Способ исследования газопроницаемости пористых материалов

Способ исследования газопроницаемости пористых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

изобретения

Ф. М. Шухатович и А. И. Любарский

)

Минский научно-исследовательский институт строите4ьныхмыериалав.. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ

IIOPHCTbIX МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к исследованию физико ме ханических свойств пористых материалов, преимущественно малопроницаемых, и может быть использовано, например, при испытании на воздухопроницаемость строительных материалов, изделий и конструкций.

Известен способ исследования газопроницаемости пористых материалов, заключающийся в пропускании газа через материал при поддержании заданного перепада давлений путем создания избыточного давления в напорной емкости, одной иэ стенок которой является исследуемый материал, и камера расхода газа (1).

Недостатком указанного способа является невысокая точносп определения коэффициента газопроницаемости, так как к погрешности измерения давления добавляется погрешность из мерения расхода газа, которая становится существенной при измерении малых расходов.

Кроме того, для осуществления этого способа необходимо поддерживать избыточное давление газа в напорной емкости на постоянном уровне, что усложняет. способ.

Наиболее близким к предлагаемому по тех нической сущности и достигаемому эффекту является способ исследования газопроницаемости пористых материалов. Преимущественно малопроницаемых, заключающийся в создании путем нагнетания газа заданного избыточного давления внутри напорной емкости, соединенной с образцом испытываемого материала, измерении падения давления внутри напорной емкости в результате прохождения газа через обра10 эец пористого материала, определении скорости падения давления в течение заданного промежутка времени и расчете по полученным данным коэффициента газопроницаемости (2).

Однако этот способ позволяет судить о га1$

1 зопроницаемости материала только при наличии сравнительных данных и не обеспечивает получение точной характеристики газопроницаемости материала — коэффициента газопроницаемос

20 ти, так как при нагнетании воздуха и в процессе его последующей фильтрации температуры в напорной емкости меняются. Последнее, прешпствует точному определению коэффициента газапроницаемости на основании экспери3 857792 4 ментальных данных — скорости падения давле-. ния.

Цель изобретения — повышение точности on ределения коэффициента газопроницаемости.

Поставленная цель достигается согласно спо5 собу исследования газопроницаемости пористых материалов, преимущественно малопроницаемых, заключающемся в создании избыточного давления внутри иацорной емкости, соединенной с образцом испытываемого материала, измерении 10 падения давления внутри напорной емкости в результате прохождения газа через образец пористого материала и расчете по полученным данным коэффициента газопроницаемости, избыточное давление в напорной емкости создают иа- 15 гревом заключенного в ней газа, а при измерении давления поддерживают температуру постоянной и равной той, при которой было достигнуто заданное избыточное давление, при этом коэффициент газопроницаемости рассчитывают 20 по формуле

QL, Р„- Р

К= $n

1з, где К

55 — коэффициент газопроницаемости;

25 — внутренний объем напорной емкости; — толщина образца материала;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура газа по шкале Кель30 вина; .

F — рабочая площадь поперечного сечения образца материала; т — промежуток времени, через ко35 торый измеряют падение давления;

Рз — избыточные давления, измеренные соответственно в процессе падеййя дав пения.

Измерения падения избыточного давления про-изводят через равные промежутки времени.

Способ осуществляют следующим образом.

Обойму с образцом исследуемого материала помещают в выполненное в стенке напорной емкости отверстие, предварительно измерив рабочую площадь поперечного сечения и толщину образна.

Щели между краями образца и стенкой напорной емкости тщательно герметизируют, а затем напорную емкость помещают в термостат и нагревают до тех пор; пока не зарегистрируют в ней заданное избыточное давление. После достижения заданного избыточного давления прекращают нагрев, поддерживают достигнутую температуру в термостате постоянной и включают прибор, записывающий давление. Через определенное время записывающий прибор выключают и по кривой на диаграммной ленте

I характеризующей падение давления во времени, определяют три значения избыточного давления, полученные преимущественно, через равные, произвольно выбранные, промежутки времени.

Полученные данные подставляют в формулу, по которой рассчитывают коэффициент га опроницаемости Материала

Пример, Образец исследуемого материала, вырезанный из асбошиферного листа. Диск помещают на верхнюю горловину стеклянного сосуда, нанеся предварительно для гсрметичности на соприкасающиеся части образца и горловины расплавленную смесь канифоли с парафином. После этого края образца заключают в жестяную обойму. С помощью зажимов образец. и обойму скрепляют с горловиной сосуда, Во вторую горловину, расположенную в нижней части сосуда, вставляют, смазав для герметичности вазелином, резиновую пробку с тремя сквозными отверстиями для двух трубок и термометра. Одну иэ вставленных в пробку трубок соединяют с напоромером, вторую — с записывающим прибором. Напорную емкость помещают в тсрмостат, затем его включают и начинают осуществлять нагрев напорной емкости до тех пор, пока тягонапоромср и записывающий прибор не зарегистрируют заданное значение избыточного давления

500 мм вод. ст. При этом термометр зарегистрировал температуру воздуха в напорной емкости t = 34 С, т,е. 7 - 307,2 К. После достижения избыточного давления Р = 500 мм. вод. ст. нагрев прекращают, устанавливают температуру в термостате, соответствующую температуре воздуха в напорной емкости t = 34 С, постоянной и включают записывающий давление прибор. Через 24 мин (0,4 ч) записывающий прибор выключают, зафиксировав в этот момент по тягонапоромеру давление в напорной емкости, равное 220 мм вод. ст., По кривой на диаграммной ленте взяты для расчета три значения избыточного давления, которые устанавливают в напорной емкости в результате фильтрации газа через равные промежутки времени — 12 мин (0,2 ч): Рь = 500 мм вод. ст. (заданное), Р = 287 мм вод. ст. (промежуточное) и Рэ = 220 мм вод. ст. (зафиксированное в конце опыта).

Данные для расчета.

Рабочая площадь поперечного сечения образца материала

Р о 5 з о "ьР2

Толщина образца материала » =1О Ме ьщ с ет, Газовая постоянная воздуха R= 29,27 к, г —

5 857792 6

Температура газа в напорной емкости Т=Ъ074к. проницаемых, заключающийся в создании нэбыВнутренний объем напорной емкости ч=5 1о ь м, точного давления внутри напорной емкости, соПромежуток времени между измеренными дав- единенной с образцом испытываемого материлениями = 0,2 ч. ала, измерении падения давления внутри напорЗаданное избыточное давление P, = 500 мм вод.ст. > ной емкости в результате прохождения газа чеПромсжуточнос избыточное давление Р = рез образец пористого материала и расчета по

= 287 мм son. ст. полученным данным коэффициента газопрониИзбыгочное давление в конце опыта Р3 цаемости, отличающийся тем, что, = 220 мм вод. ст. с целью повышения точности определения коПолученные данные подставляют в формулу, t0 эффициента газопроиицаемости, избыточное дав. по которой рассчитывают коэффициент возду- ление внутри напорной емкости создают нагрехопро нцасмости асбошиферного листа вом заключенного в ней газа, а при измерении давления поддерживают температуру постоянной /L Р - Р и равной той, при которой было достигнуто заК= — tn

2ТГt: Р -Р, данное избыточное давление, при этом коэффициент газопроиицаемости рассчитывают по фор- о5 . О муле ю

500 -2S7

287 - 220

6п

29,27 "Ъ07,4 t2,5ü 1О " 0,2.

= 0 25b о о,.) 20 где К

Источники информации, принятие so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 249734, кл. 6 03 И 15/08, 1969. 2. Ьрилинг Р. Е. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций и материалов. М., з9 Стройиздат, 194&,.с, 12 — 14 (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 7229/69 Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поскольку избыточное давление внутри напорной емкости создается нагревом заключенного в ней газа, а при измерении давления поддерживается постоянная температура равная той, 5 при которой было достигнуто заданное избыточное давление, то этим самым в предлагаемом способе обеспечивается необходимость в измерении только одного параметра — давления.

Все остальные величины, входящие в формулу определения коэффициента газопроницаемости, являются постоянными.

Таким образом, высокая степень точности определения коэффициента газопроницаемости малопроницаемых материалов обеспечивается 35 измерением падения давления, а не расхода фильтрующегося газа, и поддержанием постоянной температуры в напорной емкости. Измерение падения избыточного давления через равные промежутки времени обеспечивает получение 40 ,наиболее простой формулы для определения коэффициента газопроницаемости пористых материалов.

Изобретение позволяет осуществить правильную оценку физических свойств строительных материалов, улучшить и ускорить их изготовление и контроль.

Формула изобретения

1. Способ исследования газопроницаемости пористых материалов, преимущественно мадо— коэффициент газопроницаемости; — внутренний объем напорной емкости;

1 — толщина образца материала;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура газа по шкале

Кельвина; — рабочая площадь поперечного сечения образца материала; т — промежуток времени, через который измеряют падение давления;

Pt P ° Рэ — избыточные давления, измеренные соответственно в процессе падения давления.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что измерение падения избыточного давления производят через равные промежутки speмени.