Устройство для измерения массообменных характеристик капиллярно-пористых и дисперсных материалов

 

Изобретение относится к экспериментальной физике. Цель изобретения - повышение точности измерения искомых характеристик. Устройство имеет корпус, воздухопроводную емкость, в основании которой установлена измерительная обойма с эталонным вкладышем, и полый шток, размещенный внутри корпуса и емкости. Над измерительной обоймой вдоль штока установлены две измерительные ячейки, в одной из которых расположен образец исследуемого материала, а в другой - эталонного. Каждая ячейка снабжена датчиками температуры и влажности. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (st)s 6 01 N 25/18

ГОС А

ПОИ О

ПРИ К (21) 4 (22) 5 (46) 3 (71) н

АНУ (72) (53) (56) в

¹ 77

РСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

БРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

НТ СССР

ТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

71402/31-25 .08.88 .11.90, Бюл. N 43 ститут технической теплофизики

CP

Н.Коваленко и В.П.Черняк

6.6(088.8) торское свидетельство СССР

521, кл, G 01 N 25/18, 1980, вторское свидетельство СССР

2178, кл. G 01 N 25/18, 1980. зобретение относится к эксперименй физике и может быть использовано ределения массообменных характек капиллярно-пор(;стых и дисперсных иалов. ль изобретения — повышение точномерения искомых характеристик. чертеже представлено предлагаетройство, поперечное сечение. тройство содержит корпус 1 с воздуводом 2 и воздухопроводной емко, в основании которой установлена ительная обсйма 4, В воздухопроводкости 3 над измерительной обоймой еплены измерительные ячейки 5 и 6, оженные вдоль продольной оси штолмеющего клапаны 8 для перекрытия тий в измерительных ячейках 5 и 6. гом в ячейке 5 установлен образец 9 уемого материала, а в ячейке 6 — об10 эталонного материала. В каждой тальн для и рист мате

L сти и

Н мое у

У хопр стью измел ной е

4 зак распо ка 7, отвер

При э иссле разец (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССООБМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ И ДИСПЕРСНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к экспериментальной физике. Цель изобретения — повышение точности измерения искомых характеристик. Устройство имеет корпус, воэдухопроводную емкость, в основании которой установлена измерительная обойма с эталонным вкладышем, и полый шток, размещенный внутри корпуса и емкости. Над измерительной обоймой вдоль штока установлены две измерительные ячейки, в одной из которых расположен образец исследуемого материала, а в другой — эталонного. Каждая ячейка снабжена датчиками температуры и влажности. 1 ил, измерительной ячейке установлены датчики влажности 11 и температуры 12 бинарной смеси. В верхней части корпуса 1 устройства размещены вентилятор 13 и фиксатор 14 движения штока 7.

Устройство, подключенное к вторичной аппаратуре (не показана), работает следующим образом.

Устройство помещают в скважины различной заданной глубины, с которой уже предварительно взяты соответствующие керны. Из них исследуемый материал помещают в ячейку 5.

При прижиме измерительной обоймы 4 к исследуемому материалу осуществляется процесс тепло- и массообмена между материалом и измерительной обоймой 4, при этом бинарная смесь через отверстия в штоке 7 перемещается по воздухопроводу 2. На первом этапе измерений клапаны 8 перекрывают отверстия измерительных ячеек 5

1608536 и 6, и поэтому бинарная смесь не поступает через образцы исследуемого 9 и эталонного

10 материалов, установленные в секциях 5 и 6, в замкнутый объем этих с ;кций. По показаниям датчиков влажности 11 и температуры 12 судят о наступлении равновесного тепловлажностного состояния бинарной смеси в замкнутом объеме секций 5 и 6, Затем с помощью фиксатора 14 шток 7 перемещается вдоль корпуса 1 и одновременно с этим клапаны 8 открывают отверстия секций 5 и 6, При этом через исследуемый 9 и эталонный 10 образцы осуществляется теплои массообмен между бинарной смесью, заключенной в объеме измерительных ячеек

5 и 6 и бинарной смесью локализованного объема шпура скважины, По показаниям датчиков 11 и 12 фиксируется изменение химического потенциала во времени. По прямолинейному участку кривой в координатах логарифм химического потенциала

V- время t, характеризующему регулярный режим диффузии, определяется темп сорбцион ного увлажнения исследуемого 9 и эталонного 10 образцов или осушки, Измерительная обойма 4, установленная в основании устройства, позволяет определить потенциалы массопереноса горных пород на заданной глубине опытной скважины, а имерения кинетики процесса тепломассопереноса через исследуемый и эталонный образцы путем периодического контроля температуры t и влажности р паровоздушной смеси в объеме ячеек 5 и 6 позволяет определить коэффициенты диффузии рабочих образцов по формуле

in а,— — а,, in где VpV — соответственно химические потенциалы паровоздушной смеси в объеме ячеек 5 и 6 (Ч = Rt1пrp): где R —. газовая постоянная смеси; аэ — коэффициент диффузии эталонного образца; т т2 — различные моменты времени, При таком подходе по дифференциаль5 ной схеме оцениваются не только массообменные характеристики исследуемых образцов горных пород, но и поведение образцов тепловлагоизоляционных материалов в натурных условиях, путем

10 сравнительного анализа процесса изменения численных значений химических потенциалов во времени.

При использовании предлагаемого изобретения относительная влажность воздуха

15 определяется не косвенно(при помощи изотерм сорбции — десорбции), а непосредственно путем одновременного измерения в ,процессе эксперимента в двух ячейках 5 и 6 с исследуемым и эталонным материалами.

20 Образцы исследуемого и эталонного материалов находятся в устройстве в адекватных условиях по температуре и загазованности паровоздушной смеси. Все это приводит к уменьшению погрешности измерений влаж25 ности исследуемого материала по сравнению с измерениями известным устройством в 1,8-2 раза.

Формула изобретения

Устройство для измерения массообмен30 ных характеристик капиллярно-пористых и дисперсных материалов, содержащее корпус, воздухопроводную емкость, в основании которой установлена измерительная обойма с эталонным вкладышем, и полый

35 подпружиненный шток, размещенный внутри корпуса и воздухопроводной емкости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в воздухопроводной емкости над измерительной обоймой введе40 ны две измерительные ячейки, расположенные вдоль оси штока, содержащего клапаны для перекрытия входных отверстий ячеек, при этом в одной из ячеек расположен образец исследуемого материала, в другой—

45 эталонного, а каждая ячейка снабжена датчиками влажности и температуры, установленными в их полости.

I608536

Составитель В.Марченко

Техред М,Моргентал Корректор Л.Бескид орная

Тираж 495 Подписное

Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

За дственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101