RU141361U1 - INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS AND POROUS MATERIALS - Google Patents

INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS AND POROUS MATERIALS Download PDF

Info

Publication number
RU141361U1
RU141361U1 RU2013157892/15U RU2013157892U RU141361U1 RU 141361 U1 RU141361 U1 RU 141361U1 RU 2013157892/15 U RU2013157892/15 U RU 2013157892/15U RU 2013157892 U RU2013157892 U RU 2013157892U RU 141361 U1 RU141361 U1 RU 141361U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soils
circulation unit
installation
frozen
porous materials
Prior art date
Application number
RU2013157892/15U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Владимирович Григорьев
Александр Борисович Шабаров
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет"
Priority to RU2013157892/15U priority Critical patent/RU141361U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU141361U1 publication Critical patent/RU141361U1/en

Links

Images

Abstract

Установка для определения содержания незамерзшей воды в мерзлых грунтах и пористых материалах, содержащая помещенную в рабочую камеру циркуляционного блока бюксу с образцом и термометром сопротивления, размещенные на боковой и торцевых сторонах бюксы датчики теплового потока, подсоединенный к циркуляционному блоку посредством подводящего и отводящего холодоноситель трубопроводов криостат и установленный между указанными трубопроводами регулирующий клапан с электроприводом.A device for determining the content of unfrozen water in frozen soils and porous materials, containing a bottle with a sample and a resistance thermometer placed in the working chamber of the circulation unit, heat flow sensors placed on the side and end sides of the boxes, connected to the circulation unit through the cryostat inlet and outlet coolant pipelines and an electrically actuated control valve installed between the pipelines.

Description

Полезная модель относится к области исследований криологии и геокриологии, а именно, процессов сопровождающих замерзание и оттаивание влажных грунтов, почв и пористых строительных материалов.The utility model relates to the field of cryology and geocryology, namely, the processes accompanying the freezing and thawing of moist soils, soils and porous building materials.

Известна экспериментальная установка, разработанная Б.В. Григорьевым и А.Б. Шабаровым [Заявка №2012149324/15, «Установка для определения незамерзшей воды в мерзлых грунтах», положит. решение от 17.05.2013 г.], которая включает в себя исследуемый образец, датчик температуры, датчик теплового потока, теплоизоляционный кожух, криостат.Known experimental setup developed by B.V. Grigoryev and A.B. Shabarov [Application No. 2012149324/15, “Installation for the determination of unfrozen water in frozen soils”, pos. decision dated 05/17/2013], which includes the test sample, temperature sensor, heat flow sensor, heat-insulating casing, cryostat.

Основными недостатками данных установок являются:The main disadvantages of these installations are:

Недостаточная площадь перекрытия датчиком теплового потока поверхности теплообмена между бюксой с образцом и окружающим пространством, и недостаточная. гибкость управляющих элементов установки в плане выбора и изменения режима замораживания/оттаивания по интересующему алгоритму изменения температуры.Insufficient area of overlapping by the sensor of the heat flux of the heat exchange surface between the box with the sample and the surrounding space, and insufficient. the flexibility of the control elements of the installation in terms of selecting and changing the freezing / thawing mode according to the temperature change algorithm of interest.

Описанная конструкция служит для определения незамерзшей воды во влажных почвах и грунтах, однако в строительной отрасли необходимы данные о содержании незамерзшей воды в пористых строительных материалах.The described design is used to determine unfrozen water in moist soils and soils; however, data on the content of unfrozen water in porous building materials are necessary in the construction industry.

Технический результат предполагаемой полезной модели состоит в повышении точности получаемых результатов, расширении сферы применения установки для как почв и дисперсных грунтов, так и для пористых строительных материалов, и пополнении списка различных режимов работы установки.The technical result of the proposed utility model consists in increasing the accuracy of the results obtained, expanding the scope of the installation for both soils and dispersed soils, and for porous building materials, and replenishing the list of various operating modes of the installation.

Это достигается тем, что увеличена площадь перекрытия датчиками теплового потока поверхности контакта образец -окружающая среда, посредством размещения помимо датчика на боковой стороне бюксы, еще двух датчиков с торцевых сторон бюксы;This is achieved by the fact that the area of overlapping by the heat flux sensors of the sample-environment contact surface is increased by placing, in addition to the sensor on the side of the boxes, two more sensors from the ends of the boxes;

помимо этого, в схему установки, между подводящим и отводящим трубопроводами внедрен регулирующий клапан с электроприводом, позволяющий, в зависимости от требуемого режима замораживания/оттаивания плавно регулировать подачу холодоносителя к циркуляционному блоку путем отвода части жидкости из подводящего трубопровода в отводящий, минуя циркуляционный блок, это дает возможность изменять температуру в циркуляционном блоке по задаваемому алгоритму. Так же в данной конструкции реализована возможность замораживания и оттаивания влажных грунтов, почв и пористых строительных материалов.in addition, a control valve with an electric actuator is introduced between the supply and outlet pipelines in the installation diagram, which allows, depending on the required freezing / thawing mode, to smoothly control the coolant supply to the circulation unit by draining part of the liquid from the supply pipe to the outlet, bypassing the circulation unit, this makes it possible to change the temperature in the circulation unit according to the specified algorithm. Also in this design, the possibility of freezing and thawing moist soils, soils and porous building materials is implemented.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

На фиг. 1 изображена экспериментальная установка. В ее состав входят: криостат 1; ПК 2; термометры сопротивления (ТСП) и датчики теплового потока (ДТП) 3 (на фиг. 1 отображены подводящие провода); циркуляционный блок 4; трубопроводы 5; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6; регулирующий клапан с электроприводом 7, электронное устройство управления электроприводом 8.In FIG. 1 shows an experimental setup. It consists of: cryostat 1; PC 2; resistance thermometers (TSP) and heat flux sensors (DTP) 3 (in Fig. 1 the lead wires are displayed); circulation unit 4; pipelines 5; analog-to-digital converter (ADC) 6; electric control valve 7, electronic control device for electric drive 8.

На фиг. 2 показано устройство подготовленной к эксперименту бюксы с образцом.In FIG. 2 shows a device of a sample box prepared for an experiment.

В ее входят: бюкса с крышкой 1; исследуемый образец 2; термометр сопротивления 3; датчики теплового потока 4, 5.It includes: box with cover 1; test sample 2; resistance thermometer 3; heat flow sensors 4, 5.

Экспериментальная установка с внешним контуром охлаждения, включает: криостат; циркуляционный блок, который подключается к криостату для подвода и отвода холодоносителя. В рабочей камере циркуляционного блока располагается исследуемый образец, датчики теплового потока и платиновые термометры сопротивления, аналого-цифровой преобразователь, служащий обработки и преобразования сигналов от датчика теплового потока и ТСП и вывода данных на ПК; теплоизолированные трубопроводы для соединения криостата и циркуляционного блока в единый контур; регулирующий клапан.An experimental setup with an external cooling circuit includes: a cryostat; circulation unit, which is connected to a cryostat for supply and removal of coolant. In the working chamber of the circulation unit there is a sample under study, heat flux sensors and platinum resistance thermometers, an analog-to-digital converter, which serves for processing and converting signals from a heat flux sensor and TSP and outputting data to a PC; thermally insulated pipelines for connecting the cryostat and the circulation unit into a single circuit; control valve.

Установка работает следующим образомInstallation works as follows

Исследуемый влажный образец помещают в бюкс, по центру бюксы вставляют термометр сопротивления, одевают крышку, затем на боковой поверхности бюксы а также с верхней и нижней сторон закрепляют три датчика теплового потока в форме пластины и диска соответственно, как показано на фиг. 2.The wet sample to be examined is placed in a box, a resistance thermometer is inserted in the center of the boxes, a lid is put on, then on the side surface of the boxes and on the top and bottom sides are fixed three heat flux sensors in the form of a plate and a disk, respectively, as shown in FIG. 2.

Бюкс помещают, в рабочую камеру циркуляционного блока, закрывают блок крышкой и подключают выводы термометра бюксы и датчиков теплового потока, а также термометра расположенного в камере к АЦП, оставляют на 2-3 часа для достижения нулевой величины плотности теплового потока между образцом и воздухом камеры, и равенства температур образца и окружающего пространства.The bucks are placed in the working chamber of the circulation unit, the unit is closed with a lid and the terminals of the thermometer boxes and heat flux sensors are connected, as well as the thermometer located in the chamber to the ADC, they are left for 2-3 hours to achieve a zero heat flux density between the sample and the chamber air, and equal temperature of the sample and the surrounding space.

Подключают циркуляционный блок к штуцерам внешнего контура охлаждения криостата посредством трубопроводов, и заполняют испарительную камеру криостата термостатирующей жидкостью (тосолом) в объеме 7 литров, затем включают криостат и выставляют заданную температуру. После того как температура термостатирующей жидкости начинает снижаться, открывают краны и включают помпу для перекачивания жидкости по контуру.The circulation unit is connected to the fittings of the external cryostat cooling circuit via pipelines, and the cryostat evaporation chamber is filled with thermostatic liquid (antifreeze) in a volume of 7 liters, then the cryostat is turned on and the set temperature is set. After the temperature of the thermostatic fluid begins to decline, open the taps and turn on the pump to pump the fluid along the circuit.

В зависимости от режима замораживания задают необходимое положение регулирующего клапана, или алгоритм его изменения с течением времени, температуры и т.д.Depending on the freezing mode, the necessary position of the control valve is set, or an algorithm for changing it over time, temperature, etc.

Источники информацииInformation sources

1. Даниэлян Ю.С. Исследования неравновесного тепломассопереноса в грунтах с фазовыми переходами влаги применительно к проектированию обустройства нефтяных месторождений. Дис. д.ф. - м.н., Тюмень. 1997.1. Danielyan Yu.S. Studies of nonequilibrium heat and mass transfer in soils with phase transitions of moisture in relation to the design of the arrangement of oil fields. Dis. d.f. - MD, Tyumen. 1997.

2. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Изд-во Высшая школа, 1973. 448 с.2. Tsytovich N.A. Mechanics of frozen soils. M.: Higher School Publishing House, 1973. 448 p.

Claims (1)

Установка для определения содержания незамерзшей воды в мерзлых грунтах и пористых материалах, содержащая помещенную в рабочую камеру циркуляционного блока бюксу с образцом и термометром сопротивления, размещенные на боковой и торцевых сторонах бюксы датчики теплового потока, подсоединенный к циркуляционному блоку посредством подводящего и отводящего холодоноситель трубопроводов криостат и установленный между указанными трубопроводами регулирующий клапан с электроприводом.
Figure 00000001
Installation for determining the content of unfrozen water in frozen soils and porous materials, containing a bottle with a sample and a resistance thermometer placed in the working chamber of the circulation unit, heat flow sensors placed on the side and end sides of the boxes, connected to the circulation unit by means of a cryostat inlet and outlet coolant and an electrically actuated control valve installed between the pipelines.
Figure 00000001
RU2013157892/15U 2013-12-25 2013-12-25 INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS AND POROUS MATERIALS RU141361U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157892/15U RU141361U1 (en) 2013-12-25 2013-12-25 INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS AND POROUS MATERIALS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157892/15U RU141361U1 (en) 2013-12-25 2013-12-25 INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS AND POROUS MATERIALS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU141361U1 true RU141361U1 (en) 2014-05-27

Family

ID=50780431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157892/15U RU141361U1 (en) 2013-12-25 2013-12-25 INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS AND POROUS MATERIALS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU141361U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592915C1 (en) * 2015-06-20 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Method for determining the amount of unfrozen water in frozen soils
CN106771082A (en) * 2017-01-17 2017-05-31 西安科技大学 Content of unfrozen water in frozen earth detecting system and method based on soil body change in resistance

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592915C1 (en) * 2015-06-20 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Method for determining the amount of unfrozen water in frozen soils
CN106771082A (en) * 2017-01-17 2017-05-31 西安科技大学 Content of unfrozen water in frozen earth detecting system and method based on soil body change in resistance
CN106771082B (en) * 2017-01-17 2017-10-03 西安科技大学 Content of unfrozen water in frozen earth detecting system and method based on soil body change in resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104237305B (en) A kind of rock mass testing device for measuring thermal conductivity and test system
Bovesecchi et al. Basic problems in thermal-conductivity measurements of soils
Hedayati-Dezfooli et al. An experimental study of coupled heat and moisture transfer in soils at high temperature conditions for a medium coarse soil
Scarpa et al. Exploitation of humid air latent heat by means of solar assisted heat pumps operating below the dew point
RU2017130455A (en) DEFINITION OF THERMAL WALL RESISTANCE
RU141361U1 (en) INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS AND POROUS MATERIALS
Kabanov et al. Determination of thermal-physical properties of facilities
Totala et al. Natural convection characteristicsin vertical cylinder
Zhao et al. Experimental investigation and theoretical model of heat transfer of saturated soil around coaxial ground coupled heat exchanger
CN105352992A (en) Method for determining thermal-conduction resistance of metal foam porous medium
Watanabe et al. Micro‐chilled‐mirror hygrometer for measuring water potential in relatively dry and partially frozen soils
RU118749U1 (en) CALORIMETER FOR MEASURING THERMOPHYSICAL VALUES
CN208297414U (en) A kind of constant temperature electrolytic cell
Alanazi et al. New non-invasive thermal sensor design for a pipe flow
RU115472U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THERMAL RESISTANCE OF A SEPARATE HEATING SYSTEM
RU2544365C2 (en) Device for heat exchanger operation parameter measurement
CN106338567B (en) A kind of novel capillary heating unit
CN107202813B (en) A kind of saturation vapour pressure device and method
CN205301222U (en) Ultralow clammy mirror dew point hygrometer and refrigerating plant thereof
CN204346960U (en) The visual cooling bath used in oil kryoscope
RU139913U1 (en) INSTALLATION FOR DETERMINING NON-FROZEN WATER IN FROZEN SOILS
RU2421711C2 (en) Method for nondestructive inspection of system of thermal and physical characteristics of solid construction materials
Mirmanto et al. Effect of water volume on a thermoelectric cooler box performance
RU2762534C1 (en) Method for determining heat transfer coefficient of materials and device for its implementation
RU2554621C2 (en) Method of determination of freezing beginning temperature at freezing of water solutions and moisture containing products and materials and device for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20181226