При достаточном располагаемом давлении исходных компонентов
существует возможность получать целевые вещества непосредствен-
но в продукционном баллоне [3]. Такой способ пригоден для смесей,
образованных из нескольких чистых газов, если концентрация отдель-
ных компонентов
у
i
≥
1
%.
Предполагается, что на каждое из назван-
ных веществ имеются справочные данные о физических свойствах.
Алгоритм приготовления смеси показан в табл. 5 на примере получе-
ния искусственного воздуха. Данный продукт выбран для наглядности
и в силу доступности свойств смеси, необходимых для оценки точно-
сти расчетного метода.
На начальном этапе (строки 2.2–2.4, см. табл. 5), как и в случае
гравиметрического смешения чистых веществ, определяется масса ка-
ждого компонента
m
i
.
Эти значения для заданного количества продук-
та
m
Σ
вычисляются через объемные (
у
i
)
и массовые (
с
i
)
концентрации
по известным соотношениям [1]. Далее (строки 3.1–3.4) рассчитыва-
ются давления компонентов, при которых манометрическим методом
обеспечивается заданная концентрация.
Описанный метод апробирован при получении смеси
20
Ne–
22
Ne с
заданным изотопным соотношением. В большинстве случаев требуе-
мый результат достигался после одного корректирующего шага, кото-
рый планировался на основании контроля изотопного состава. Досто-
инством рассмотренного способа является исключительно экономное
расходование ценных продуктов, например изотопов редких газов.
В некоторых случаях в качестве исходных веществ для пригото-
вления смеси оператор вынужден использовать не чистые компонен-
ты, а составные вещества, каждое из которых уже является своего
рода смесью. Методика смешения таких продуктов представлена в
ГОСТ Р ИСО 6142–2008 (РФ) [4].
На рис. 7,
в
показаны схемы стендов для приготовления смесей
в замкнутом объеме, а на рис. 8 — оборудование, используемое для
образования смесей манометрическим методом.
Получение и хранение смесей в жидком виде.
Методы, основан-
ные на фазовом равновесии компонентов, позволяют получать значи-
тельные количества преимущественно бинарных смесей (рис. 9) [7, 8].
Для реализации данного способа требуются специальные аппараты,
снабженные теплоизоляцией и контуром стабилизации температуры
(
рис. 10). Состав смеси задается давлением и температурой фаз [9].
Полученный раствор отбирается из емкости преимущественно в виде
жидкости и газифицируется. Недостатком процесса является весьма
ограниченный диапазон возможных концентраций, так как в получае-
мых смесях преобладает высококипящий компонент.
50
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012