Способ объема определения тел

 

Исп лльзование: измерение объема микропористых материалов, например древесины . Сущность изобретения для определения объема материала его помещают в герметичную измерительную емкость и осуществляют в нее перепуск газа из калиброванной емкости. Объем материала определяют по давлениям в емкостях до и после перепуска и их объемам. Чтобы учесть адсорбцию-десорбцию газа на стенках емкостей и на измеряемом материале, предварительно осуществляют два дополнительных перепуска газа в измерительную емкость, в которую помещена только часть материала извертного объема 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{51)5 Ф 01 F 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОйртСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) l и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (аМ -аМ„1RoT+ Ри Ч< еЧ„-тр,1-Р„ Ч„-Ч,у- Ри,Ч„

oM"„"- Ã 1R TtP pf× 4 >,1 >,o(Vn >rl Р™ Уи

М е» ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862048/10 (22) 30.08.90 . {46) 30.05,93. Бюл. М 20 (71) Московский лесотехнический институт (72) Б.А. Таубер и Н.А. Можегов

{56) Авторское свидетельство СССР

hh 338823, кл. 6 01 F 17/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР "

М 1422012, кл. G 01 F 17/00, 1982. (54) СП ".:ОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ТЕЛ (57) Использование: измерение объема микропористых материалов, например древеИзобретение .относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении объема микропористых материалов, например древесины, в технологических емкостях.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Цель достигается благодаря тому, что при газодинамическом способе определения объема материалов путем газового разряда калиброванной емкости в измерительную и измерения давлений в этих емкостях до и после газового разряда предварительно в измерительную емкость помещают часть материала известного номинального обьема. осуществляют два до-. полнительных газовых разряда калиброванной емкости в измерительную емкость и измеряют давления в этих емкостях до и после разрядов, затем из уравнения

„„Я2,„1818540 А1 сины. Сущность изобретения: для оп ределения объема материала его помещают в герметичную измерительную емкость и осуществляют в нее.перепуск газа иэ калиброванной емкости. Объем материала определяют по давлениям в емкостях до и после перепуска и их объемам. Чтобы учесть адсорбцию — десорбцию газа на стенках емкостей и на измеряемом материале, предварительно осуществляют два дополнительных перепуска газа в измерительную емкость, в которую помещена только часть материала известного объема. 1 ил. (""т((—:1 р Ф- ("" р((—:1*" р Я е p(-е,т е) ((— 1 pÄipp1(.е р(-е,т ер((— "1 ртрр„ !((00 определяют неизвестную константу Oz, а у из уравнения

4-

СЪ р и

Рр(Ми- т1 (Na- РРеИте1 о™ааУи Рио (ти-У 1 *p(s,т ер((1 р„ррр)(-е р(.е,т ер((— 1 p„óp „9 ч коэффициент пористости запор данного. материала, при этом неизвестный объем всей партии материалов определяют из, уравнения

1818540

K5 Gq м!

Q.т (p" р",""}-V„(P> "-Є",""I-() 9a -qy „ }R, где Раа, Рио, Рр первоначальные давления в калиброванной и измерительной емкостях и равновесное давление после газового разряда;

Ча, Vn, V - номинальные объемы калиброванной и измерительной емкостей и номинальный объем части партии материалов;

V — оггределяемый объем партии материалов;

R -универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” температура газовой среды, окружающей емкости;

Т ; Рка — критические температура и давление;

Ь вЂ” константа Ван-дер-В вальса; б4 — обобщенная константа, равная (м В /ф где  — структурная константа, ф- коэффициент афинности;

Клар — коэффициент пористости данной партии материалов;

hM ; ЬМп — масса газа, десорбируемая со стенок калиброванной емкости, и масса газа, адсорбируемая на стенках измерительной емкости в процессе газового разряC(Pà0 I и)

0 Раа/ои)(1+(С-}I P /Ðö) где С вЂ” константа, постоянная для данного материала, из которого изготовлены измерительная и калиброванная емкости; ! (— коэффициент, равный отношению

M/10, где M — молекулярный вес; (За, 6 ) — масса калиброванной и измерительной емкостей;

S — удельная поверхность материала, иэ которого изготовлены калиброванная и из, 5 мерительная емкости;

N — число Авогадро;

A> — площадь молекулы газа, занимаемая в адсорбируемом слое;

Є— давление насыщения, определяе10 мое из уравнения

Р (Р /Р))2 } ((Т )2 Рк )) где Pi — текущее давление;

* и "* индексы первого и второго дополнительных газовых разрядов, при которых в измерительной емкости насыщается только часть партии материалов;

*** — индекс основного газового разря20 да, при котором в измерительной емкости располагается весь материал.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство состоит иэ баллона 1 со сжа25 тым воздухом, соединенного посредством трубопровода с пневмоклапаном 2 с калиброванной емкостью 3, которая, в свою очередь, посредством трубопровода с пневмоклапаном 4 соединена с измеритель30 ной емкостью 5. Емкости 3 и 5 снабжены манометрами 6 и 7.

Измерен :. объема партии материалов производится следующим образом.

Сначала в измерительную емкость 5 по35 мещается небольшая часть партии с известным номинальным объемом. Емкость 5 герметизируется, и из баллона 1 в калиброванную емкость 3 подается первая порция газа. С помощью манометра 6 измеряют

"0 давление в калиброванной емкости 3 и открывают клапан 4, пропуская газ в измери.. тельную емкость до выравнивания давлений в обеих емкостях. Данное давление измеряют при открытом клапане 4 ма45 нометром 6 или 7, После этого клапан 4 закрывают и в калиброванную емкость 3 подают новую порцию газа, поднимая его давление до величины большей, чем для первого дополнительного разряда, Данное

50 давление измеряют манометром 6 и вновь, открывая клапан 4, перепускают газ иэ калиброванной емкости 3 в измерительную емкость 5 до выравнивания в них давления, которое измеряют манометром 6 или 7.

С учетом явления адсорбции уравнение газового баланса в емкостях 3 и 5 будет иметь вид:

Рао /а+Рио(/и Чт)= Рр(Ча+Чп-Чт)+ЛМа1818540 г

Т р Р(ю) и о, 0

Т Р

-ехр(— 6 Т fg ("Р ) ) > (1) 10

Ткр Риo где и — универсальная газовая постоянная;

Рао, Рио. Рр — первоначальные давления в калиброванной и измерительной емкостях и равновесное давление;

V,, Чи — номинальные объемы калиброванной и измерительной емкостей и номинальный объем части партии материаЛов, помещенной первоначально в измеритель- 20 ную емкость;

b — - константа Ван-дер-Ваальса;

Кпор коэффициент пористости материалов; (Эг — обобщенная константа, равная В/ф о5 где  — структурная константа; j3 — коэффициент афинности;

P (p. rpp — кРитические давление и температур.

Т вЂ” температура окружающей среды; 30

hM>, ЛМи — масса газа, десорбируемая со стенок калиброванной емкости, и масса газа, адсорбируемая на стенках измерительной емкости в процессе газового разряда; 35 с (Рою/Р // сРр/Р// K5 cia

0 P..Ð//< /с-i/>../ / / Ьи /с. Е(ИЬ„

РД Р„

° (2) 40

В исходном расчетном уравнении (5) все параметры известны, кроме Кпрр, Значения

45 Рао, Рио, Рр могут быть взяты как иэ первого газового разряда калиброванной емкости 3, так и из второго ее газового разряда, То есть можно в уравнение (5) подставить значения

Рао*, Рио*, Pp* или значения Рао**, Рио**, 5р Рр** — результат будет одинаковым.

После определения констант Cb и Кпор присущих данному материалу, в емкость (5) загружают всю партию материалов. Емкость 5 герметизируют. Затем из баллона

55 нагнетают в калиброванную емкость 5 газ до давления Р о**, измеряя эту величину манометром 6. Затем, открыв клапан 4, перепускают газ из калиброванной емкости 3 в измерительную емкость 5 до вырав/нивания давлений в них и измеряют равновесное

Т Р

exp(— %Тгlg(" ) )Тк р Рр

СРр c t/„, К5 с„ ам„= (p„Рр)(Р„(e»Рр (Р» Р„,1(Р„(c «Р, 1 р/ А где С вЂ” константа, постоянная для данного материала, из которого изготовлены обе емкости;

S — удельная поверхность, иэ которого изготовлены обе емкости;

Ga. Gp/ — массы калиброванной и измерительной емкостей;

N — число Авогадро;

Ам — площадь, занимаемая молекулой газа в эдсорбируемом слое:

PH — давление насыщения, определяемое из уравнения где P — текущее давление.

В уравнении (1) две неизвестные величины — обобщенная константа Ог и Кпор— коэффициент пористости материалов.

Для определения константы Cb реаим совместно два уравнения (1), но при различных Р о, Рио, Рр. При первом газовом разряде калиброванной емкости этим параметрам дадим индекс *, при втором газовом разряде — индекс **. Получим следующее расчетное уравнение для определения константы: (////,-ам"„М,т+Р (ч„у„-ч 1-Р(ч„-ч,1-Р ч е Р(-e,T e/((— ) Р„p/PI J)-e*/{-в,т и/((— 1 Р /Р„./((41

После определения константы Cb определим коэффициент пористости материалов из уравнения (1). Для этого преобразуем его следующим образом:

1818540

4К„.,Р,ТЯЦ, l<

b (б) где Я=ехр -.8 Т Яр

Т„, Р"""

-ЕхР -Вдт Рр =4(,""."- р""Ии(р" -Р„"и ) (8)

Как видно иэ уравнений (6), (7), (8),. все параметры, входящие в них, известны, кроме искомого объема партии материалов, который и определяется иэ этих уравнений.

Составитель Б. Таубер

Техред M. Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 1934 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская араб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород. ул.Гагарина, 101 газового баллона при этом (при газовом разряде) будет также иметь вид уравнения (1) с . той лишь разницей, что вместо параметра

V — номинального объема части партии материалов будет. фигурировать параметр V— искомый объем всей партии материалов, который можно выразить, преобразовав уравнение (1) следующим образом: (xxx xxx

ОС О ЙОТЯ 2К„, й,ТЯ !

Если в дальнейшем измерению будут подлежать другие партии того же материала, то объемы этих партий можно определять сразу из уравнения (6), так как значения

5 константы ej .и коэффициента пористости

Кпор для данного вида материала будут по-. стоянными и уже известными.

Формула изобретения

Способ определения объема тел, вклю10 чающий их помещение в герметичную измерительную емкость, перепуск газа в измерительную. емкость из сообщенной с ней калиброванной емкости, измерение давления в емкостях до и после перепуска и

15 вычисление объема тел, о т л и ч а ю щ и и - . с я тем, что; с целью повышения эффективности путем обеспечения точного измере-. ния объема древесных тел, помещение тел в герметичную емкость осуществляют в два

20 приема, сначала помещают часть тел известного объема, а затем добавляют оставшуюся часть тел, причем перед добавлением оставшейся части тел осуществляют дополнительных перепуска газа из калиброван25 ной емкости в измерительную с различными начальными давлениями газа в калиброванной емкости, при этом при каждом дополнительном перепуске измеряют давление газа в емкостях до и после чего и определяют

30 коэффициент пористости тел, с учетом которого вычисля "от объем тел,