Измерение электропроводности и удельного сопротивления жидких сред
3444 Просмотры 7 Понравилось Опубликовано: May 23rd 2021
Требования к качеству воды в некоторых сферах деятельности человека являются довольно строгими – к примеру, это касается таких сфер, как фармацевтика, пищепром, микроэлектроника и т. д. И в числе наиболее важных параметров, изучаемых в ходе исследования водной среды, находятся электропроводность (проводимость) и удельное сопротивление. Именно свойство жидкой среды проводить электроток имеет сильное и во многом решающее влияние на правильность прохождения множества технологических процессов. Не случайно данная физическая способность воды находит обязательное отражение в различных регламентирующих документах в виде определённых нормативов. Поговорим о ключевых факторах, определяющих удельное сопротивление и электропроводность, единицах, в которых выражаются их значения, а также специальных профессиональных приборах, предназначенных для эффективного контроля этих параметров.
Что понимают под электропроводностью воды
Всем известен тот факт, что вода наделена способностью проводить электрический ток – переменный либо постоянный. Об этом нам твердили ещё на школьных уроках безопасности жизнедеятельности. Количественная характеристика этой способности как раз и называется электропроводностью или электропроводимостью. Проводимость характеризуется наличием позитивно либо отрицательно заряженных частиц – ионов. Причём показатель электропроводности находится в зависимости от концентрации в жидком образце ионов разной заряженности, то есть, по сути наличия таких «загрязнителей», как соли, щелочи либо кислоты. Тем самым, проводимость прямо связана с показателями солесодержания. Удельная электропроводность состоит в обратной зависимости с другой величиной – сопротивлением. Её значение служит важным критерием в ходе оценивания качества ультрачистой воды.
Фото: mohamed Hassan, источник: pixabay.
com
Стандарты электропроводимости природной воды, принятые в России
В нашей стране, как уже было сказано, параметры качества воды при водоподготовке регулируются посредством госстандартов и другой разрешительной документации. Между тем, показатели электропроводимости зависят от того, в какой сфере и для чего планируется использование водного сырья. Так, к примеру, для лабораторных анализов ГОСТом 52501-2005 установлены пределы не выше 0.1 и 1.0 мкСм/см, в зависимости от того, какова степень чистоты воды – первая либо вторая. Дистиллированная вода, согласно ГОСТу 6709-97, должна демонстрировать значения ниже 5*10-4 См/см. Что же касается воды, предназначенной для применения в фармацевтике, то проводимость тока для неё, в соответствии с ФС 2.2.20020.15, не может быть выше 4.3 мкСм/см.
Помимо фармацевтики, крайне жёсткие технологические стандарты воды приняты на предприятиях, которые производят различные составляющие для микроэлектроники.
Вот почему для анализа качества водоподготовки здесь служат не просто контрольно-измерительные приборы, а целые специализированные лаборатории, укомплектованные сложным и высокоточным оборудованием, работающим в соответствии с утверждёнными алгоритмами.
Какие факторы имеют влияние на значения электропроводности
Главные физические свойства водной среды определяются с учётом растворимых неорганических примесей, которые в ней содержатся. Не является исключением и электропроводность. Её величина прямо зависит от таких условий, как степень нагрева (температура) среды, состав ионов и их природа, а также содержание заряженных частиц. Причём не все из них оказывают одинаковое влияние на данный физический параметр жидкости: к примеру, удельное сопротивление жидкости почти не зависит от небольших концентраций марганца и алюминия в ней, в то время как наиболее «влиятельными» являются соли жёсткости – катионы натрия, аниона хлора и прочие.
Фото: Ron Lach, источник: pexels.com
С увеличением степени нагрева жидкости возрастает скорость движения ионов, а также меняются некоторые их свойства, поэтому электропроводность раствора также значительно возрастает. Что же касается зависимости электропроводимости от концентрации катионов и анионов, то рост возможен лишь до определённого порога, по достижении которого проводимость начинает снижаться. При повышении температуры сверхчистой воды всего на 1 С проводимость возрастёт уже на 6%. Вот почему для получения действительно корректных измерений следует приводить анализируемый образец к температуре 25 С. Благо, современные приборы для определения проводимости – кондуктометры – способны выполнять это в автоматическом режиме, с помощью встроенной температурной компенсации. Однако для достижения максимально достоверных результатов при исследованиях электропроводности непременно измеряют и температуру образцов.
Единицы измерения электропроводности воды
Как мы уже говорили, степень сопротивления воды электротоку определяют посредством особых приборов. Для этого приняты единицы измерения, которые определены и унифицированы по международной системе СИ – для упрощения исследований и их дальнейшего анализа. В России единицей исследования проводимости служит См/м (Сименс на метр). Название этой единицы принято в честь основателя компании Сименс – Эрнста Вернера фон Сименса, именитого немецкого учёного и изобретателя. С удельным сопротивлением этот параметр соотносится как 1 См/м = 1/1 Ом/м. Для определения проводимости в нашей стране применяют кондуктометры, дополненные датчиками проводимости.
В Соединённых Штатах Америки вместо мкСм/см для выявления электропроводности применяют параметр TDS, который измеряется в ppm и характеризует содержание в жидкости растворимых солей.
Так или иначе, перевести любую «местную» единицу проводимости в международную можно, используя таблицы корректирующих коэффициентов.
Используемые изображения:
1. Фото: firestock
2. Автор: mohamed Hassan, источник: pixabay.com
3. Автор: Ron Lach, источник: pexels.com
Сименс
Сименс.
Поделиться в:
Сименс – единица измерения электрической проводимости (электропроводности) в Международной системе единиц (СИ). Имеет русское обозначение – См и международное обозначение – S.
Сименс, как единица измерения
Применение сименса
Представление сименса в других единицах измерения – формулы
Перевод сименса в другие единицы измерения
Кратные и дольные единицы сименса
Интересные примеры
Другие единицы измерения
Сименс, как единица измерения:
Сименс – единица измерения электрической проводимости (электропроводности) в Международной системе единиц (СИ), названная в честь немецкого учёного и предпринимателя Вернера фон Сименса.
Сименс как единица измерения имеет русское обозначение – См и международное обозначение – S.
Сименс равен электрической проводимости проводника (участка электрической цепи), сопротивление которого составляет 1 Ом.
Величина сименса обратно пропорциональна ому.
См = 1 / Ом.
1 См = 1 / 1 Ом.
В Международную систему единиц сименс введён решением XIV Генеральной конференцией по мерам и весам в 1971 году. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы «сименс» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (См). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием сименса.
Сименс включен в первый раздел Общероссийский классификатор единиц измерения (ОКЕИ) – “Международные единицы измерения, включенные в ОКЕИ“.
Единицей, обратной сименсу, является ом — единица измерения электрического сопротивления в СИ.
Применение сименса:
В сименсах измеряют электрическую проводимость в проводниках.
Представление сименса в других единицах измерения – формулы:
Через основные и производные единицы системы СИ сименс выражается следующим образом:
См = (А2· с3) / (кг · м2)
См = А / В
См = Вт / В2
См = А2 / Вт
См = 1 / Ом
где А – ампер, В – вольт, м – метр, с – секунда, Вт – ватт, кг – килограмм, Ом – ом.
Кратные и дольные единицы сименса:
Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 См | декасименс | даСм | daS | 10−1 См | децисименс | дСм | dS |
| 102 См | гектосименс | гСм | hS | 10−2 См | сантисименс | сСм | cS |
| 103 См | килосименс | кСм | kS | 10−3 См | миллисименс | мСм | mS |
| 106 См | мегасименс | МСм | MS | 10−6 См | микросименс | µS | |
| 109 См | гигасименс | ГСм | GS | 10−9 См | наносименс | нСм | nS |
| 1012 См | терасименс | ТСм | TS | 10−12 См | пикосименс | пСм | pS |
| 1015 См | петасименс | ПСм | PS | 10−15 См | фемтосименс | фСм | fS |
| 1018 См | эксасименс | ЭСм | ES | 10−18 См | аттосименс | аСм | aS |
| 1021 См | зеттасименс | ЗСм | ZS | 10−21 См | зептосименс | зСм | zS |
| 1024 См | иоттасименс | ИСм | YS | 10−24 См | иоктосименс | иСм | yS |
Источник: https://ru.
wikipedia.org/wiki/Сименс_(единица_измерения)
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
Коэффициент востребованности 133
2 . Теплопроводность: скорость, с которой тепло проникает через данный материал.Закон Фурье определяет способность конкретного материала передавать тепло. Он определяет тепловой поток Q через материал с точки зрения площади поперечного сечения, через которое происходит передача тепловой энергии, A, и температурного градиента, по которому происходит передача, ∆T/∆x:
Q= -κA ∆T/∆x (1)
k – константа пропорциональности для этой зависимости, известной как теплопроводность. Это характерное свойство материала. Единицы отдельных компонентов уравнения (1) могут быть записаны (с Q, определенным через мощность): 92∙K/м (2)
При сокращении единиц длины уравнение (2) принимает вид:
Вт/м=κ∙K (3)
Решение для теплопроводности, k:
κ=Ватт/(м∙K) (4)
В отличие от других физических свойств, теплопроводность зависит от множества различных свойств; поэтому теплопроводность одного и того же материала может различаться в разных условиях.
Это включает температуру, давление, влажность и фазу материала. Поэтому существует множество гибких методов измерения теплопроводности.
Датчик MTPS для измерения теплопроводности и эффузивности, соответствующий стандарту ASTM D7984
Метод модифицированного плоского источника переходных процессов (MTPS) — очень быстрый и универсальный метод. Используя MTPS, теплопроводность твердых тел, жидкостей и порошков можно измерить примерно за 3 секунды. Односторонний датчик, MTPS работает, просто помещая образец на датчик, где индуцируется небольшое количество тепла. Затем на основе корреляций измеряется падение напряжения на датчике и коррелируется с теплопроводностью.
Датчик TPS для измерения теплопроводности, рекомендуемый для опытных пользователей и соответствующий стандартам ISO 22007-2 и GB/T32064. TPS позволяет пользователю настраивать уровень мощности и время испытаний, а также может похвастаться диапазоном теплопроводности от 0,03 до 2000 Вт/мК. Датчик TPS идеально подходит для анизотропных материалов и тонких пленок и доступен в нескольких размерах.
Датчик TLS для измерения теплопроводности, в оболочке из нержавеющей стали, эта прочная игла соответствует ASTM D5334, D5930 и IEEE 442
. Датчик переходного линейного источника (TLS) представляет собой датчик в виде игольчатого зонда. Этот датчик работает, полностью погружаясь в образец, и направляя тепло в образец радиально. Температура измеряется в центре и на конце иглы, и эта скорость изменения коррелирует с теплопроводностью. Этот метод идеально подходит для крупных порошков, почвы, гравия и очень вязких или липких материалов, таких как расплавы полимеров.
Для получения дополнительной информации о различных способах измерения теплопроводности см. дополнительные ресурсы ниже.
Руководство по выбору метода — идеально подходит для понимания различий между датчиками и их применением
Брошюра Trident — прибор для измерения теплопроводности Trident сочетает в себе все три перечисленных метода для обеспечения максимальной гибкости и конфигурации для пользователя
Запросить цену — если вы верите что теплопроводность является необходимым свойством для вашей работы, запросите расценки и поговорите с техническим экспертом о том, как мы можем помочь.
УПРОЩЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Запросить ценуТеплопроводность в зависимости от температуры и давления
Теплопроводность — это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло . Теплопроводность может быть определена как
« количество тепла, переданное через единицу толщины материала — в направлении, нормальном к поверхности единицы площади — из-за единичного градиента температуры в стационарных условиях».
Наиболее распространенными единицами теплопроводности являются Вт/(м·К) в системе СИ и БТЕ/(ч · фут °F) в британской системе.
Под рисунками приведены табличные значения и перевод единиц теплопроводности.
Онлайн-калькулятор теплопроводности воздуха
Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета теплопроводности воздуха при заданных температуре и давлении.
Выходная проводимость выражается в мВт/(м·К), БТЕ(ИТ)/(ч·фут·°F) и ккал(ИТ)/(ч·м·К).
Температура
Выберите фактическую единицу измерения температуры: °C °F K °R
Выберите фактическое давление: 1 бар абс. / 14,5 фунтов на кв. дюйм; 20 бар абс. / 290 фунтов на кв. дюйм; 50 бар абс. / 725 фунтов на кв. дюйм абс.; 100 бар абс. / 1450 фунтов на кв. дюйм абс.;
См. также другие свойства Воздух при различной температуре и давлении: Плотность и удельный вес при различной температуре, Плотность при разном давлении, Коэффициенты диффузии газов в воздухе, Число Прандтля, Удельная теплоемкость при различной температуре и Удельная теплоемкость при переменном давлении, Температуропроводность, Свойства в условиях газожидкостного равновесия и Теплофизические свойства воздуха в стандартных условиях и Состав и молекулярная масса,
См. Также проводящий калькулятор теплопередачи
Back до верхней
Верхний
Верхний
Термическая проводимость воздуха при атмосферном давлении и температуре, приведенных в №
| . Тема | Теплопроводность | ||
| [°C] | [мВт/м·К] | [ккал(ИТ)/(ч·м·К)] ·ч | /фут·ИТ)|
| -190 | 7.82 | 0.00672 | 0.00452 |
| -150 | 11.69 | 0.01005 | 0.00675 |
| -100 | 16.20 | 0.01393 | 0.00936 |
| -75 | 18.34 | 0.01577 | 0.01060 |
| -50 | 20.41 | 0.01755 | 0. |
| -25 | 22.41 | 0.01927 | 0.01295 |
| -15 | 23.20 | 0.01995 | 0.01340 |
| -10 | 23.59 | 0.02028 | 0.01363 |
| -5 | 23.97 | 0.02061 | 0.01385 |
| 0 | 24.36 | 0.02094 | 0.01407 |
| 5 | 24.74 | 0.02127 | 0.01429 |
| 10 | 25.12 | 0.02160 | 0.01451 |
| 15 | 25.50 | 0.02192 | 0.01473 |
| 20 | 25.87 | 0.02225 | 0.01495 |
| 25 | 26.24 | 0.02257 | 0.01516 |
| 30 | 26.62 | 0.02289 | 0.01538 |
| 40 | 27. 35 | 0.02352 | 0.01580 |
| 50 | 28.08 | 0.02415 | 0.01623 |
| 60 | 28.80 | 0.02477 | 0.01664 |
| 80 | 30.23 | 0.02599 | 0.01746 |
| 100 | 31.62 | 0.02719 | 0.01827 |
| 125 | 33.33 | 0.02866 | 0.01926 |
| 150 | 35.00 | 0,03010 | 0,02022 |
| 175 | 36,64 | 0,03151 | 0,02117 |
| 2009 | 7 | ||
| 2009 | 0,02117 | ||
| 2009 | 0,02117 | ||
| 0,02117 | |||
| 0,02117 | |||
| 99 | 38.25 | 0.03289 | 0.02210 |
| 225 | 39.83 | 0.03425 | 0. 02301 |
| 300 | 44.41 | 0.03819 | 0.02566 |
| 412 | 50.92 | 0.04378 | 0,02942 |
| 500 | 55,79 | 0,04797 | 0,03224 |
| 0.03533 | |||
| 700 | 66.32 | 0.05702 | 0.03832 |
| 800 | 71.35 | 0.06135 | 0.04122 |
| 900 | 76.26 | 0.06557 | 0.04406 |
| 1000 | 81,08 | 0,06971 | 0,04685 |
| 1100 | 85,80 | 80119 0.04959 | |
Back to top
Air thermal conductivity at atmospheric pressure and temperatures given in °F:
| Temperature | Thermal conductivity | |||||||||||
| [°F] | [БТЕ(ИТ)/(ч·фут·°F)] | [ккал(ИТ)/(ч·м·К)] | [мВт/м·К] | — 92 2 0,00484 | 0. 00720 | 8.37 | ||||||
| -200 | 0.00788 | 0.01172 | 13.63 | |||||||||
| -100 | 0.01068 | 0.01589 | 18.48 | |||||||||
| -50 | 0.01200 | 0.01786 | 20.77 | |||||||||
| -20 | 0.01277 | 0.01901 | 22.10 | |||||||||
| 0 | 0.01328 | 0.01976 | 22.98 | |||||||||
| 10 | 0.01353 | 0.02013 | 23.41 | |||||||||
| 20 | 0.01378 | 0.02050 | 23.84 | |||||||||
| 30 | 0.01402 | 0.02087 | 24.27 | |||||||||
| 40 | 0,01427 | 0,02123 | 24,70 | |||||||||
| 50 | 0,01451 | 0,02160 | 25,12 | 0,02160 | 25,12 | 0,02160 | ,12 | 0,02160 | ,12 | 0,02160 | ,1 2 | 0,01210 9014,12 |
| 60 | 0. 01476 | 0.02196 | 25.54 | |||||||||
| 70 | 0.01500 | 0.02232 | 25.95 | |||||||||
| 80 | 0.01524 | 0.02267 | 26.37 | |||||||||
| 100 | 0.01571 | 0,02338 | 27,19 | |||||||||
| 120 | 0,01618 | 0,02408 | 19 18,09 | 0.01664 | 0.02477 | 28.80 | ||||||
| 160 | 0.01710 | 0.02545 | 29.60 | |||||||||
| 180 | 0.01755 | 0.02612 | 30.38 | |||||||||
| 200 | 0.01800 | 0.02679 | 31,16 | |||||||||
| 250 | 0,01911 | 0,02843 | 33,07 | |||||||||
| 308 20122 | 0.03003 | 34.93 | ||||||||||
| 350 | 0.02123 | 0.03160 | 36.75 | |||||||||
| 400 | 0.  | |||||||||||