Электропроводный состав
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСА НИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
t ai! 5766l2
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.06.76 (21) 2376566/07 (51) М. Кл. Н OIB 17/64
Н 01Â 5/16 с присоединением заявки №
ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет
Совета Министров СССР оо делам изобретений Опубликовано 15.10.77. Бюллетень № 38 (53) УДК 621.315(088.8) и открытий
Дата опубликования описания 10.10.77 (72) Автор изобретения
В. Н. филенков
Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт гидротехники им. Б. E. Веденеева (71) Заявитель (54) 3JIЕКТРОПРОВОДНЫЙ СОСТАВ
Изобретение относится к дисперсным электропроводным составам, используемым при определении характеристик процессов тепломассопереноса, преимущественно характеристик фильтрационных потоков в основаниях гидротехнических сооружений.
Дисперсные электропроводные составы используются для изготовления сложных по конфигурации моделей пространственной (трехмерной) области фильтрации при решении методом ЭГДА различных вопросов проектирования подземного контура сооружений
Сущность этого метода, основанного на математической и физической аналогии между электрическим током и фильтрующейся жидкостью, заключается в том, что линии равных напоров, линии тока и фильтрационный расход находят экспериментальным путем на модели области фильтрации, изготовленной из электропроводного материала, к которому предьявляется целый ряд требований. 11режде всего, материал должен быть однородным и обладать электронной проводимостью, поскольку лишь при этом удается избежать скачка потенциала на шинах и наличия диффузии, а также сохранить заданное распределение электропроводности в объеме модели. Кроме того, в материале должны содержаться компоненты, за счет которых можно регулировать в широких пределах (примерно на два-три порядка) величину удельного объемного электрического сопротивления, причем это сопротивление не должно сильно зависеть от степени уплотнения материала и оставаться неиз5 менным во времени. Материал также должен обладать небольшой связанностью, сохранять придаваемую ему форму и легко обрабатываться обычными инструментами. Контакт между материалом и металлическими шинами
10 должен быть вполне надежным.
Известны электропроводные составы (2) с дисперсным наполнителем со следующим соотношением компонентов, вес. %:
Кварцевый песок 40 — 80
Графитовый порошок 5 — 40
Вода 15 — 20
Основными недостатками этих составов являются сильное изменение электропроводно2р сти в зависимости от степени уплотнения, влажности и времени, а также сложность изготовления модели из такого состава и необходимость постоянного и строгого дозирования увлажнения состава, которое трудно обеспечить в разных зонах модели. Кроме того, значительная часть электропроводности состава обусловлена ионной проводимостью воды, что заставляет проводить исследования на переменном токе, вследствие чего возникает падезо ние потенциала на контакте с шинами.
576612
Формула изоб!ретения
Составитель П, Забуга
Редактор А. Пейсоченко Текрсд И. Карандашова 1(орректор И. Позняковская
Подписное
Заказ 2280/5 Изд. № 813 Тираж 995
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К-35, Раушская паб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Целью изобретения является обеспечение стабильности физико-механических характеристик электропроводного состава. Это достигается тем, что предлагаемый состав дополнительно содержит нитроцеллюлозпый клей и ацетон, а в качестве токопроводящего компонента — сажевую бумагу при следующем соотношении компонентов, вес. о о:
Кварцевый песок 54 — 80
Сажевая бумага 5 — 8
Нитроцеллюлозный клей 2 — 4
Ацетон 13 — 34
В качестве инертного наполнителя используют среднезернистый кварцевый песок с частицами крупностью 0,25 — 0,5 мм, а токопроводящим компонентом является обычная сажевая бумага, предварительно размолотая в высокооборотной лопастной мельнице до состояния, при котором бумага представляет собой волокнистую массу, очень похожую на тонкую шерсть. Тип бумаги, определяемый ее электрическим сопротивлением, выбирают в зависимости от удельной электропроводности данного фрагмента модели. Для создания моделей фильтрации в реальных грунтах требуется сажевая бумага с электрическим сопротивлением 300 — 5000 Ом, что обеспечивает получение состава с удельным объемным сопротивлением 100 — 100000 Ом нсм.
Состав готовят путем перемешивания в мешалке песка и измельченной в мельнице сажевой бумаги при одновременном добавлении в смесь нитроцеллюлозного клея и ацетона. В результате этого получается однородная масса, из которой формуют фрагмент модели с соответствующей проводимостью. После этого выжидают время, необходимое для полного испарения пластификатора, и выполняют следующий фрагмент и т. д.
Примеры рецептур электропроводного состава, вес. о о:
Пример 1.
Кварцевый песок 54
Сажевая бумага 8
Нитроцеллюлозный клей 4
Ацетон 34
Пример 2.
Кварцевый песок 80
Сажевая бумага 5
Нитроцеллюлозный клей 2
5 Ацетон 13
Оптимальный электропроводный состав имеет следующее соотношение компонентов, вес. %:
Кварцевый песок 70
10 Сажевая бумага 6
Нитроцеллюлозный клей 2
Ацетон 22
Использование предлагаемого состава позволяет избежать наличия диффузии и скачка
15 потенциала на шинах, а также сохранить заданное распределение электропроводности в объеме модели. Величину удельного объемного сопротивления можно регулировать в широких пределах (примерно на два-три поряд20 ка) .
Электропроводный состав для моделирования по методу ЭГДА процессов тепломассопе25 реноса, включающий в себя кварцевый песок и токопроводящий компонент, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения стабильности физико-механических характеристик, он дополнительно содержит нитроцеллю30 лозный клей и ацетон, а в качестве токопроводящего компонента — измельченную сажевую бумагу при следующем соотношении компонентов, вес. о о:
Кварцевый песок 54 — 80
35 Сажевая бумага 5 — 8
Нитроцеллюлозный клей 2 — 4
Ацетон 13 — 34
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Дружинин Н. И. Метод ЭГДА и его применение при исследовании фильтрации. Госэнергоиздат, 1956, с. 77.
2. Вятских Н. М. Некоторые элементы раз45 вития метода ЭГДА. Известия ВНИИГ, т. 19, 1936, с. 304 — 310.