SU1516887A1 - Способ определени смачиваемости пористых материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при изучении смачиваемости пористых и порошковых материалов различными жидкост ми. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  путем уменьшени  ошибок, св занных с неопределенностью уровн  жидкости в образце пористого материала с неоднородным распределением пор по размерам. Цель достигаетс  за счет измерени  давлени  в камере над образцом в процессе его насыщени  жидкостью, по которому рассчитывают усредненный уровень жидкости в образце, используемый при вычислении краевого угла. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, в частности к измерительным устройствам в области физико-химического анализа веществ, и может быть использовано при проведении работ по изучению смачиваемости пористых и порошковых материалов различными жидкост ми на границе раздела с газом в нефт ной промьш1леннос1И

Целью изобретени   вл етс  noBbmie- ;ние точности определени  путем уменьшени  ошибок, св занных с неопределенностью уровн  жидкости в образце пористого материала с неоднородным распределением пор по размерам.

На чертеже приведена схема устройства дл  реализации способа.

Устройство содержит основание 1, строго горизонтальное положение кото-, рого устанавливают с помощью регулировочных ножек 2, датчик 3 переца- да давлени , датчик 4 абсолютного давлени , днище 5 дл  установки образца испытуемого пористого материала , двухходовой кран 6, металлическую камеру 7 дл  образца, днище 8 дл  сосуда с исследуемой жидкостью, прозрачную камеру 9 дл  исс/1едуемой жидкости, крьпики 10 и 11, соответственно дл  камер с образцом пористого материала и исследуемым, калиброванный по объему шприц 12, трехходовые краны 13 и 14, металлическую трубку 5, кронштейны 16 дл  установки датчиков давлени , крепежные гайки 17. Исследуемый образец 18 пористого материала устанавливают в металлическую камеру 7 герметично, а исследуемую жидкость 19 заливают в прозрачную камеру 9. Дл  герметизации используют резиновые уплотнительные кольца 20,

Способ осуществл ют следуюпи м образом .

После предварительного определени  Q miK. Верхние штуцера, установленные

плотности скелета пористого материала, его пористости и удельной площади поверхности пор устанавливают образец 18 пористого материала на днище 5 и

в крьшпсах 10 и 11, подключают к лини подачи газа. Кран 13 устанавливают в такое положение, при котором между собой сообщаютс  только датчик 3,

в крьшпсах 10 и 11, подключают к лин подачи газа. Кран 13 устанавливают в такое положение, при котором межд собой сообщаютс  только датчик 3,

собирают соответствующим образом гер- внутреннее пространство камеры 9 и

то нной температуре (изотермический процесс),

После определени  величины V перекрытом кране ру 9 заливают исследуемую жидкость 19 и собирают в единый узел трехходовой кран 13, крьппку П и импульсные трубки 15 датчика 3 перепада давлеэ при 6 в прозрачную камев крьшпсах 10 и 11, подключают к линии подачи газа. Кран 13 устанавливают в такое положение, при котором между собой сообщаютс  только датчик 3,

внутреннее пространство камеры 9 и

метично в узел металлическую камеру 7, двухходовой и трехходовой краны 6 и 14, импульсные трубки 15 датчиков 3 и 4 и щприц 12, Двухходовым крном 6 перекрьшают между собой прост- ранства трубки 15 и пространства внури камеры 7, С помощью трехходового крана 14 сообщают между собой внутреннее пространство калиброванного по объему-шприца 12 при крайнем правом положении его штока, пространство над образцом 18 пористого матери- ,ала и атмосферу при отсоединенной линии подачи газа. Затем кран 14 устанавливают в такое положение, при котором между собой соединены внутренние пространства датчиков 3 и 4, пространство над образцом 18 и атмосфера . После этого кран 14 устанавливают в положение, при котором .между собой сообщены внутренние пространства шприца 12, датчиков 3 и 4.и пространство камеры 7 над образцом 18, В результате этого внутри пространства над образцом 18 имеетс 

атмосферное давление Р,, измер емое датчикам 4 абсолютно1 о давлени . После этого перевод т шток шприца 12 в крайнее левое положение, В результате абсолютное давление внутри камеры 7 увеличиваетс  и становитс  равным Р. При известных пористос- т х Ф твердого материала, объеме V, шприца 12 и объеме V образца 18, включа  и объем пор, значение объема УЗ свободного пространства D камере 7 над образцом 18, включаюп;его объем импульсных трубок 15 и внутренние объемы датчиков 3 и 4, рассчитывают с помощью зависимости

, (1)

Pj-p,

полученной на основе анализа происход щего при этом процесса при пос5

Q 0

5

0

5

внутреннее пространство линии подачи газа. Кран 14 устанавливают в такое положение, при котором между собой сообщаютс  только внутренние пространства датчиков 3 и 4, пространства камеры 7 над образцом 18 и шприца 12, Шток последнего при этом должен быть зафиксирован в крайнем левом положении . После этого открьшают кран 6 и жидкость 19 начинает перетекать по трубке 15 в направлении нижнего торца образца 18, Дл  увеличени  скорости движени  жидкости и перемещени  ее переднего фронта в камере 9 создают незначительное избыточное давление газа, например, 1 кПа, В момент, когда жидкость касаетс  нижнего торца образца 18, с помощью датчика 4 измер ют абсолютное давление Р, Этот момент фиксируют по импульсам давлени , возникающих в этот момент на выходах датчиков 3 и 4, Затем давление в камере 9 ступенчато увеличивают (например, на 100 Па) и по показани м датчика 4 фиксируют достижение установившегос  давлени  Р4 в пространстве камеры 7 над образцом 18, по которому рассчитьшают средний уровень жидкости h в камере 7 с образцом 18:

0

5

. (Уз+ФУ1)(Р4-Рз) h- ,

(2)

где h - средний уровень (высота) жидкости в камере 7, см; S - площадь поперечного сечени  образца, см.

Ступенчатое yBejnwemie давлени  газа в камере 9 Продолжают до.тех пор, пока установившеес  значение уровн  жидкости в камере 7 с образцом 18, рассчитьшаемое по формуле (2), не станет равным уровню жидкости в камере 9,

515

После достижени  указанного состо ни  дальнейшее увеличение давлени  газа в камере 9 прекращают и измер ют с помощью датчика 3 перепад давлени  АР между верхними пространствами камер 9 и 7, Значение краевого угла сма чивани  затем рассчитьшают с помощью зависимости

/ЗР(1-Ф) 6f А

где 6 - поверхностное нат жение исследуемой жидкости, Н/см; плотность скелета пористого материала.

cose

(3)

/ А

г/см ;

йР удельна  площадь поверхности

11 пористого материала, см /г;

измеренный перепад давлений, Н/см.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  смачиваемости пористых материалов, заключающийс  в создании перепада давлени  газа в замкнутых сообщающихс  камерах, одна из которых содержит жидкость, а друга  - образец пористого материала изменении давле1ш  газа в камере с жидкостью, регистрации уровн  жидкости в камере с жидкостью в процес1

   68876

   се проникновени  жидкости в образец пористого материала под действием давлени  газа в камере с жидкостью, измерении перепада давлений газа в камерах в момент достижени  одинаковых уровней жидкости в обоих камерах и расчете краевого угла смачивани  по измеренному перепаду давлени  газа

   IQ в камерах с учетом значений поверхностного нат жени  жидкости, плотности скелета образца, его пористости и удельной площади поверхности, отличающийс  тем, что, с це15 лью повышени  точности определени  путем уменьшени  ошибок, св занных с неопределенностью уровн  жидкости в образце пористого материала с неод- 1городнь М распределением пор по разме20 рам, дополнительно измер ют давление газа в камере с образцом в момент касани  жидкостью нижнего торца образца и в процессе проникновени  жидкости в образец, по разнице измеренных дав25 лений газа в камере с образцом рассчитывают средний уровень жидкости в этой камере, а перепад давлений газа в камерах измер ют в момент равенства уровн  жидкости в камере с жид30 костью, рассчитанному по среднему уровню жидкости в камере с образцом.