RU2739749C1 - Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials - Google Patents

Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials Download PDF

Info

Publication number
RU2739749C1
RU2739749C1 RU2020115009A RU2020115009A RU2739749C1 RU 2739749 C1 RU2739749 C1 RU 2739749C1 RU 2020115009 A RU2020115009 A RU 2020115009A RU 2020115009 A RU2020115009 A RU 2020115009A RU 2739749 C1 RU2739749 C1 RU 2739749C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solvent
line
pulse
orthotropic
galvanic converter
Prior art date
Application number
RU2020115009A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Павлович Беляев
Павел Серафимович Беляев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ")
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 образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ")
Priority to RU2020115009A priority Critical patent/RU2739749C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2739749C1 publication Critical patent/RU2739749C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to a method of determining a diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials, comprising forming in the analysed sample a uniform initial content of a solvent distributed in a solid phase, bringing the flat surface of the sample into contact with a solvent dose source, pulse wetting in a given direction of the analysed orthotropic material along a straight line with a constant solvent constant flow source, performing electrodes of a galvanic converter in the form of rectilinear sections and their arrangement on both sides of the pulse humidification line on straight lines parallel to the pulse humidification line and located at the same specified distance from it, measuring the time variation of the EMF of the galvanic converter, wherein pulse exposure is carried out with a solvent dose calculated by formula:
Figure 00000023
, where ρ0 is density of analysed sample in dry state; Up is the equilibrium concentration of the solvent in the analysed sample upon contact with saturated solvent vapor at a given temperature; r0 is distance between electrodes of galvanic converter and line of action of solvent dose on surface of controlled article; L is pulse action line length; and time moments τ1 and τ2 is fixed when equal galvanic converter signal values are achieved in vicinity of 0.8 Ep, where E p is electromotive force of galvanic converter at concentration Up.
EFFECT: disclosed is a method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl, 20 ex

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах для определения коэффициентов диффузии растворителей в строительных материалах и конструкциях, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Ортотропные материалы характеризуются существенным различием свойств в перпендикулярных направлениях, например, вдоль и поперек волокон.The invention relates to measuring equipment and can be used in the study of mass transfer processes in capillary-porous materials to determine the diffusion coefficients of solvents in building materials and structures, as well as in food, chemical and other industries. Orthotropic materials are characterized by significant differences in properties in the perpendicular directions, for example, along and across the fibers.

Известен способ определения коэффициента диффузии растворителей в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов (патент РФ 2492457, МПК11 G 01N 27/26, G 01N 13/00, 10.09.2013, Бюл. № 25.). В массивном изделии из капиллярно-пористых материалов, имеющего по крайней мере одну плоскую поверхность (например, цементные или гипсовые плиты), создают равномерное начальное распределение растворителя. Затем производят импульсное точечное соприкосновение плоской поверхности исследуемого изделия с источником растворителя, после чего гидроизолируют эту поверхность, располагают электроды гальванического преобразователя на этой поверхности по концентрической окружности относительно точки подачи дозы растворителя, измеряют изменение во времени ЭДС гальванического преобразователя и рассчитывают искомый коэффициент диффузии по установленной зависимости.A known method for determining the diffusion coefficient of solvents in massive products made of capillary-porous materials (RF patent 2492457, IPC 11 G 01N 27/26, G 01N 13/00, 09/10/2013, bull. No. 25.). In a massive article made of capillary-porous materials, having at least one flat surface (for example, cement or gypsum boards), a uniform initial distribution of the solvent is created. Then, a pulsed point contact of the flat surface of the investigated product with a solvent source is made, after which this surface is waterproofed, the electrodes of the galvanic converter are placed on this surface along a concentric circle relative to the injection point of the solvent dose, the change in time of the EMF of the galvanic converter is measured and the desired diffusion coefficient is calculated according to the established relationship ...

Недостатками этого способа являются низкая точность определения коэффициента диффузии растворителей в изделиях из ортотропных материалов вследствие неадекватности используемого математического описания процесса массопереноса в массивном изделии при точечном импульсном воздействии из-за существенного различия свойств материала в различных направлениях; отсутствие возможности определения коэффициента диффузии в различных направлениях ортотропного капиллярно-пористого материала, например, древесины вдоль и поперек волокон.The disadvantages of this method are the low accuracy of determining the diffusion coefficient of solvents in products made of orthotropic materials due to the inadequacy of the used mathematical description of the process of mass transfer in a massive product with a point impulse action due to a significant difference in material properties in different directions; the inability to determine the diffusion coefficient in various directions of an orthotropic capillary-porous material, for example, wood along and across the fibers.

Наиболее близким является способ определения коэффициента в массивных изделиях из ортотропных капиллярно-пористых материалов (патент РФ 2705655, МПК G 01N 13/00, 11.11.2019, Бюл. № 32). В массивном изделии из ортотропных капиллярно-пористых материалов, имеющего по крайней мере одну плоскую поверхность (например, цементные или гипсовые плиты), создают равномерное начальное распределение растворителя. Затем осуществляют импульсное воздействие на плоскую поверхность исследуемого изделия дозой растворителя по прямой линии в заданном направлении ортотропного материала движущимся источником растворителя постоянной производительности, выполняют электроды гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков и располагают их с обеих сторон линии импульсного воздействия на прямых, параллельных линии импульсного воздействия и расположенных на одинаковом заданном расстоянии от нее, измеряют изменение во времени ЭДС гальванического преобразователя. Измерение коэффициента диффузии осуществляют при условии достижения в эксперименте максимума сигнала гальванического датчика E max, составляющего 0,75 - 0,95 от максимально возможного значения данного сигнала E р, соответствующего переходу растворителя из области связанного с твердой фазой исследуемого материала в область свободного состояния, фиксируют моменты времени τ1 и τ2, при которых достигаются одинаковые значения сигналов гальванического датчика E 1 и E 2 из диапазона (0,7 - 0,9) E р соответственно на восходящей и нисходящей ветвях кривой изменения сигнала во времени, а расчет коэффициента диффузии производят по установленной зависимости. Причем, если после нанесения импульса дозой растворителя максимальное значение сигнала гальванического преобразователя E max наблюдается за пределами диапазона (0,75 - 0,95) E р, то ожидают снижение сигнала преобразователя до начального значения, а затем осуществляют новое импульсное воздействие увеличенной или уменьшенной дозой растворителя, причем эту процедуру повторяют до вхождения максимального значения сигнала преобразователя в указанный диапазон, после чего рассчитывают искомый коэффициент диффузии.The closest is the method for determining the coefficient in massive products made of orthotropic capillary-porous materials (RF patent 2705655, IPC G 01N 13/00, 11.11.2019, bull. No. 32). In a massive product made of orthotropic capillary-porous materials, having at least one flat surface (for example, cement or gypsum boards), a uniform initial distribution of the solvent is created. Then impulse action is carried out on the flat surface of the investigated product with a dose of solvent in a straight line in a given direction of the orthotropic material by a moving solvent source of constant productivity, electrodes of the galvanic converter are made in the form of rectilinear segments and are placed on both sides of the impulse action line on straight lines parallel to the impulse action line and located at the same predetermined distance from it, measure the change in time of the EMF of the galvanic converter. The measurement of the diffusion coefficient is carried out under the condition that the maximum signal of the galvanic sensor E max is reached in the experiment, which is 0.75 - 0.95 of the maximum possible value of this signal E p corresponding to the transition of the solvent from the region associated with the solid phase of the test material to the region of the free state, fix moments of time τ 1 and τ 2 , at which the same values of the signals of the galvanic sensor E 1 and E 2 from the range (0.7 - 0.9) E p are achieved, respectively, on the ascending and descending branches of the signal change over time curve, and the calculation of the diffusion coefficient produced according to the established dependence. Moreover, if, after applying a pulse with a dose of a solvent, the maximum value of the signal of the galvanic converter E max is observed outside the range (0.75 - 0.95) E p , then the signal from the converter is expected to decrease to the initial value, and then a new pulse effect is performed with an increased or decreased dose solvent, and this procedure is repeated until the maximum value of the signal of the transducer enters the specified range, after which the desired diffusion coefficient is calculated.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

1. Невысокая точность, причиной которой является низкая чувствительность применяемого преобразователя при недостаточной или завышенной дозе вносимого растворителя при импульсном воздействии. При измерении коэффициента диффузии по данному способу существует большая вероятность того, что получаемые в эксперименте кривые изменения сигнала гальванического преобразователя во времени крайне затруднительно использовать для определения искомого коэффициента диффузии, т.к. эти изменения могут находиться на начальном участке статической характеристики гальванического преобразователя в области малых концентраций с нестабильным сигналом (фигура 1, кривая 3) или на конечном участке статической характеристики в области высоких концентраций с крайне низкой чувствительностью преобразователя или в области свободного состояния растворителя в капиллярно-пористом теле, где чувствительность вообще отсутствует (фигура 1, кривая 1).1. Low accuracy, the reason for which is the low sensitivity of the used transducer with an insufficient or overestimated dose of the introduced solvent during impulse exposure. When measuring the diffusion coefficient according to this method, there is a high probability that the curves of the change in the signal of the galvanic converter in time obtained in the experiment are extremely difficult to use to determine the desired diffusion coefficient, since these changes can be in the initial section of the static characteristic of the galvanic converter in the region of low concentrations with an unstable signal (figure 1, curve 3) or in the final section of the static characteristic in the region of high concentrations with extremely low sensitivity of the converter or in the region of the free state of the solvent in a capillary-porous body, where there is no sensitivity at all (figure 1, curve 1).

2. Значительные затраты времени на экспериментальный подбор вносимых импульсных доз растворителя для каждого нового исследуемого материала и нового растворителя, обеспечивающий требуемый уровень выходной характеристики гальванического преобразователя.2. Significant time expenditures on the experimental selection of the introduced pulsed doses of the solvent for each new test material and new solvent, providing the required level of the output characteristics of the galvanic converter.

Техническая задача предлагаемого технического решения предполагает повышение точности контроля и снижение затрат времени и средств на проведение исследований.The technical problem of the proposed technical solution involves improving the control accuracy and reducing the time and money spent on research.

Техническая задача достигается тем, что в способе определения коэффициента диффузии растворителей в массивных изделиях из ортотропных капиллярно-пористых материалов, имеющих по крайней мере одну плоскую поверхность, с существенными различием свойств материала в перпендикулярных направлениях (например, пиломатериал из различных сортов древесины), включающем создание в исследуемом образце равномерного начального содержания распределенного в твердой фазе растворителя (в том числе и нулевого), приведении плоской поверхности образца в контакт с источником дозы растворителя, импульсном увлажнении в заданном направлении исследуемого ортотропного материала по прямой линии движущимся источником растворителя постоянной производительности, выполнении электродов гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков и размещении их с обеих сторон линии импульсного увлажнения на прямых, параллельных линии импульсного увлажнения, расположенных на одинаковом заданном расстоянии от нее, измерении изменения во времени ЭДС гальванического преобразователя и расчете искомого коэффициента диффузии по установленной зависимости. The technical problem is achieved by the fact that in the method for determining the diffusion coefficient of solvents in massive products made of orthotropic capillary-porous materials having at least one flat surface, with a significant difference in material properties in perpendicular directions (for example, lumber from various types of wood), including the creation in the test sample of a uniform initial content of the solvent distributed in the solid phase (including zero), bringing the flat surface of the sample into contact with the source of the solvent dose, pulsed moistening in a given direction of the studied orthotropic material in a straight line by a moving solvent source of constant productivity, making electrodes of galvanic transducer in the form of rectilinear segments and placing them on both sides of the pulse humidification line on straight lines parallel to the pulse humidification line, located at the same specified distance from it, measured and the change in time of the EMF of the galvanic converter and the calculation of the desired diffusion coefficient according to the established dependence.

В отличие от прототипа (патент РФ 2705655, МПК G 01N 13/00, 11.11.2019, Бюл. № 32) импульсное воздействие осуществляют дозой растворителя, рассчитываемой по формуле:Unlike the prototype (RF patent 2705655, IPC G 01N 13/00, 11.11.2019, bull. No. 32), impulse exposure is carried out with a dose of solvent calculated by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
 ,

где ρ0 - плотность исследуемого образца в сухом состоянии; U p - равновесная концентрация растворителя в исследуемом образце при контакте с насыщенными парами растворителя при заданной температуре; r 0 - расстояние между электродами гальванического преобразователя и линией воздействия дозой растворителя на поверхность контролируемого изделия; L - длина линии импульсного воздействия; а моменты времени τ 1 и τ 2 фиксируют при достижении равных значений сигнала гальванического преобразователя в окрестности значения 0.8 Е p , где Е p - ЭДС гальванического преобразователя при концентрации U p . where ρ0 - density of the test sample in a dry state;U p -equilibrium concentration of the solvent in the test sample upon contact with saturated vapors of the solvent at a given temperature;r 0 - the distance between the electrodes of the galvanic converter and the line of exposure to the dose of the solvent on the surface of the controlled product;L -impulse line length; and moments in time τ one and τ 2fixed when equal values of the signal of the galvanic converter are reached in the vicinity of the value 0.8E p whereE p - EMF of a galvanic converter at concentrationU p ...

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: к плоской поверхности массивного изделия с равномерным начальным распределением растворителя прижимается зонд с импульсным линейным источником массы и расположенными с обеих сторон от линии импульсного воздействия на прямых, параллельных линии импульсного воздействия, и на одинаковом заданном расстоянии от нее электродов гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков. The essence of the proposed method is as follows: a probe with an impulse linear mass source and located on both sides of the impulse action line on straight lines parallel to the impulse action line is pressed against the flat surface of a massive product with a uniform initial solvent distribution, and galvanic electrodes at the same specified distance from it. converter in the form of straight line segments.

Зонд имеет прямолинейный паз, в котором размещают линейный импульсный источник растворителя. После подачи импульса дозой растворителя источник удаляется из зонда, прямолинейный паз герметизируется заглушкой, а сам зонд обеспечивает гидроизоляцию поверхности образца в зоне действия источника и прилегающей к ней области контроля распространения растворителя. После подачи импульса - дозы растворителя (мгновенного «увлажнения» линии поверхности изделия) фиксируют изменение ЭДС гальванического преобразователя во времени.The probe has a straight slot in which a linear pulsed solvent source is placed. After a pulse is applied with a dose of solvent, the source is removed from the probe, the rectilinear groove is sealed with a plug, and the probe itself provides waterproofing of the sample surface in the source area and the adjacent solvent propagation control area. After the impulse - the dose of the solvent (instant “moistening” of the product surface line), the change in the electromotive force of the galvanic converter in time is recorded.

Для обеспечения контроля коэффициента диффузии растворителя в различных направлениях ортотропного материала линию импульсного воздействия ориентируют в заданном направлении материала (например, при исследовании пиломатериала – вдоль и поперек волокон древесины). При этом обеспечивается однонаправленный массоперенос в нужном направлении, не искаженный массопереносом в перпендикулярном к исследуемому направлении. За счет этого повышается точность контроля.To control the diffusion coefficient of the solvent in different directions of the orthotropic material, the line of impulse action is oriented in a given direction of the material (for example, when examining lumber, along and across the wood fibers). This ensures unidirectional mass transfer in the desired direction, not distorted by mass transfer in the direction perpendicular to the studied direction. This increases the accuracy of the control.

Для повышения точности необходимо, чтобы в моменты времени τ1 и τ2 измеряемое значение ЭДС находилось на участке статической характеристики, характеризующегося стабильным сигналом преобразователя и высокой чувствительностью к изменению концентрации. Исследования показывают, что данный участок статической характеристики соответствует изменению ЭДС преобразователя в диапазоне:To improve the accuracy, it is necessary that at the moments of time τ 1 and τ 2 the measured value of the EMF was in the section of the static characteristic, characterized by a stable signal from the transducer and high sensitivity to changes in concentration. Studies show that this section of the static characteristic corresponds to a change in the EMF of the converter in the range:

Figure 00000002
Figure 00000002

где E р - сигнал преобразователя, соответствующий переходу растворителя из области связанного с твердой фазой исследуемого материала в область свободного состояния (максимальный сигнал на плато насыщения статической характеристики).where E p is the signal from the transducer corresponding to the transition of the solvent from the region associated with the solid phase of the test material to the region of the free state (maximum signal at the saturation plateau of the static characteristic).

Середина диапазона (1) для капиллярно-пористых материалов наблюдается в окрестности значения концентрации растворителя:The middle of the range (1) for capillary-porous materials is observed in the vicinity of the solvent concentration:

Figure 00000003
Figure 00000003

Изменение концентрации растворителя

Figure 00000004
на расстоянии r 0 от источника описывается уравнением:Change in solvent concentration
Figure 00000004
 at a distance r 0 from the source is described by the equation:

Figure 00000005
Figure 00000005

где W - мощность «мгновенного» источника массы, подействовавшего в начале координат

Figure 00000006
, вычисляемая как отношение дозы растворителя (подведенной к контролируемому изделию) к длине линии импульсного воздействия L; D - коэффициент диффузии растворителя; ρ0 - плотность абсолютно сухого исследуемого материала; τ - время.where W is the power of the “instantaneous” source of mass, acting at the origin
Figure 00000006
 calculated as the ratio of the solvent dose (supplied to the controlled item) to the length of the impulse action line L ; D is the diffusion coefficient of the solvent; ρ 0 - density of absolutely dry test material; τ is time.

Коэффициент диффузии растворителя связан соотношением:The diffusion coefficient of the solvent is related by the ratio:

Figure 00000007
Figure 00000007

где τ max - время, соответствующее максимуму на кривой U(r0 , τ) изменения влагосодержания на расстоянии r 0 от источника. where τ max is the time corresponding to the maximum on the curve U ( r 0 , τ ) of the change in moisture content at a distance r 0 from the source.

Учитывая (4), уравнение (3) для заданной точки контроля r= r 0 можно преобразовать к виду:Considering (4), equation (3) for a given control point r = r 0 can be transformed to the form:

Figure 00000008
Figure 00000008

Из (5) с учетом (4) можно получить значение достигаемого максимума U max при τ=τmax:From (5), taking into account (4), it is possible to obtain the value of the maximum attainable U max at τ = τ max :

Figure 00000009
Figure 00000009

Таким образом, учитывая необходимость получения максимума концентрации U max в середине диапазона (1), с учетом (2), из (6) после вычисления констант получим выражение для оптимальной дозы импульсного воздействия:Thus, taking into account the need to obtain the maximum concentration U max in the middle of the range (1), taking into account (2), from (6), after calculating the constants, we obtain the expression for the optimal dose of impulse exposure:

Figure 00000010
Figure 00000010

На фигуре 1 в качестве примера представлены кривые изменения ЭДС преобразователя на расстоянии 4 мм при диффузии влаги поперек волокон цементно-волокнистой плиты толщиной 50 мм плотностью в сухом состоянии 1320 кг/м. куб. ЭДС преобразователя представлена в относительных единицах к максимально возможной ЭДС преобразователя E р при заданной температуре контроля. Значения моментов времени τ1 и τ2 надежно фиксируются при ЭДС преобразователя E ≈ 0.8 E р (фигура 1, кривая 2). В таблице представлены результаты 20 - кратных измерений коэффициента диффузии влаги в данном изделии.In figure 1, as an example, the curves of the change in the EMF of the transducer at a distance of 4 mm are presented during the diffusion of moisture across the fibers of a cement-fiber board 50 mm thick with a dry density of 1320 kg / m. cub. The EMF of the converter is presented in relative units to the maximum possible EMF of the converter E p at a given control temperature. The values of the moments of time τ 1 and τ 2 are reliably fixed at the EMF of the converter E ≈ 0.8 E p (figure 1, curve 2). The table shows the results of 20-fold measurements of the moisture diffusion coefficient in this product.

Таблица. Результаты экспериментальных исследований коэффициента диффузии влаги в цементно- волокнистой плитеTable. Results of experimental studies of the moisture diffusion coefficient in a cement-fiber board

№ опытаExperience number Момент времени τ1, cTime moment τ 1 , s Момент времени τ2, cTime moment τ 2 , s Коэффициент
диффузии

Figure 00000011
, м2/сCoefficient
diffusion
Figure 00000011
 , m 2 / s Математическое
ожидание
Figure 00000012
, м2/сMathematical
expectation
Figure 00000012
 , m 2 / s Абсолютная
погрешность измерения
Figure 00000013
м2/сAbsolute
measurement error
Figure 00000013
m 2 / s
Figure 00000014
м4/с2
Figure 00000014
m 4 / s 2 1one 2113,82113.8 6351,86351.8 1,151.15 -0,18-0.18 0,03120.0312 22 1856,91856.9 6501,46501.4 1,231.23 -0,10-0.10 0,00930.0093 33 1854,81854.8 6412,86412.8 1,241.24 -0,09-0.09 0,00790.0079 44 2005,22005.2 6088,56088.5 1,201.20 -0,12-0.12 0,01430.0143 55 1554,61554.6 4356,84356.8 1,611.61 0,280.28 0,07930.0793 66 2351,92351.9 6145,56145.5 1,091.09 -0,23-0.23 0,05350.0535 77 1523,81523.8 4872,64872.6 1,551.55 0,230.23 0,05190.0519 88 1613,81613.8 5116,15116.1 1,471.47 0,150.15 0,02140.0214 9nine 2087,72087.7 6501,26501.2 1,151.15 -0,18-0.18 0,03210.0321 10ten 1488,51488.5 5312,95312.9 1,521.52 1,321.32 0,200.20 0,03840.0384 11eleven 1844,81844.8 4862,14862.1 1,391.39 0,060.06 0,00410.0041 1212 2071,12071.1 5996,35996.3 1,191.19 -0,14-0.14 0,01820.0182 1313 1389,51389.5 4875,14875.1 1,641.64 0,320.32 0,09950.0995 1414 1896,41896.4 5401,85401.8 1,311.31 -0,02-0.02 0,00030.0003 1515 1766,71766.7 4654,24654.2 1,451.45 0,130.13 0,01580.0158 1616 2085,62085.6 6022,96022.9 1,181.18 -0,14-0.14 0,02020.0202 1717 2053,62053.6 6084,46084.4 1,191.19 -0,14-0.14 0,01860.0186 18eighteen 1923,41923.4 6125,66125.6 1,231.23 -0,09-0.09 0,00860.0086 1919 1878,81878.8 5443,65443.6 1,311.31 -0,01-0.01 0,00020.0002 20twenty 1665,31665.3 5562,35562.3 1,401.40 0,070.07 0,00510.0051

Расстояние от линейного источника дозы растворителя до расположения электродов гальванического преобразователя - 4 мм. Расчетное значение ЭДС, соответствующее моментам времени τ1 и τ2, приблизительно равно 0,8 E e; E max ≈ 0,85 E e.The distance from the linear source of the solvent dose to the location of the electrodes of the galvanic converter is 4 mm. The calculated value of the EMF corresponding to the moments of time τ 1 and τ 2 is approximately equal to 0.8 E e ; E max ≈ 0.85 E e .

Погрешность результата измерения равна половине доверительного интервала и определялась следующим образом:The measurement result error is equal to half the confidence interval and was determined as follows:

Figure 00000015
,
Figure 00000015
 ,

где

Figure 00000016
- математическое ожидание случайной величины; t α, n - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности α и количестве измерений n; S n - среднеквадратическая погрешность отдельного измерения:Where
Figure 00000016
 - mathematical expectation of a random variable; t α, n - Student's coefficient at confidence probability α and number of measurements n ; S n - root-mean-square error of a single measurement:

Figure 00000017
.
Figure 00000017
 ...

Проведенные экспериментальные исследования показали, что случайная погрешность результата определения коэффициента диффузии влаги в цементно-волокнистой плите при двадцатикратных испытаниях (

Figure 00000018
при
Figure 00000019
) составляет 5,9 ≈ 6 %. Длительность эксперимента не превышала 120 минут.Experimental studies have shown that the random error in the result of determining the coefficient of diffusion of moisture in a cement-fiber slab during twenty tests (
Figure 00000018
 at
Figure 00000019
 ) is 5.9 ≈ 6%. The duration of the experiment did not exceed 120 minutes.

Claims (3)

Способ определения коэффициента диффузии в массивных изделиях из ортотропных капиллярно-пористых материалов, заключающийся в создании в исследуемом образце равномерного начального содержания распределенного в твердой фазе растворителя, приведении плоской поверхности образца в контакт с источником дозы растворителя, импульсном увлажнении в заданном направлении исследуемого ортотропного материала по прямой линии движущимся источником растворителя постоянной производительности, выполнении электродов гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков и размещении их с обеих сторон линии импульсного увлажнения на прямых, параллельных линии импульсного увлажнения и расположенных на одинаковом заданном расстоянии от нее, измерении изменения во времени ЭДС гальванического преобразователя, отличающийся тем, что импульсное воздействие осуществляют дозой растворителя, рассчитываемой по формуле:A method for determining the diffusion coefficient in massive articles made of orthotropic capillary-porous materials, which consists in creating a uniform initial content of the solvent distributed in the solid phase in the test sample, bringing the flat surface of the sample into contact with the source of the solvent dose, impulse moistening in a given direction of the investigated orthotropic material in a straight line lines with a moving source of a solvent of constant productivity, making electrodes of the galvanic converter in the form of rectilinear segments and placing them on both sides of the pulse humidification line on straight lines parallel to the pulse humidification line and located at the same specified distance from it, measuring the change in time of the electromotive force of the galvanic converter, differing in that that the impulse action is carried out with a dose of the solvent, calculated by the formula:
Figure 00000020
,
Figure 00000020
, где ρ0 - плотность исследуемого образца в сухом состоянии; U p - равновесная концентрация растворителя в исследуемом образце при контакте с насыщенными парами растворителя при заданной температуре; r 0 - расстояние между электродами гальванического преобразователя и линией воздействия дозой растворителя на поверхность контролируемого изделия; L - длина линии импульсного воздействия; а моменты времени τ1 и τ2 фиксируют при достижении равных значений сигнала гальванического преобразователя в окрестности значения 0.8 Е p , где Е p - ЭДС гальванического преобразователя при концентрации U p .where ρ 0 - density of the test sample in a dry state; U p is the equilibrium concentration of the solvent in the test sample upon contact with saturated vapors of the solvent at a given temperature; r 0 - the distance between the electrodes of the galvanic converter and the line of exposure to the dose of the solvent on the surface of the controlled product; L is the length of the impulse line; and the moments of time τ 1 and τ 2 are fixed when equal values of the signal of the galvanic converter are reached in the vicinity of the value 0.8 Е p , where Е p is the EMF of the galvanic converter at the concentration U p .
RU2020115009A 2020-04-28 2020-04-28 Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials RU2739749C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115009A RU2739749C1 (en) 2020-04-28 2020-04-28 Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115009A RU2739749C1 (en) 2020-04-28 2020-04-28 Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2739749C1 true RU2739749C1 (en) 2020-12-28

Family

ID=74106560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020115009A RU2739749C1 (en) 2020-04-28 2020-04-28 Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739749C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492457C1 (en) * 2012-04-03 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ Method of determining diffusion coefficient of solvents in massive products from capillary-porous materials
RU2705655C1 (en) * 2019-03-13 2019-11-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492457C1 (en) * 2012-04-03 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ Method of determining diffusion coefficient of solvents in massive products from capillary-porous materials
RU2705655C1 (en) * 2019-03-13 2019-11-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Belyaev V.P. et al. "Determination of the diffusion coefficient for non-destructive testing of thin products made of anisotropic porous materials", Измерительная техника, 2017, No.4, С. 60-64. *
Belyaev V.P. et al. "Optimization of Point Source Parameters in Non-Destructive Testing of Solvent Diffusion Coefficient in Thin Products Made from Capillary-Porous Materials", Глобальный научный потенциал, 2013, No. 9 (30), С. 137-140. *
Belyaev V.P. et al. "Optimization of Point Source Parameters in Non-Destructive Testing of Solvent Diffusion Coefficient in Thin Products Made from Capillary-Porous Materials", Глобальный научный потенциал, 2013, No. 9 (30), С. 137-140. Belyaev V.P. et al. "SELECTING OPTIMAL OPERATING PARAMETERS FOR MEASURING THE SOLVENT DIFFUSION COEFFICIENT IN NON-DESTRUCTIVE TESTING OF PRODUCTS MADE FROM CAPILLARY-POROUS MATERIALS", Measurement Techniques, 2015, Vol. 58, No. 5, P. 574-579. Беляев В.П. и др. "Определение коэффициента диффузии при неразрушающем контроле тонких изделий из анизотропных пористых материалов", Измерительная техника, 2017, No.4, С. 60-64. *
Belyaev V.P. et al. "SELECTING OPTIMAL OPERATING PARAMETERS FOR MEASURING THE SOLVENT DIFFUSION COEFFICIENT IN NON-DESTRUCTIVE TESTING OF PRODUCTS MADE FROM CAPILLARY-POROUS MATERIALS", Measurement Techniques, 2015, Vol. 58, No. 5, P. 574-579. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2492457C1 (en) Method of determining diffusion coefficient of solvents in massive products from capillary-porous materials
RU2549613C1 (en) Method of determining diffusion coefficient of solvents in massive products from orthotropic capillary-porous materials
Belyaev et al. Implementation of nondestructive testing of massive products in measuring the diffusivity of solvents
RU2739749C1 (en) Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials
RU2705655C1 (en) Method of determining diffusion coefficient in solid articles from orthotropic capillary-porous materials
RU2659195C1 (en) Method for the solvents in solid products made of capillary-porous materials diffusion coefficient determination
RU2497099C1 (en) Method to determine coefficient of moisture conduction of sheet orthotropic capillary-porous materials
RU2643174C1 (en) Method for determining diffusion coefficient of solvents in sheet capillary-porous materials
RU2677259C1 (en) Diffusion coefficient in sheet orthotropic capillary-porous materials determining method
RU2782850C1 (en) Method for determining the diffusion coefficient in massive products made of orthotropic capillary-porous materials
RU2737065C1 (en) Method of determining diffusion coefficient of solvents in capillary-porous sheet material
RU2798688C1 (en) Method for determining diffusion coefficient in massive products of capillary-porous materials
Belyaev et al. Method of non-destructive control of the solvent diffusion coefficient in products made from anisotropic porous materials
RU2797140C1 (en) Method for determining diffusion coefficient in massive products capillary-porous materials
RU2705706C1 (en) Method of determining diffusion coefficient in solid articles from capillary-porous materials
RU2782682C1 (en) Method for determining the diffusion coefficient in sheet orthotropic capillary-porous materials
Gon et al. Influence of moisture content on longitudinal, radial, and tangential ultrasonic velocity for two Brazilian wood species
Hori et al. Esr studies on oxidation processes in irradiated polyethylene: 1. Diffusion of oxygen into amorphous parts at low temperatures
RU2705651C1 (en) Method of determining diffusion coefficient in sheet orthotropic capillary-porous materials
RU2613191C2 (en) Solvent diffusion coefficient determining method in capillary porous material massive items
RU2784198C1 (en) Method for determining the diffusion coefficient in massive products made of capillary-porous materials
RU2797137C1 (en) Method for determining diffusion coefficient in sheet capillary-porous materials
RU2797138C1 (en) Method for determining diffusion coefficient in sheet orthotropic capillary-porous materials
Liu et al. Effects of moisture content and fiber proportion on stress wave velocity in cathay poplar (Populus cathayana) wood
CN108956302A (en) A method of measurement compressive strength of aerated autoclaved concrete blocks