Способ определения структурно-механических параметров уплотненного порошкообразного материала

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УПЛОТНЕН- . НОГО ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАЛА, заключающийся в измерении проницаемости образца, отличающийс я тем, что, с целью повышения информативности способа, дополнительно измеряют коэффициент внутреннего трения частиц, средний диаметр частиц и насьтную массу, а степень уплотняемости определяют по формуле 100 % ср э степень уплотняемости, где коэффициент трения между частицами порошка, Н; G насьтная масса; 5 П проницаемость; depсредний диаметр частиц; К - коэффициент пропорциональности .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зав С 01 N 15/08

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СЮЩЕТЕЛЬСТВУ где Э

П— ср

К—

5O

У 1 2 3 Ф 5 4 7 Ф 3 Oft Q 23 f9 lf O

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 2736513/18-25 (22) 27.03.79 (46) 23.06.84. Бюл. к- 23 (72) А.Х.Наджимитдинов, С.А.Алехин, P.È.Áîðí и В.М.Бахир (71) Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (53) 531.7.08:530.217. 1(088.8) (56) 1. Алехин С.А. и др. Автоматизация процесса рыхления порошкообразного материала. — C6. "Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности", M. ВНИИОЭНТ, 1974,И- 5,с.29.

2. Разумов И.И. Псевдоожиженке и пневмотранспорт сыпучих материалов.

М., "Химия", 1972, с. 11 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНО-ИЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УПЛОТНЕН- .

НОГО ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАЛА, „„Я0„„1099252 А заключающийся в измерении проницаемости образца, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения информативности способа, дополнительно измеряют коэффициент внутреннего трения частиц, средний диаметр частиц и насыпную массу, а степень уплотняемости определяют по формуле

=k

100 %

Пд р степень уплотняемости; коэффициент трения между частицами порошка, Н; насыпная масса; проницаемость; средний диаметр частиц; коэффициент пропорциональности.

1099252

Изобретение относится к контрольФ но-измерительной технике и может найти применение в нефтегазодобывающей и других отраслях промьппленности при хранении и дозировании сыпучих 5 тел.

Известен способ определения структурно-механических параметров уплотненного порошкообразного материала путем определения глубины слоя порош1О кообразного материала, имеющего, максимальную нагрузку, т.е. максимальную степень уплотняемости,. по ,предварительно; измеренным гидравлическому радиусу Р, начальному сопро- 15 тивлению сдвига порошка т, коэффициенту трения 1, объемному весу на" сыпного груза т . Глубина h = 5,5 о "о . Способ позволяет определить, 20 глуоину залегания слоя порошка, имеющего максимальную величину уплотненности (этот слой не всегда самый нижний, так как вес столба порошка воздействует только на высоте, равной 25 трем диаметрам бункера) 1.1 J.

Однако этим способом невозможно определить величину степени уплотнения в любом слое столба порошкообразного материала. 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения структурно-механических параметров порошкообразного материала путем создания перепада давления в слое порошкообразного материала. По величине падения давления судят о проницаемости слоя $ 2).

Однако известный способ позволяет судить о пористости порошкообразного 40 материала, т.е ° о величине, характеризующей объем пустот между частицами материала, но не позволяет определить степень уплотняемости уплотненного слоя, 45

Целью изобретения является повышение информативности способа.

Поставленная цель достигается тем,что при определении структурных параметров уплотненного порошкооб50 разного материала путем измерения проницаемости образца дополнительно определяют коэффициент внутреннего трения частиц, средний диаметр частиц и насыпную массу а степень ynt

55 лотняемости определяют по формуле

)= K 1000/о ср где 3 — степень уплотняемости; — коэффициент трения между частицами порошка, Н;

G — - насыпной вес;

П вЂ” проницаемость;

oltр- средний диаметр частиц;

К вЂ” коэффициент пропорциональностии

Уплбтняемость порошкообразного материала во времени под действием веса столба вышележащих слоев происходит по экспоненциальному закону.

Особенно это относится к порошкам, применяемым в нефтегазодобывающей промышленности,, в частности для буре ния скважин, т.е. глинопорошкам, бариту, карбоксилметилцеллюлозе в су"хом виде и карбоксисульфитспиртовой барде в сухом виде и т.д. При определенной величине степени уплотненности материала он становится "нетекуч" и его невозможно разгрузить

f через разгрузочное отверстие бункера.

Степень уплотняемости в большой мере зависит от среднего диаметра частиц материала и коэффициента сухого трения между ними. Чем менее шероховаты частицы и меньше их средний диаметр, тем выше их степень уплотняемости.

Большое значение имеет характер расположения частиц. между собой в слое, т.е. характер их упаковки. Чем меньше поровое пространство остается между частицами, тем меньше проницаемость слоя, тем больше степень уплотняемости порошкообразного материала.

Таким образом, величина степени уплотняемости прямо пропорциональная насыпному несу материала и обратно пропорциональна коэффициенту трения между частицами материала, их среднему диаметру н проницаемости слоя материала.

Коэффициент пропорциональности характеризует влияние формы бункера на степень уплотняемости порошков.

Так,для цилиндрических бункеров коэффициент пропорциональности равен

0,86. Для бункеров, расширяющихся к основанию, коэффициент пропорциональ.ности стремится к единице, а для бункеров, сужающихся к основанию . — к нулю.

На основании полученных данных выведена эмпирическая формула степе—

Пd,ð

Составитель О.Алексеева

Редактор Р, Цицика Техред E. Кастелевич Корректор О. Тигор

Заказ 4364/36 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIII "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ни, уплотняемости порошкообраэного материала где V — коэффициент трения межцу частицами порошка, Н;

G — насыпной вес;

П вЂ” проницаемость

"d — средний диаметр частиц, ср

К вЂ” коэффициент пропорциональности, Размерности параметров даны в системе СН.

Пример. Определяли проницаемость Нефтеабадского глинопорошка, хранившегося в течение 96 ч.

Средний диаметр глинистых частиц .

-6 составлял 120 мкм или 12 10 м.

Диаметр частиц определялся методом ситового анализа.

Коэффициент трения порошкообразного материала определяли по величине откоса материала, а проницаемость слоя-по величине перепада давления. .Коэффициент трения равен 0,45, а проницаемость нижнего слоя равна

630 -10 " ед. СИ. Коэффициент К

099252 4

= 0,86 ° 10 "э. Насыпной вес Нефтеабадского глинопорошка плотностью

2,76 г/см для бункера высотой 1 5 м и диаметром О, 6 м составляет 32000 .

5 3

- )Я -3200 100

0,45 .630.10 1 1? 10

0 86.10 " 0 82.10-"ý, 100 = 68X

10 На чертеже показана кривая изменения степени уплотняемости слоя порошкообраэного материала в процессе его хранения. Экспериментально полученная кривая подтверждает данные, 15 полученные по предлагаемой эмпирической формуле.

Успешное состояние хранения порошкообразного материала в бункерах и последующее его дозирование в боль20 шой мере зависят от. способности порошков уплотняться в зависимости от структурно-механических свойств и параметров.

Предлагаемый способ прост, позво25 лит контролировать уплотненность порошка без разрушения его структуры, не зависит от влияния посторонных факторов и обеспечивает точность и надежность контроля.