Здравствуйте!

Есть два сообщающихся баллона, в одном из которых находится сжиженный метан, а в другом изначально пусто и по мере испарения метана, в нём будет накапливаться метан в газообразном состоянии. Температура метана в жидком состоянии около -180 градусов, давление будет достигать максимум 100 атм.

Необходимо измерить температуру в 9 точках системы и построить график температур в реальном времени на компьютере, при этом из-за высокого давления, нужен очень маленький диаметр термопары и датчик давления должен работать при температурах, близких к -180.

Посоветуйте, пожалуйста, кто что знает, где достать такие датчики и какое решение лучше использовать для построения системы и построения графика на компьютере.

Заранее спасибо.

Сообщение отредактировал Aoklyunin - Apr 3 2015, 13:17

Что-то очень странное вы говорите .

Во-первых, температура в баллоне не -180 градусов, а такая же, как и снаружи. Т.е. то, что газ в баллоне сжат, не означает, что он стал очень холодным. В том числе, если от избыточного давления газ уже успел сконденсироваться. Можете пощупать баллон руками, если мне не верите.

Во-вторых, сжиженного метана в баллонах не бывает, т.к. у метана критическая температура низковата, где-то под -80 градусов, а поскольку таких сильных морозов на Земле не бывает, то метан при любом сжатии остается газом, а в жидкость никогда не превращается.

В-третьих, если часть сжатого метана перепустить в другой пустой баллон, то газ от расширения охладится несильно, и уж во всяком случае не до температуры сжижения.

В-четвертых, при температуре -180 градусов метан не сжижается, а уже затвердевает.

В-пятых, при таком огромном колличестве заблуждений вам крайне противопоказано заниматься подобными работами с газами, находящимися под давлением.

Угу, Ксения совершенно верно все отметила.

Добавлю немножко на "обывательском". Обратите внимание на газовозы)), на них пишут "Метан - сжатый газ", "Пропан - сжиженный". И на конструкцию баллонов. Пропановые тонкостенные(относительно): там сжиженный газ, а вот метановые тяжёлые и с толстыми стенками - потому что метан там сжат, а не сжижен.

ЗЫ. пример сжиженного газа - зажигалка. И интересный опыт - выкручиваем быстро клапан зажигалки и она покрывается инеем, но это пример интенсивного кипения, потому и подмерзает.


рекомендую думать про цифры 160-200. так спокойней. а если вы про автобаллоны, то там ещё выше давление.
----------------------------
по сабжу. баллон из металла с высокой теплопроводностью - можете и снаружи измерять температуру, изолировав его.
для поиска датчиков таких оттолкнитесь от ключевой фразы "газовый редуктор" и у наблюдаемых компаний посмотрите готовое решение в этой области.
или вес баллона ещё можно измерять.

Итак, по пунктам.
Во-первых, метан кипит при -161 градусе, т.е. до он в жидком, как ни удивительно, можно было бы и загуглить и, если залить жидкость низкой температуры в ёмкость, то её температура не станет внезапно такой же как температура среды вне ёмкости. Магия какая-то.

Во-вторых, никто не говорит, что процесс сжижения метана будет проходить в баллоне, есть специальная криогенная камера.

В-третьих, т.к. баллон и газ имеют приличную теплоёмкость, а температура окружающей среды больше температуры жидкости ( в нашем случае метана ), то метан начинает при получении тепла от окружающей среды нагреваться и испаряться, чем больше тепла будет сообщено системе, тем больше будет метана в газообразном состоянии, что в свою очередь повысит давление в ёмкости.

В-четвёртых, если сами не знаете чего-то не надо позориться хотя бы.

В-пятых, может быть есть всё-таки специалист, который подскажет, где достать низкотемпературные термопары и датчик давления?

Очень бы не рекомендовал охлаждать сосуды высокого давления до таких низких температур. Несмортя на криоупрочнение сталей хрупкость материала баллона тоже растет и есть риск получить замороженную гранату в выдернутой чекой. Охлаждать до криогеники можно только сосуды высокого давления из нержавейки или титана.
Во вторых любые термопары прекрасно работоспособны хоть при гелии (4.2 к). Только надо их делать с компенсационным спаем, а компенсационный спай помещать в жидкий азот(-196C=77K). Пара медь=константан например.
Датчики давления (кроме мембранных с тензорезисторами) никто в криогенику не сует- выводят наружу из криостата толстостенным капилляром давление и измеряют при нормальных для датчика температурах.

Тут у нас нет никакого отбора... кто и что может писать... кроме грубости.
Ксения, глядя на Ваш текст, подумала, что это Вы не разбираетесь в предмете.
А это действительно можно легко заподозрить - как это можно понять - измерение температуры в 9 точках системы и построение графика в реальном времени на компьютере?
Зачем измерять давление, помещая датчик в сосуд?


Про сосуды с намороженными туда газами полностью согласна... Лично видела два случая... В одном случае вакуумный шланг раздулся и стал прозрачный. Потом уши болели очень долго... А могло бы и взорваться. Повезло.
К вот по поводу термопар при гелиевых температурах Вы ошибаетесь. Я вот только две пары знаю - медь - медь-золото или железо. А медь -константан начинает загибаться при жидком азоте - не портится, но резко уменьшается чувствительность. Но в данном случае подойдет.

Я же вроде писал "до гелиевых". Нормально она себя ведет (из дешевых). Тип T http://reotemp.com/thermocoupleinfo/type-t-thermocouple.htm низкотемпературная калибровка. А при гелиевых конечно лучше не термопары, а например CERNOX использовать. Но рекомендовать их, зная цену калиброванного датчика, рука не поднимается. Тем более мы не про гелий говорим.

Конечно, никто датчик в сосуд помещать не будет, датчик давления предполагается установить на горловине баллона.

А в первом сообщении, что Вы писали?
Если на клетке...., не верь глазам своим.