Odpowiedz w wątku  [ Posty: 8 ] 
Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektryczną 
Autor Wiadomość

Dołączył(a): 8 maja 2023, o 20:41
Posty: 5
Post Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektryczną
Witam,

Wykonuję doświadczenia z urządzeniami zbliżonymi do EHD https://en.wikipedia.org/wiki/Electrohydrodynamics. Do tej pory skupiałem się na aspektach elektrycznych (na tym się raczej znam) jednak zacząłem się zderzać z właściwościami cieczy i to blokuje mnie przed dalszymi pracami.
W skrócie poszukuję cieczy która ma wysoki opór właściwy jak i wysoką przenikalność dielektryczną (powiedzmy >40) i widzę że te parametry niechętnie chodzą parami.

Przeszukałem dużą ilość dostępnych tabel, znalazłem sporo cieczy o odpowiadającej mi stałej dielektrycznej, jednak często mają one za małą oporność albo moje pomiary tego parametru nie współgrają z danymi z tabel. Albo ja coś robię źle albo dodatkowe czynniki grają rolę (napięcie pomiaru, reakcja na elektrodach, itp.). Do tej pory testowałem glicerynę, DMSO, acetofenon.
Pytanie do forumowiczów:

Czy ktoś kto się zna na tego typu zagadnieniach zechciałbym wspomóc mnie od strony chemicznej/chemii fizycznej? Mam sporo obserwacji i pytań, także myślę że to temat na rozmowę. Potem chętnie podzielę się głównymi wnioskami tutaj.
Forma współpracy do dogania.
A może znacie kogoś kto nie jest na forum a mógłby mi pomóc?

Będę bardzo wdzięczny!
Pozdrawiam!


8 maja 2023, o 21:07
Zobacz profil
******

Dołączył(a): 9 lip 2004, o 23:05
Posty: 411
Lokalizacja: z Krainy Deszczowców
Post Re: Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektrycz
Do znudzenia można powtarzać, że słowa : dużo, tanio, drogo, mało, wysokie, niskie...... nic nie znaczą w ujęciu ilościowym.
Napisz konkretnie, co w/g ciebie znaczy "wysoki opór właściwy".
Nawiasem mówiąc, znaczne pogorszenie tego parametru spowodowane jest często obecnością wody od ilości ppm-owych aż do ilości procentowych.
Dopiero dokładne wysuszenie takich substancji daje tablicowe wartości oporności właściwej i dramatyczną zmianę właściwości elektrostatycznych.
BTW. jest takie proste urządzonko elektroniczne, do zrobienia w domu kosztem kilkunastu złotych, które umożliwia pomiar zawartości wody w etanolu ( po prostej kalibracji).
Wskazanie jest liniowe do pewnej zawartości H2O a sam pomiar opiera się właśnie na (pośrednim) pomiarze oporności właściwej.


8 maja 2023, o 23:48
Zobacz profil

Dołączył(a): 8 maja 2023, o 20:41
Posty: 5
Post Re: Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektrycz
Tak, wiem, że podałem bardzo ogólne kryteria. Problem jest taki, że spodziewany efekt zależy od ich kombinacji, jeden będzie „lepszy”, to inny może być „gorszy”. Niemniej, moje orientacyjne wymagania:
Stała dielektryczna >= 20
Rezystywność >= 1,6e+6 [Ohm*m]
Wytrzymałość dielektryczna >= 5 [kV/mm]
Lepkość <= 0,9 [Pa*s] (gliceryna)
Cena <= 500 [zł/l]
Bezpieczne w ostrożnym domowym użytkowaniu (bez wyciągu, ew. mogę dorobić)
Ciecz w którejś z temperatur od pokojowej do 50C

Tak, podejrzewałem że rozpuszczona woda (wilgoć z powietrza?) może mieć wpływ. To pomocne, że piszesz że to ma taki duży wpływ, dzięki.
Poza tym, że nie znam wytrzymałości dielektrycznej dla DMSO i acetofenon, to te substancje (+gliceryna) teoretycznie spełniają powyższe kryteria. To może winna jest za mała czystość/rozpuszczona woda. A może są grupy cieczy które spełniają powyższe wymagania ale nie są na tyle higroskopijne aby na skutek kontaktu z powietrzem (jeśli dobrze podejrzewam, że to ma wpływ) dramatycznie zmieniały się parametry, zwłaszcza rezystancja?


9 maja 2023, o 23:54
Zobacz profil
******

Dołączył(a): 9 lip 2004, o 23:05
Posty: 411
Lokalizacja: z Krainy Deszczowców
Post Re: Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektrycz
Można z pewnością sobie wybrać co najmniej kilkadziesiąt organicznych cieczy spełniających kryterium przenikalności, dostępności i ceny.
(Tak na marginesie - dlaczego acetofenon ? Temp. topn. w okolicach 20 C, e-przenikalność mniej jak 20...)
Główne grupy kandydatów:
- alkohole
- ketony
- cyjanki/nitryle
- nitrozwiązki
- amidy i ich N- podstawiane pochodne

Z założenia wykluczyłbym alkohole wszelkiej maści, mimo że tanie i dostępne (metanol, etanol, propanol, butanol, rozmaite glikole, gliceryna itd... ), z uwagi na ich powinowactwo do wody oraz autoprotolizę. Ale nie jest wykluczone że np. taki glikol etylenowy czy propylenowy będzie OK.
Być może istnieją dodatkowe kryteria, typu temp. wrzenia i np. aceton może być niedobry.
Bezpieczeństwo.
Dla mnie np. benzen jest bezpieczny bo wiem jak się z nim obchodzić, co można a co nie można. Taki np. nitrobenzen wygląda na dobrego kandydata, ale czy jest bezpieczny ... hm.
Nie mam pojęcia jaką metodą badasz przewodności tych swoich cieczy, ale z pewnością jest to dość trudne z uwagi na ich znikome wartość. Woda w porównaniu z nimi to doskonały przewodnik a mimo to, z wodą konduktometryczną trzeba się obchodzić jak z jajkiem: chronić przed szkłem, powietrzem (CO2 -> kwas !) itp.
Tak czy siak, odwodnienie i odpowiednia czystość (brak jonowych zanieczyszczeń) to absolutne minimum w każdym przypadku (poza samą wodą, ha), o ile zachowanie wysokiej i stabilnej rezystywności jest konieczne.
W załączniku lista cieczy organicznych, z podanymi wartościami przenikalności dielektrycznej, znaleziona gdzieś w necie.
Może już ją znasz, a może nie i coś się może tam przydać.


Nie masz wystarczających uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego postu.


10 maja 2023, o 11:40
Zobacz profil

Dołączył(a): 8 maja 2023, o 20:41
Posty: 5
Post Re: Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektrycz
Cześć!

Ogromnie dziękuję za załączoną listę, tak obszernej nie mam :)). Dodatkowo zależność stałej dieelektrycznej od temepratury też mi się bardzo przyda :).
Cały czas wyzwaniem pozostaje dla mnie znajdywanie oporności właściwej dla wyselekcjonowanych cieczy, niemniej będę szukał.

"Dlaczego acetofenon?"
Granica przenikalności dielektrycznej jaka jest dla mnie ok. jest umowna:
<3,5 - brak efektu
3,5-10 - znikomy efekt, pewnie go nie wykryję
10-20 - bardzo mały efekt
20-40 - mały, ale coś mi powie
itd.

Wykrywalność spodziewanego efektu to kombinacja przenikalności i przewodności.
Co do temp. topnienia, to jeszcze ok dla mnie. Nawet mogę podgrzać substancję o kilkadziesiąt stopni jak to ma dać dobre wyniki.
Rozważałem glikol etylenowy ale ma małą oporność (10 000 Ohm*m).

Jak mierzę oporność:
Mam dwie płytki ze stali kwasoodpornej 3x3cm, mogę ustawiać je w różnych odległościach (0..1cm) i zanurzać w cieczach. Teraz się zastanawiam nad wspornikami, to bliżej nieznana stal która jest przyspawana do płytek. Tu jest jakieś ryzyko reakcji.
Pomiary wykonywałem podając napięcie i mierząc prąd. Dla pomiaru multimetrem opory wychodziły o parę rzędów wyższe niż mierzone wyższymi napięciami. Te mierzone wyższymi napięciami (12V, 310V, 1kV) dawały zbieżne pomiary.
Tej samej konstrukcji używam do pomiarów pojemności tylko elektryczny układ pomiarowy to w uproszeniu układ RC i zasilany jest zmiennym napięciem (amplituda ok. 50-80V, f = 100Hz -10kHz).
Jestem otwarty na wszelkie uwagi.

Zapewne wrócę z jakimiś pytaniami ale teraz potrzebuję nieco więcej czasu :).
Dziękuję o pozdrawiam! :))


14 maja 2023, o 21:54
Zobacz profil

Dołączył(a): 8 maja 2023, o 20:41
Posty: 5
Post Re: Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektrycz
Mam jeszcze pytanie, patrząc na tę stronę:
https://www.orlenpoludnie.pl/PL/NaszaOf ... owana.aspx

gdzie opisywana jest gliceryna o czystości 99,5% (tak jak na tej co ja posiadam) jest napisane że ma w sobie 0,5% wody. Swoją drogą nie rozumiem co to znaczy 'ilość zużytego *** w ml' - ml na ile?

Czy podgrzanie gliceryny powyżej 100C a poniżej 290C spowoduje odparowanie zaabsorbowanej wody i zwiększy jej czystość? A tym samym zwiększy rezystywność? Nawet jak pozostał dodatki zostaną.


15 maja 2023, o 21:07
Zobacz profil
******

Dołączył(a): 9 lip 2004, o 23:05
Posty: 411
Lokalizacja: z Krainy Deszczowców
Post Re: Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektrycz
0,5% wody to wartość maksymalna. Nie odparujesz jej w prosty sposób, przez podgrzewanie gliceryny. Niestety, gliceryna się utlenia i degraduje podczas ogrzewania - dostaje się produkt gorszej jakości niż przed ogrzewaniem. Poszukaj sobie w necie co znaczy kwasowość w ml ***. Ciekawy sposób określenia zawartości wody w glicerynie można znaleźć tutaj:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ie50189a017
Ciekawe, jaką temp. topnienia ma twoja gliceryna.......
Niewielkie ilości wody można usunąć poprzez frakcjonowanie pod próżnią, może jakaś azeotropowa metoda też nada się. Warto sprawdzić możliwości suszenia za pomocą sit molekularnych - tanie i łatwe do wykonania.
Z pewnością jakaś metoda chemiczna jest możliwa, ale nie zastanawiałem się nad tym.
To jedna sprawa. Druga, trudniejsza, to usunięcie kwasowych zanieczyszczeń. Jest to o tyle trudne, że gliceryna na dość wyraźne właściwości kwasowe sama z siebie. Ale może nie jest tak źle i można załatwić obydwie sprawy za pomocą sit. Na portalu "aledrogo" jest dość duży wybór zeolitów, z tego co widziałem.
PS. te pomiary przewodności to dosyć chałupnicze metody, nic dziwnego że brak jest zgodności w samych pomiarach oraz z tablicami.
Zazwyczaj pomiary wykonuje się prądem zmiennym i przy małych napięciach, aby uniknąć efektów polaryzacyjnych i elektrolizy.
No ale pomiar to pomiar :)


19 maja 2023, o 00:39
Zobacz profil

Dołączył(a): 8 maja 2023, o 20:41
Posty: 5
Post Re: Jaka ciecz ma wysokie: opór właściwy i stałą dielektrycz
Dziękuję za ciekawe rady! :)
* Kompletuję zestaw do wytwarzania podciśnienia, także spróbuję wykonać frakcjonowanie pod próżnią/podciśnieniem. Fajny pomysł z temp. zamarzamia, porównam dla kilku próbek.
* Pomyślę o wykorzystaniu zeolitów.
* Pomiar oporności - to ciekawe że pomiary wykonuje się prądem zmiennym. W ten sposób zmierzymy impedancję i dopiero z tego trzeba wyłuskać rezystancję. Nie rozumiem czemu tak ma być lepiej niż prądem/napięciem stałym. Poza tym nie widzę jak prąd zmienny ma spowodować że uniknie się efektu polaryzacji i elektrolizy, raczej jony np. dodatnie będą przyciągane raz przez jadną, raz przez drugą elektrodę. Ale może o czymś nie wiem.
* Co do wysokości napięcia pomiarowego, to wiem że mogą być duże różnice w oporności zależnie od napięcia, jednak mój układ będzie działał pod napięciem rzędu 5-10kV/mm, także oporności zmierzone napięciem rzędu setek mV/ kilku volt mogą nie być dla mnie pomocne.
* Elektroliza, tak, obawiałem się, że to może wpłynąć na pomiar. Wynika z tego że to kolejne kryterium dla cieczy: odpowiednio niski poziom elektrolizy po przyłożeniu napięcia. Oczywiście trzeba zdefiniować co to znaczy. Jak w ogóle można podejść do tego tematu? Oprzeć się na wartości stałej dysocjacji, o ile są wartości tablicowe dla wielu cieczy. Czy może odrazu wykluczyć pewne grupy związków z listy wspomnianej pare postów wcześniej?


24 maja 2023, o 17:57
Zobacz profil
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Odpowiedz w wątku   [ Posty: 8 ] 

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 0 gości


Nie możesz rozpoczynać nowych wątków
Nie możesz odpowiadać w wątkach
Nie możesz edytować swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników

Szukaj:
Multumiri adresate phpBB.com & phpBB.ro..
Design creat de Florea Cosmin Ionut.
© 2011

..