SU1394109A1

SU1394109A1 - Способ определени объема задерживающих пор фильтрующего материала

Info

Publication number: SU1394109A1
Application number: SU853856308A
Authority: SU
Inventors: Линера Латыповна Шарипова; Василий Алексеевич Алешин; Галина Ивановна Сазонова
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6094
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1985-02-19
Publication date: 1988-05-07

Abstract

Способ определени объема задерживающих пор фильтрующих материалов относитс к области фильтрации, в частности к оценке показателей качества фильтрующих материалов. Целью изобретени вл етс повышение точности определени объема задерживающих пор путем устранени ошибок, св занных с неопределенностью формы ка-: пилл ров в фильтрующих материалах. Способ заключаетс в пропускании газа под давлением через сухой и пропитанный жидкостью образец. Затем снимают характеристики проницаемости сухого и пропитанного жидкостью образца . Дополнительно замер ют расход газа через единичную пору пропитанного жидкостью образца при давлении, соответствующем раскрытию данной поры , и дальнейшей математической обработкой полученных характеристик определ ют объем задерживающих пор на единице поверхности материала. 1 табл. 3 ил. о сл

Description

со :о

4

Изобретение относитс к контроль- нотизмерительной технике, а именно к фбласти изучени фильтрационных свойств, и может быть использовано дл$ определени гр зеемкости фильтрующих материалов.

Целью изобретени вл етс повы- шейие точности определени путем уст- ра;1ени ошибок, св занных с неопреде - ле:шЬстью формы капилл ров в фильт- материале.

На фиг.1 показана схема устройстдл определени зависимости рас

ва

хоЬ,а газа от давлени через образец; на фиг.2 - схема устройства дл из- ме эени расхода газа через единичную пору; на фиг.З - зависимости расхода газа от давлени

Устройство содержит зажимное приспособление 2, газовый баллон 3, воздушный фильтр 4, редуктор 5, рото- метр 6, пьезометр 7, емкость 8 с жидкостью 9, мерный колпак 10.

i Способ осуществл етс следующим образом.

; в устройство закрепл ют сухой образец 1 исследуемого фильтрующего ма- т риала, устанавливают в зажимное П1|испособление 2, в полость которого пс|даетс газ из баллона 3, предва- р тельно очищенный возДушным фильт- р4м 4, при пониженном (редуктором 6) давлении. Пропускают газ через об- рфзец 1 и снимают зависимость расхода гйза от давлени (характеристика проницаемости сухого образца).

; Затем образец 1 пропитывают смачивающей жидкостью и медленно повышают давление под образцом до по влени первого пузырька. При дальнейшем увеличении перепада давлени на пропитанном образце фильтрующего материала открьшаютс сквозные поры от мак симальных до минимальных значений в соответствии с приведенной выше зависимостью дл равновесного капилл рного давлени .

Давление газа увеличивают ступен- Ч:ато, при каждом фиксированном значении давлени производ т считьюание данных по показани м ротометра 6 и пьезометра 7,

Характеристику проницаемости пропитанного образца снимают с момента по влени первого пузырька до состо ни сухого (или почти сухого) образца .

о

0

5

0

5

По полученным данным вычерчиваютс графики (фиг.З), где крива 1 - характеристика сухого образца, крива 2 - характеристика проницаемости пропитанного образца.

С целью дополнительного замера расхода газа через единичную пору исследуемого материала зажимное приспособление 2 (фиг.2) с образцом I опускают в емкость 8 с жидкостью 9 на глубину h -j и медленно повышают давление газа до dP до по влени отдельных струек газа, проникающих через единичные поры исследуемого материала и слой рабочей жидкости h... Необходимость эта вызвана тем обсто тельством, что при пропускании газа через пропитанный жидкостью образец замер расхода газа при давлении по влени первого пузырька зачастую определ ет данные истечени через несколько пор одного размера , что подтверждаетс многолетним опытом анализа данных исследований.

Накрыва отдельно самые тонкие струйки градуированным стекл нным колпаком, заполненным жидкостью 9, при фиксированном значении перепада давлени лР на образце, соответствующем моменту по влени этих струек , замер ют врем 2 вытеснени единицы объема V жидкости из-под мерного кохшака 10.

Расход воздуха через единичную по- РУ

..I l2j:r Y

SAt Bi,+ h.

ЛР;

где BH h

атмосферное давление; высота подъема жидкости 9 в мерном колпаке; высота жидкости 9 над образцом;

0

5

Р h

;-

относительна плотность жидкости 9 (по отношению к воде);

Р, р - давление насыщенных паров жидкости 9.

В процессе математической обработки из полученных результатов исключают данные, кратные наименьшим полученным величинам, т.е. исключают результаты замера расходов газа через несколько соседних пор одного размера (спаренные струйки газа).

При математической обработке характеристики проницаемости сухого образца исследуемого материала используют известные законы гидравлики. Пр молинейна зависимость перепада давлени от расхода газа описьюаетс уравнением Пуазейл дл ламинарного течени .

q

.ЛР

. 9-F

to

к

удельна пропускна способность единицы поверхности исследуемого jj образца;

Q - расход газа; F - площадь поверхности образца; .К - коэффициент удельной

пропускной способности; (л - коэффициент динамичес-

кой в зкости.

ри увеличении скоростей протекаюпотока режим течени через по-25 е каналы переходит в турбуленти описьшаетс уравнение Грина

20

ЛР

(U

Т

.з

(га +е)р

(fzf

де р - плотность потока; m и 0 - характеристические посто нные (по результатам исследований (т+б) 1,19 - при единицах измерени параметров потока, прин тых в СМА, в случае измерени ЛР в мм вод.ст., q в л/мин-см , f кгс-с

м

(т+в) 0,098).

-количество поровых каналов на единице поверхности исследуемого образца материала;

-площадь проходного сечени пор на единице поверхности материала.

Тогда посто нный коэффициент удель ой пропускной способности

f(z)

К (U

9

F dP

(I)

определ етс по данным пр молинейного участка характеристики проницаемости сухого образца 1 исследуемого материала.

По данным криволинейного участка той же характеристики (в области максимальных скоростей) из зависимости Грина определ етс площадь проходного сечени пор на единице поверхности материала

9

F

Ti-- --f ,

(2)

Далее, принима , что при давлении, когда через пропитанный образец продавливаетс половина расхода сухого образца (крива 3, фиг.2), раскрьша- етс пора среднегеометрического размера ,по данным фиг.2 определ ют значение ЗРср- Тогда характеристику проницаемости сухого образца можно рассматривать как зависимость суммарного расхода газа, протекающего через (f(z)-F) поровые каналы среднегеометрического d , от перепада давлени

,2- F f(aP) ,

Учитыва , что при одинаковом значении перепада давлени (йР;} на суI

хом и пропитанном образце скорости течени в порах одинаковы, отношение расходов газа через единичные поры размеров

) и d ,(f .)

.flL f .

.

z-F - Q

ед ПР 1

05

0

5

где Qcvxi значение расхода газа по характеристике проницаемости сухого образца (фиг.З) при значении перепада давлени лР , соответствующем замеру расхода газа через единичную пору исследуемого материала;

елпрГ расход газа через единичную пору исследуемого материала (определ етс путем вьщелени из общего потока единичной струйки и замера его гидравлических параметров).

Тогда,использу зависимость Кантора

dcp Pi

d- -лр;-

определ ют количество сквозных пор на единице поверхности исследуемого образца материала

2 « -§JJfIi (.1S.) , Q...F %P: (3)

EA.np i

По полученным параметрам поровой с|труктуры определ етс объем задер- л({ивагощих пор исследуемого материала по соотношению

:(5)1„. ,

81Т zK

V

(4)

Пример. Математическа обра- отка результатов испытани по опре- елению гр эеемкости образца сетки 0/720 (dpsp 30 мм; F 7,07 см).

У4109

Услови испытани : В 10330 мм вод.ст.; t - 18°С (291-К).

Данные результатов испытаний по сн тию характеристик проницаемости представл ют в виде графических зависимостей фиг.З (характеристики проницаемости сухого 1 и пропитанного 2 смесью жидкостей ТС- и АМТ-10 0 (1:1) образца сетки 80/720).

Результаты замера гидравлических параметров струек, продавливаемых через -единичные поры образца сетки 80/720, погруженного в этиловый спирт АС на глубину h .,;« 20 мм, свод т в таблицу .

С учетом высоты подъема жидкости ;в мерном колпаке h jR дл замеров в этиловом спирте расход воздуха опреде;л ют по зависимости

ед.прл

f 0,06

В-700

Вн-(.,+ ЛР,)

Из анализов полученных результатов следует3 что величина расхода воздуха через единичные поры размера d. при давлении от 345 до 375 мм вод ст. составл ет 0,0005-0,0006 л/мин.

Величину Qe.np.i л/мин из дальнейшей обработки исключают, как результат замера параметров спаренной струйки (вдвое больше расхода через единичную пору).

I

По данным пр молинейного участка характеристики 1 (фиг.З) определ ют удельную пропускную способность по зависимости (1) К 0,27-1 О л/см .

По данным криволинейного участка характеристики 1 при максимальных скорост х определ ют площадь проходного сечени пор на единице поверх0

5

0

5

ности сетки 80/720 по зависимости (2) (fz) 0,189.о

W tVX

По графикам фиг.З при Qnp j-

определ ют давление продавливаемых- жидкостей из поры среднегеометрического размера Рср 555 мм вод.ст.

Из зависимости Кантора по данным по влени первого пузырька воздуха над образцом (раскрываетс пора наибольшего размера dp) определ ют соотношение констант равновеси дл пересчета данных при испытании в различных жидкост х, в частности дл смеси жидкостей T -l-AMT-l0(1:1) и этилового спирта

Ccw do- flPcMO . . I ,ц:з.

эr.cп do-aP,T.c«.o

Количество сквозных пор на 1 см сетки 80/720 определ ют по зависимости (3)

(

ЛРср

aPcMi

)%

ЛР,

см

uf,

113941

где зРсм условие раскрыти поры размера d при пропитке смесью ТС-1-АМТ-10;

, 406 ММ вод.ст. 5 CsT.cn Z « 65400.

Объем задерживающих пор (гр зе- емкость) единицы площади сетки 80/720 определ ют по соотношению (4) Q

.v-Ш- - - Ф О р м ула изобретени

Способ определени объема задерживающих пор фильтрующего материала,

4 S б

An

МW 9 k

98

заключающийс - в пропускании газа под давлением через сухой и пропитанный жидкостью образец, сн тии зависимйс- ти расхода газа от давлени в обоих случа х и вычислении объема пор, о т- личающийс тем, что, с целью повьшени точности определени , дополнительно измер ют расход газа через единичную пору пропитанного жидкостью образца при давлении, соответствующем раскрытию данной поры, и учитывают полученное значение при вычислении объема пор.

tb

0)иг.1

37

/

/ 2 Фиг.2

«r

u 3

e

Claims

8ΤΓζΚ * см²Формула изобретения Способ определения объема задержи- .

вающих пор фильтрующего материала, заключающийся- в пропускании газа под давлением через сухой и пропитанный жидкостью образец, снятии зависимости расхода газа от давления в обоих случаях и вычислении объема пор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, дополнительно измеряют расход газа через единичную пору пропитанного жидкостью образца при давлении, соответствующем раскрытию данной поры, и учитывают полученное значение при вычислении объема пор.