды на полусфере раздавливают по ее поверхности плоскостью второй полусферы, смыкая их совместно. Вода замерзает под действием адиабатического холода. Избыток замерзшей воды по краям зазора снимают наждачной бумагой. Точность размера полученных сфер высокая. После некоторого навыка изготовления колебание диаметра сфер 0,1 мм и ниже. Линия соединения полусфер показана на фиг. 1, а полученный размер полусфер, и соответственно самих сфер, на фиг. 4.