Способ измерения газопроницаемости пористых материалов

Способ измерения газопроницаемости пористых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗСОТРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в размещении испытуемого образца между двумя камерами, создании перепада давления между ними ж регистрации давлений в камерах, отличающи. йся тем, что, с целью повышения точности измерения при малых перепадах давления, в од .вой из камер создают синусоидальные колебания давления с постоянной амплитудой , измеряют амплитуду колебаний давления, возникающих в другой камере, и по отношению этих амплитуд; рассчитывают тазопроницаемость. § иЭ ////// х//л I

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 К 15 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 34 67857/18-25 (22) 12 ° 04 .82 (4 6) 07. 10. 83. Бюл. Р 37 (72) В.М.Григорьев и В.М.Мамин (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского проектно-конструкторского и технологического института источников тока в г.Севастополе (53) 625.85:620.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 690369, кл. G 01 H 15/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 750346, кл. G01N 15/08, 1979 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗОПРОHHIIAENOCTH .ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключакщийся в размещении испытуемого образца между двумя камерами, создании перепада давления между ними. и.регистрации. давлений в камерах, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения точности измерения при малых перепадах. давления, в од. ной из камер создают синусоидальные колебания давления с постоянной амплитудой, измеряют амплитуду колебаний давления, возникающих в другой камере, и по отношению этих амплитуд. рассчитывают газопроницаемость .

1046657

В камере 1 при помощи источника 2 синусоидальных колебаний давления (например, поршня, колеблющегося в: цилиндре) создаются колебаний давления с заданной амплитудой и частотой.55 3a счет периодического перетекания газа через пористый образец 3 в камере 4 также возникают синусоидальные колебания давления, амплитуда которых зависит от пневмосопротивле- 60 ния образца. Эти колебания измерительным преобразователем 5 (например, микрофоном) преобразуются в электрический сигнал, амплитуда ко-, торого измеряется-вольтметром б.

Иэобретение относится к излучению физических свойств твердых пористых материалов, а именно к способам определения газопроницаемости (или пневмосопротивления).

Известей способ определения проницаемости пористых материалов, заключающийся в образовании над поверхностью образца напорной камеры, создании избыточного давления в камере, измерении расхода фильтрата и вычислении проницаемости (, 1).

К недостаткам способа относятся его низкая точность, связанная с неопределенностью толщины образца а также необходимость постоянной подачи фильтрата.

Наиболее близким к изобретению . является способ измерения газопроницаемости материалов, заключающийся в размещении испытуемого образца 20 между двумя камерами,, создании перепада давления между ними и регистрации давления в камерах По полученным зависимостям давлений в камерах от времени после создания на- 25 чального перепада вычисляют проницаемость образца P2).

К недостаткам способа относится низкая точность измерения при малых перепадах давления при большой вели- 30 чине среднего давления.

Пелью изобретения является повышение точности измерения при малых . перепадах давления.

Указанная цель достигается тем, 35 что согласно способу измерения газопроницаемости пористых материалов, заключающемуся в размещении испытуемого образца между двумя камерами, создании перепада давления между ними и.регистрации давлений в камерах, в одной из камер создают синусоидальные колебания давления с постоянной амплитудой, измеряют амплитуду колебаний давления, возникающих в другой камере, и по от- 45 ношению этих амплитуд рассчитывают гаэопроницаемость.

На чертеже изображена схема, поясняющая предлагаемый способ измерения. 50

Используя метод электроакустических аналогий, легко получить выражение для расчета пневмосопротивления образца, которое обратно пропорционально его газопроницаемости: или

1 где Z — - пневмосопротивление,, Па с/м 1

У вЂ” гаэопроницаемость, м 3/Па с;

P — амплитуда колебаний в первой

1 камере, Па;

Р -- амплитуда колебаннй во вто2 рой камере, Па; — показатель адиабаты равный

1,40 для воздуха;

P — среднее значение давления в камерах, Па;

ULI - круговая частота синусоидаль-( ных колебаний, с

У вЂ” объем второй камеры, м

При .измерении известным способом на малых перепадах давления приходится улавливать очень малые изменения давления на фоне больших начальных и конечных давлений. В результате, даже при использовании весьма точных измерителей результирующая погрешность оказывается исключительно высокой. Так, например, при начальном перепаде порядка 100 Па на фоне атмосферного давления при погрешности измерения времени и давления 1% расчетная результирующая погрешность достигает 2000%. При предлагаемом способе перепад давления имеет качественно отличный, периодический характер, что позволяет применять для его измерения датчики переменного давления, например микрофоны, не.чувствительные к постоянной составляющей, расчитанные на ма.лые колебания, что резко повышает точность измерений. Так, при амплиту де колебаний давления в первой камере 100 Па на фоне атмосферного давления и погрешности измерения ам-. плитуды давлЕния во второй камере 1% расчетная результирующая погрешность измерения соцротивлений в диапазоне >

10"о Па-с/м- составляет всего 3,7%.

Пример . Необходимо измерить сопротивление протеканию воздуха— ,пористого образца при следующих изб вестных условиях:

1,40; Pcp = PO = 98100 Па; и9 2 С20 Гц1 = 10 (м ; Р = 100 Па.

Образец устанавливается в обойму между первой и второй камерами, 1046657

Составитель А.Кощеев

Редактор О.Юрковецкая Техред С.Легеза Корректор О.Тигор

Заказ 7721/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР..по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 включается источник синусоидального, давления и считываются показания вольтметра 160 мВ, что соответствует амплитуде давления 80 Па. Подставляют полученные значения в формулу для сопротивления

Z= <>о о ()-4=В,2.10

4,40 96400 .рд т -g Цо".Р

Использование предлагаемого спосрба измерения пневмосопротивления или .пазопроницаемости твердых пористых образцов обеспечивает по сравнению с известным способом повышение точности измерения при малых перепадах давления. Зная пневмосопротивленне, полученное при достаточно малых перепадах давления, когда газ можно считать несжимаемым, путем простого пересчета через отношение вязкостей можно пслучить значение гидросопротивления того же образца иттем самым, .где это необходимо, заменить значительно более трудоемкую операцию измерения гидросопротивления измерением пневмосопротивления,