Способ определения максимальной высоты капиллярного подъема и коэффициента фильтрации пористых сред

 

Изобретение касается дисперсного анализа аэрозолей, распыляемых с помощью механических распылителей. Целью изобретения является повышение точности определения дисперсности частиц оптически плотных жидкостей. Измеряют амплитудно-частотную характеристику акустической эмиссии распыляемой жидкости, о дисперсности частиц судят по частоте этой характеристики. Амплитуда сигнала на этой частоте соответствует количеству частиц данного размера. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<е80 пи 1 2

А1 (53)5 G 01 N 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ обеспечения получе»»ия характеристик

CO изменчивости искомых параметров по всему разрезу исследуемой пористой среды, 00

На фиг, 1 изображена принц.»пиальная схема проведения опыта по определению капиллярных свойств пористой среды в статическом режиме; на фиг. 2 и 3 состояние капиллярной каймы при проведении опыта вдинамическом режиме при различных скоростях подьема уровня жидкости Vð и Vg на фиг. 4 — способ графической обработки данных опыта для идеально-однородных пористых

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3996555/31-25 (22) 01.11.85 (46) 15.12,89, Бюл, 11 - 46 (7 1 ) Москов ский ге оло гор аз в едоч»п»й институт им. Серго Орджо«»икидэе (72) В, В, Данилов и В „В, Данилов (53) 532,696,1 (088,8) (56) Ломтадзе В,Д, Методы лаборатор«»»х исследований физико-механических свойств песчаных и глинистых грунтов.

M.: Гое.геолтехиздат, 1952, с. 114, 116-142, Каменский Г.Н, Основы динамики подземных вод, М,: Геологическая литература, 1943, с, 18. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬН0А ВЪ|СОТЪ| КА|ИЛЛЯРНОГО ПОДЬЕМА И

КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦ:|И ПОРИСТЫХ СРЕД, включающий погруже»«ие пористой средь» в жидкость и определение указан«»ых параметров по соотношению между скоростью капиллярного подъема и его текущей высотой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения вре—

Изобретение относится к инженерно, теологическим и гидрогеологическим исследованиям и может быть использовано для обоснования проектов строительства различных сооружений: зда«»ий>дорог«мелиоративных систем добычи руд л»етодом подземного выщелачивания, а также может быть использовано в различных технологически процессах, в которых участвуют пористые средь« и жидкости.

Цель изобретения — сокращение времени определения и повьппение достоверности получаемой информации за счет мени определения и повышения достоверности получаемо » информации, после погружения исследуемого образца в жидкость уровень последней повь»»»»а»от с заданнойй скоростью до момента времени, когда текущая высота капиллярного подъема перестанет изменяться, приняв постоянное значение, зател» скорость повышения уровня жидкости изменяют и фик сируют следующее з паче««ие текущей высоты капиллярного подьема, после »его значение максимальной высоты капиллярного подъема и коэффициента фильтрации определяют графо аналитически из соотношения

v,=кон-к,)/z ), где » — скорость повы пения уровня iK«ill, с кости;

Z — текущая высота капиллярного подъема;

Н вЂ” максимальная вь»сота капиллярного подъема;

К вЂ” коэффициент фильтрации пористой среды, 1529078 сред; на фиг, 5 — то же, для неоднородных пористых сред; на фиг, 6 принципиальная схема опыта через время после погружения образца в жидJ кость, уровень которой остается неподвижным (статическим); на фиг. 7 и 8 — текущий и предельный профили влажности капиллярпой каймыi на фиг. 9— вспомогательнь.й график для вычисления коэффициента фильтрации для модели каппилярпой каймы с переменной влажностью, на фиг, 10 — применение предлагаемого способа в полевых натурных условиях, 15

Для определения максимальной высоты к апилля рно го подь ем« и к оэффициента фильтрации пористой среды испытуемый образец 1 (фиг. 1, погружают в сосуд 2 с жидкостью 3, имеющей vpo- 20 вень 4, остающийся в неизменном (статическом) состоянии, где К вЂ” текущая высот а капиллярно го подь ема (к« впллярпой к«ймы) за время, истекшее лт нач«л«опыта; .:- — м«кспм«льная высота 25 капиллярвогл подъема при условии t-> ;

5, 6 — поверхности к «пилляр ной к ай мы в моменты времени i. и — соответст В I IIHО, Через некоторое время > истекшее 30 от начал«плгружеш я образца в кицкость, ее уровень 4 н«пинают поднимать с некоторой плстлянной скорос гью

7„,фиг. 2,, ос," щестьляюг например, путем подлив« жидкости в сосуд 2 с заданным расходoM g через трубку 7, оборудованную регулировочным винтом

8, При по ъеме уровня жидкости 4 капиллярная к«йм«также перемещается вертик«льпл верх::ерез некоторый 40 промежуток времени с корости подъема уровня ч и поверхности капиллярной каймы сравняются и вслепствие этого текущ«я выслта к«пиллярной к«ймы

cTQHoIIH гся пл . гоп пплй: =, После это-45 го скорость подъем«уровня 4 меняют на новое з н«чение, (фиг. 3) и дожидаются, когда текущая высота к«пиллярного подъема примет новое постоянное

2. ка образец пористой среды полностью погрузится н жидкость, послс. чего опыт прекращают. Для обеспечения высокого качества результатов исследования необходимо, чтобы изменение ско55 рости подьема уровня жидкости совершилось не менее трех раз, Обработка результатов опыта с целью получения искомых параметров пористой среды (максимальной высоты капиллярногл подъема и коэффициента фильтрации) производится следующим образом, Строится график зависимости V от ( (фиг. 4), где V — скорость подъема уровня жидкости в сосуде; — величина, обратная величине текущей высоты капиллярного подъема (=1/Z,. Для однородных пористых сред полученный график прямолинеен (фиг. 4), для неоднородных сред — криволинеен (фиг. 5).

Если полученный график прямолинейный, то, продолжая его до пересечения с вертикальной ocblo> находят абсолютную величину отрезка, отсекаемого им на вертикальной оси, Найденное значение соответстВует численной величине ucKQмого коэффициента фильтрации К, Затем находят численное значение точки пересечения графика с горизонтальной осью 1. . По формуле H=l/ вычисляют о о значен е другого искомого параметра максимальной высоты капиллярного подъема. Если полученный график криволпнеен (фиг. 5), то после его построения выполняют следующие операции: отмечают на графике несколько точек, например точки а и б, и проводят к ним касательные > продолжая их до пересечения с вертикальной осью. Далее обработку производят так же, как и в первом случае — для каждой касательной в отдельности. Найденные значения параметров от веч зют высотному положению рассмотренных точек.

Если определение максимальной высоты капиллярного подъема и коэффициента фильтрации пористой среди требуется произвести с учетом изменения влажности в зоне капиллярной каймы, то опроблвание образца и обработка результатов опробования производятся так, как показано на фиг, 6 9, Общая схема проведения опыта остается такой же, как и ранее: производится не менее чем трехкратное изменение скорости подъема уровня воды

4 в сосуде (фиг. 6), Отличие заключается в том, что наблюдение проводится .не за (единственной) текущей высотой капиллярной каймы, как в предыдущем случае, а одновременно за текущими высотами нескольких точек с заданным значением влажности Z Zp Zg и т.д, а

Текущая высота капиллярной каймы и ff Г7 это текущая высота точки О,,, в которой влажность равна нулю, Совокупность текущих высот точек образу15290 ет текущий профиль влажности, показанный на фиг. 7. Каждой текущей высоте точки Z ñîîòâåòñòâóåò предельная высота точки Н, отвечающая условию

t оо. Соотношение между текущими и предельными высотами точек показано на фиг. 7 и 8.

Обработка результатов опыта производится следующим образом. 10

Для каждой наблюдаемой точки строится график э ависимости V от g (Ч,. W скорость подъема уровня воды 4, = 1 /Z ), Указ анный rp афик идентичен графику на фиг. 4 и отличается от него тем, что на горизонтальной оси отклакавают не 1 à f.,Дла кюкдага графика определяют абсолютные величины начальных ординат, соответствующие численным значениям коэффициентов капилпярного влагопереноса К „, Затем определяют значения точек пере с зчения графиков с горизонтальной осью

1о

По формуле Н =1/ fo определяют нреW дельные высоты точек с заданной влажностью, а по значениям предельных высот точек с заданной влажностью, наиденных ранее, строят предельный профиль влажности — график з ависимости

78 6

Н от W. Экстраполируя этот график

W до пересечения с вертикальной осью, находят величину максимапьной высоты к апиллярного подъема Н (фи г. 8 ) .

По значениям капиллярного влагопереноса, найденным ранее, строят график зависимости этого коэффициента от влажности в соответствующих точках фи г, 9 ) . Эк стр аполируя этот гр афик в точку, где влажность равна 100X., определяют коэффициент фильтрации исследуемой пористой среды, На фиг. 9 путь нахо кдения коэффициента фильтрации показ ан стрелками, Сущность предлагаемого способа применительно к полевым условиям пояс— няется чертежом на фи г, 10, пзобра— жающим выемку (шурф,, с вор тик алып.;-п стенками 9 . В шурф налив ают воду с заданным расходом „через трубку !О, чем .обеспеивается заданная скорость подъема уровня воды 1, Наблюдение ."а развитием к апиллярной кайм | о суще ствляется непосредствецно по степке шурфа 12, Обработка данных осуществляется любым из описанных способов — в зависимости от конкретных условий поставленной задачи, Фиг.1

1529078

uz.

1529078

100 4(04

160 М%

©1/е 8

ФОГ9

euz rO ос т авитель В, Апек сеев

Техред N.Ìîðãåíòàë

Корректор H Король

Редактор Е,Месропова

Заказ 1528 Тираж 508 Подпи< II()L

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 KHT СССР

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д. i/5

Производственно-издательский комбинат "11атент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101