SU1259155A1

SU1259155A1 - Способ исследовани структуры засыпных сред в каналах сложной геометрии

Info

Publication number: SU1259155A1
Application number: SU853886773A
Authority: SU
Inventors: Руслан Степанович Демешев; Анатолий Станиславович Казновский
Original assignee: МВТУ им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-09-23

Abstract

Изобретение может быть использовано в тех област х науки и техники , где примен ютс пористые тела, (засыпки в химической технологии, рекуперативные теплообменники и т.п.). Целью изобретени вл етс обеспечение исследовани структуры образца без его разрушени . Способ заключаетс в выделении участка измерени распределени пористости в канале с засыпной средой. Этот участок ограничиваетс поверхност ми затвердевших наполнителей. Сначала канал с засыпкой заполн ют расплавленным наполнителем с более высокой температурой плавлени , например сплавом Вуда. Заполнение производитс при горизонтальном положении выдел емого участка до его нижней 11 аницы. Затем после охлаждени канала до затвердевани первого наполнител его располагают так, чтобы следующа граница участка была также горизонтальной и находипась ниже предыдущей. После этого заполн ют канал вторым наполнителем с более низкой температурой плавлени , например парафином, довод уровень до второй границы участка. После затвердевани второго наполнител в канале образуетс исследуемый участок заданных размеров. Распределение пористости в участке определ ют с помощью послойного заполнени жидкостью и измерени уровн с последующим вычислением пористости. 1 з-п. ф-лы, 5 ил. (Л

Description

Изобретение относитс к исследованию физических свойств веществ, а именно к исследованию структуры засьщньтх (пори сть1х) сред, и может бьп ь использовано в тех област х науки и техники, где примен ютс пористые тела (засыпки в химической технологии, рекуперативные теплообменники .и Т..П.) .

Цель изобретени - обеспечение исследовани структуры образца без его разрушени .

На фиг. Г изображена перва стади подготовки -канала с засыпной средой к измерению, на фиг. 2 - втора стади на фиг. 2 - стади определени локальной пористости путем заливки; на фиг. 4 - измерени распределени локальной пористости в крутом цилиндрическом канале с вытеснител ми крутой цилиндрической , расположенными параллельно . оси каналаJ на фиг. 5 - то же, с выделением нового участка.

Пример. Дл подготовки к измерению канал 1, содержащий засыпную среду 2, располагают так, чтобы граница 3 участка 4, в котором провод т измерени , была расположена горизонтально (фиг. 1). При этом канал 1, содержащий пористую среду 2, прогревают до температуры плавлени первого, более тугоплавкого наполнител ,с целью исключени эффекта усадки и образовани пустот. Первый наполнитель нагревают до плавлени и заливают в канал 1, насыща при этом пористую среду 2, до тех пор, пока уровень поверхности наполнител не дойдет до. намеченной границы 3 исследуемого участка 4. В этот момент подачу первого наполнител прекращают и канал 1 с пористой средой 2 охлаждают до затвердевани первого наполнител . После этого канал располагают так, чтобы следующа граница исследуемого участка была расположена горизон- . Дл образовани плоскопа- раллельного участка канал переворачивают вокруг горизонтальной оси на 180 (фиг. 2), Таким образом, полученна при затвердевании первого наполнител граница 3 исследуемого участка 4 становитс верхней границей р а вторую, .нижнюю границу образуют повторением тех же операций с вторым, более легкоплавким наполни2591552

телем. При этом температуру канала 1 с засыпной средой 2 поддерживают на уровне температуры плавлени второго наполнител . При достижении

5 уровн границы 5 исследуемого участка 4 подачу второго наполнител прекращают , и канал охлаждают до затвердевани второго наполнител . Дл удобства проведени исследовани

10 выбирают наполнители с температурами затвердевани выше комнатной.

После формировани исследуемого участка канал располагают, как показано на фиг. 3. Дл удобства измеt5 рени и повышени точности боковые стенки участка, образованные свободными поверхност ми затвердевщих наполнителей, устанавливают строго вертикально. Определение локальной

20 пористости провод т путем заливки известного количества жидкости в исследуемый участок и вычислени объема, занимаемого этим количеством жидкости вместе с засыпной сре25 дои с помощью измерени уровн жидкости в участке. Локальную пористость определ ют -по формуле

АУ &V,

m

30

где т - пористость i-ro сечени

исследуемого участка w: объем жидкости, залитой в исследуемый участок в i-M измерении,

. дУ, - объем i-ro сечени исследуемого участка, определ емый как произведение фронтальной части участка . между уровн ми h-- и К;

на прот женность участка в перпендикул рном направлении . Формирование исследуемого участка возможно и с помощью одного на- } -N полнител , при условии сохранени

образованных границ в неизменном состо нии во врем формировани последующих границ. Это можно обеспечить , например, охлаждением затвердевших участков или использованием полиг вризующихс наполнителей. Пример 2. Прозод т измерение распределени .локальной пористости в засыпке стальных щаров, наход щейс в круглом цилиндрическом канале с вытеснител ми круглой цилиндрической формы, расположенными па

,

раллельно оси канала (фиг. 4 и 5) . В канал, прогретый до температуры 80 с, заливаетс расплавленный сгша Вуда (t 70°С) . Канал при этом располагаетс горизонтально, что контролируетс с помощью уровн . Расплавленный сплав Вуда заливаетс до границы исследуемого участка, /1роцесс контролируетс через смотровое стекло. По достижении требуемого уровн канал охлаждаетс до t 60°С в том же положении, затем после затвердевани сплава Вуда, переворачиваетс вокруг продольной оси на 180 , и в него заливаетс расплавленный парафин (t ) д второй границы исследуемого участка . Затем, после охлаждени канала до затвердевани парафина, он выставл етс так, как показано на фиг, 4 и проводитс измерение распределени пористости по участку. Дл этого через отверстие в торцовой стенке, сделанное в верхней части участка, заливаетс небольшими порци ми вода и по шкале, нанесенной на смотровое стекло с внутренне стороны, фиксируетс соответствующи уровень. Затем канал прогреваетс до t 60°С и из него сливаетс расплавившийс парафин, после чего температура канала повышаетс до 80 С и проводитс выделение нового исследуемого участка (фиг. 5) .

В результате исследовани получено распределение локальной пористое

ти по всему сечению канала, числ е вблизи вытеснителей.

в том

to

5

0

5

0

Claims

1. Способ исследовани структуры засыпных сред в каналах сложной геометрии, заключаюш1тйс в том, что, канал с засыпной средой насыщают твердеющим наполнителем с последую- пшм определением распределени пор по размерам на Т1сследуемом локальном участке, отл ича ющийс тем, что, с целью обеспечени исследовани структуры образца без его разрушени , насьш1ение осуществл ют в несколько стадий, гфичем на каждой стадии канал заполн ют наполнителем частично и обеспечивают его отверждение, а насыща канал выдел ют исследуемый участок, ограничива его поверхност ми затвердевшего наполнител , после чего осуществл ют его послойное заполнение жидкостью и измер ют уровень жидкости , с последующим вычислением пористости .

2. Способ по п. 1,отлича- ющийс тем, что насыщение осуществл ют несколькими наполнител ми , причем на каждой стадии используют наполнитель, температура плавлени которого вьппе температуры плавлени наполнител , используемого на следующей стадии.

Фиг. 2

Фмг.З

ФигМ Составитель В.Алексеев Редактор Н.Марголина Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Заказ 5114/41 Тираж 778Подписное

ВРТИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, f. Ужгород, ул. Проектна , 4