Hydrometri

Hydrometri  on nesteiden ja kiinteiden aineiden tiheyden mittaamiseen tarkoitettu laite [1] , jonka toimintaperiaate perustuu Arkhimedesin lakiin [2] . Hypatian uskotaan keksineen hydrometrin .

Suunnittelu ja toimintaperiaate ja käyttö

Yleensä se on lasinen kelluke, joka on painotettu haulilla tai elohopealla vaaditun massan saavuttamiseksi. Yläosassa, kapeassa osassa on asteikko , joka on asteikoitu liuoksen tiheyden tai liuenneen aineen pitoisuuden mukaan . Liuoksen tiheys on yhtä suuri kuin hydrometrin massan suhde tilavuuteen, jolla se on upotettu nesteeseen. Näin ollen on olemassa vakiotilavuudellisia ja vakiomassaisia ​​hydrometrejä [1] .

• Nesteen tiheyden mittaamiseksi vakiomassahydrometrillä kuiva ja puhdas hydrometri asetetaan astiaan tämän nesteen kanssa siten, että se kelluu siinä vapaasti. Tiheysarvot luetaan hydrometrin asteikolla meniskin alareunaa pitkin. Vakiomassaisilla hydrometreillä mittausrajat ovat yleensä melko kapeat ja käytännössä käytetään kellukkeita.
• Vakiotilavuuden mittaamiseksi hydrometrillä sen massaa muutetaan saavuttaen upotus tiettyyn merkkiin. Tiheys määräytyy kuorman massan (esimerkiksi painojen) ja syrjäytyneen nesteen tilavuuden mukaan.

Vaa'at

Käytännön käyttöä varten hydrometri on kalibroitu liuenneen aineen pitoisuuteen, esimerkiksi:

• Alkoholimittari  - alkoholiprosenttina juoman vahvuuden mittaamiseksi ;
• Laktometri  - rasvaprosentteina maidon laadun määrittämiseksi ;
• Salinometri - liuoksen  suolapitoisuuden mittaamiseen;
• Sokerimittari  - määritettäessä liuenneen sokerin pitoisuutta ;

Koska nesteiden tiheys riippuu suuresti lämpötilasta, pitoisuusmittaukset on suoritettava tiukasti määritellyssä lämpötilassa, jota varten on joskus toimitettu hydrometri lämpömittarin kanssa .

On olemassa seuraavan tyyppisiä hydrometrejä:

• yleiskäyttöinen hydrometri AON-1, AON-2, AON-3, AON-4, AON-5;
• maidon hydrometri AM, AMT;
• öljytuotteiden hydrometri AN, ANT-1, ANT-2;
• virtsan hydrometri AU;
• hydrometri alkoholille ASP-1, ASP-2, ASP-3, ASP-T;
• hydrometri elektrolyytille AE-1, AE-2, AE-3;
• jauhettu hydrometri AG;
• hydrometri sokerille AS-2, AS-3, AST-1, AST-2;
• hydrometri hapoille AK-1, AK-2;
• hydrometri hydrometri AEG lämpömittarilla.

Baumé-asteikko

Ranskalainen kemisti Antoine Baume kehitti vuonna 1768 hydrometrin nykyaikaisen suunnittelun ja nesteiden tiheyden asteikon Baumé-asteina, joita merkitään Baumé- , B° -, Bé° -asteina ja yksinkertaisesti Baumé, Baumé, Baumé , jotka olivat alun perin numeerisesti yhtä suuria kuin pöytäsuolan ( natriumkloridin) liuoksen pitoisuus painoprosentteina 16 °C:ssa . Myöhemmin asteikkoa jalostettiin ja korjattiin. Baumén asteikko on käytössä tähän päivään asti, mutta se poistettiin Venäjällä 1930-luvulla.

Tiheyden ja Baumé-asteiden lukumäärän välillä on yksinkertainen matemaattinen suhde, mutta eri lähteet antavat erilaisia ​​numeerisia kertoimia:

, missä

• +-merkkiä käytetään nesteille, jotka ovat vähemmän tiheitä kuin vettä, ja -merkkiä nesteille, jotka ovat vettä tiheämpiä;
• , g / cm3  on tiheys;
• ,  - kertoimet:
  • [3] ;
  • nesteille, jotka ovat tiheämpiä kuin vettä ja nesteille, jotka ovat vähemmän tiheitä kuin vettä [4] ;
  • nesteille, jotka ovat tiheämpiä kuin vettä ja nesteille, jotka ovat vähemmän tiheitä kuin vettä [5] .

Geotekniset sovellukset

Hydrometri määrittää suspension ominaispainon (tai tiheyden), jonka avulla voidaan laskea tietyn vastaavan hiukkashalkaisijan omaavien hiukkasten prosenttiosuus [7] .

Hydrometri on löytänyt sovelluksen areometrisessa menetelmässä (engl. Hydrometer Method [8] ) rakeiden määrittämiseen. maaperän koostumus maaperän hiukkasten pitoisuuden määrittämiseksi, joiden halkaisija on alle 0,1 mm. Hydrometrinen menetelmä perustuu maaperän suspension tiheyden peräkkäiseen määrittämiseen tietyin väliajoin hydrometrillä. Määritystulosten perusteella lasketaan määritettävien hiukkasten halkaisija ja lukumäärä kaavan tai nomogrammin avulla. Yli 0,1 mm:n fraktioiden pitoisuus määritetään seulamenetelmällä. Hydrometri on kalibroitava sen todellisen syvyyden määrittämiseksi hydrometrin lukemilla.

Tämä testi perustuu Stokesin lakiin putoaville palloille viskoosissa nesteessä, jossa lopullinen putoamisnopeus riippuu raehalkaisijasta ja suspensiossa olevien rakeiden ja nesteen tiheydestä. Siten jyvien halkaisija voidaan laskea tietämällä putoamisetäisyys ja -aika. Maaperän tapauksessa maa-aineksen oletetaan olevan pallomaisia ​​ja niillä on sama ominaispaino. Siksi voidaan sanoa, että vesipitoisessa maasuspensiossa suuremmat hiukkaset laskeutuvat nopeammin kuin pienemmät.

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Physical Encyclopedic Dictionary / Ch. toim. A. M. Prokhorov. Ed. Kreivi D. M. Alekseev, A. M. Bonch-Bruevich, A. S. Borovik ja muut - M. : Sov. tietosanakirja, 1983. - S. 32-33. — 982 s. - 100 000 kappaletta.
2. ↑ ESBE, 1890-1907 .
3. ↑ Ginkin, 1939 , s. 628.
4. ↑ Perry, 2008 , s. 1-19.
5. ↑ Smithels, 1949 , s. 41.
6. ↑ Ginkin, 1939 , s. 629.
7. ↑ Fakhry A. Assaad, Philip Elmer LaMoreaux, Travis H. Hughes (toim.), Field Methods for Geologists and Hydrogeologists , Springer Science & Business Media, 2004 ISBN 3540408827 , s. 299
8. ↑ University of British Columbia Encyclopedia

Kirjallisuus

• Hydrometri // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 osana (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
• G. G. GINKIN. Radiotekniikan käsikirja. — 3., korjattu ja täydennetty. - Moskova - Leningrad: Oborongiz, 1939.
• Perry. Perry's Chemical Engineers' Handbook. -8. - McGraw-Hill, 2008. - ISBN 978-0-07-142294-9 .
• Smithells, Colin J. ja Al. Metals Reference Book. – Lontoo: Butterworths Scientific Publications, 1949.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Hienoa norjalaista Iso venäläinen Suuri Neuvostoliitto (1 painos) Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	NKC : ph1162137