Способ определения коэффициента влагопроводности листовых ортотропных капиллярно-пористых материалов



Способ определения коэффициента влагопроводности листовых ортотропных капиллярно-пористых материалов

 


Владельцы патента RU 2497099:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов влагопроводности ортотропных капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности. Способ определения коэффициента влагопроводности листовых ортотропных капиллярно-пористых материалов включает создание в исследуемом образце равномерного начального влагосодержания, импульсное соприкосновение исследуемого образца с источником влаги, измерение изменения во времени сигнала гальванического преобразователя, определение времени достижения максимума на кривой изменения ЭДС гальванического преобразователя и расчет коэффициента влагопроводности. При этом импульсное увлажнение исследуемого изделия осуществляют по прямой линии движущимся источником влаги постоянной производительности в заданном направлении ортотропного материала, выполняют электроды гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков и располагают их с обеих сторон линии импульсного увлажнения на прямых, параллельных линии импульсного увлажнения, расположенных на одинаковом заданном расстоянии от нее. Затем рассчитывают искомый коэффициент по формуле: D = x 0 2 / ( 2 τ max ) , где τmax - время достижения максимума на кривой изменения ЭДС гальванического преобразователя; х0 - расстояние между линией импульсного увлажнения и расстоянием до линий расположения электродов гальванического преобразователя. Техническим результатом изобретения является повышение точности контроля и обеспечение возможности определения коэффициентов влагопроводности в различных направлениях ортотропного листового материала.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов влагопроводности ортотропных капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности. Ортотропные материалы характеризуются существенным различием свойств в перпендикулярных направлениях, например вдоль и поперек волокон, в машинном и поперечном-направлениях бумаги.

Известен способ определения коэффициента массопроводности и потенциалопроводности массопереноса (АС 174005, кл. G01k N 421, 951, 1965), заключающийся в импульсном увлажнении слоя материала и измерении на заданном расстоянии от этого слоя изменения влагосодержания материала во времени. Коэффициент массопроводности вычисляется по установленной зависимости. Недостатком этого способа являются осуществление разрушающего контроля опытного образца при размещении датчиков во внутренних слоях исследуемого тела, большая трудоемкость метода при подготовке образцов, необходимость индивидуальной градуировки датчиков по каждому материалу.

Наиболее близким является способ определения коэффициента влагопроводности листовых капиллярно-пористых материалов (патент РФ на изобретение №2199106, 7 G01N 15/08, 27/00, 20.02.2003 Бюл. №5), заключающийся в создании равномерного начального влагосодержания, импульсном точечном соприкосновении поверхности образца с источником влаги, расположении электродов гальванического преобразователя на поверхности контролируемого образца по концентрической окружности относительно точки соприкосновения источника влаги с поверхностью, измерении изменения ЭДС гальванического преобразователя во времени, фиксировании момента достижения кривой изменения ЭДС своего максимума и расчете по нему искомого коэффициента влагопроводности по установленной зависимости.

Недостатками этого способа являются низкая точность определения коэффициента влагопроводности ортотропных материалов вследствие неадекватности используемого математического описания процесса массопереноса в листовом материале при точечном импульсном воздействии из-за существенного различия свойств материала в различных направлениях, отсутствии возможности определения коэффициентов влагопроводности в различных направлениях ортотропного листового материала, например, бумаги в машинном и поперечном направлении.

Техническая задача предлагаемого технического решения предполагает повышение точности контроля и обеспечение возможности определения коэффициентов влагопроводности в различных направлениях ортотропного листового материала.

Техническая задача достигается тем, что в способе определения коэффициента влагопроводности в листовых изделиях из ортотропных капиллярно-пористых материалов, включающем создание в исследуемом образце равномерного начального влагосодержания, импульсном соприкосновении исследуемого образца с источником влаги, измерении изменения во времени сигнала гальванического преобразователя, определении времени достижения максимума на кривой изменения ЭДС гальванического преобразователя и расчете коэффициента влагопроводности. В отличие от прототипа (патент РФ на изобретение №2199106, 7 G01N 15/08, 27/00, 20.02.2003 Бюл. №5) импульсное увлажнение исследуемого изделия осуществляют по прямой линии движущимся источником влаги постоянной производительности в заданном направлении ортотропного материала, выполняют электроды гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков и располагают их с обеих сторон линии импульсного увлажнения на прямых, параллельных линии импульсного увлажнения, расположенных на одинаковом заданном расстоянии от нее, рассчитывают коэффициент диффузии влаги исследуемого материала по установленной зависимости, что обеспечивает повышение точности контроля и возможность определения коэффициентов влагопроводности в различных направлениях ортотропного листового материала.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: исследуемый образец из листового капиллярно-пористого материала с равномерным начальным распределением влаги (в том числе и нулевым) помещают на плоскую подложку из не смачиваемого водой материала, например фторопласта.

К поверхности образца прижимается зонд с импульсным линейным источником влаги и расположенными с обеих сторон линии импульсного увлажнения на прямых, параллельных линии импульсного увлажнения, на одинаковом заданном расстоянии от нее электродов гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков. Зонд имеет прямолинейный паз, в котором может перемещаться движущийся источник влаги постоянной производительности. После подачи линейного импульса влаги источник влаги удаляется из зонда, прямолинейный паз герметизируется заглушкой, а сам зонд обеспечивает влагоизоляцию поверхности образца в зоне действия источника и прилегающей к ней области контроля распространения влаги. После подачи импульса влаги (мгновенного увлажнения линии поверхности изделия) фиксируют изменение ЭДС гальванического преобразователя во времени.

Для обеспечения контроля влагопроводности в различных направлениях ортотропного материала линию импульсного воздействия ориентируют в заданном направлении материала (например, при исследовании бумаги - в машинном или поперечном направлении). При этом обеспечивается однонаправленный массоперенос в нужном направлении, не искаженный массопереносом в перпендикулярном к исследуемому направлении. За счет этого повышается точность контроля и возможность определения коэффициентов влагопроводности в различных направлениях ортотропного листового материала.

Процесс распространения влаги в плоском изделии из листового материала после нанесения линейного импульса влаги при условии, что минимальные размеры линии импульсного воздействия превышают 20(x0+L), а минимальные размеры изделия относительно линии импульсного воздействия превышают 20 x0, где x0 - расстояние от линии импульсного источника до прямых, на которых расположены электроды гальванического преобразователя длиной L, аналогичен распространению влаги в неограниченной среде при нанесении импульсного воздействия от плоского источника массы. При этом массоперенос может описываться краевой задачей:

U ( x , τ ) τ = x [ D U ( x , τ ) τ ] + W ρ 0 δ ( x , τ ) , τ>0, 0≤x<∞

U(x, 0)=U0; U ( 0, x ) x = 0 ; U(∞, τ)=U0;

где U(x, τ) - концентрация влаги в исследуемом изделии на расстоянии x от линейного источника импульса массы в момент времени τ; D - коэффициент влагопроводности; δ(x, τ)-δ - функция Дирака; ρ0 - плотность абсолютно сухого исследуемого материала; W - мощность «мгновенного» источника влаги, подействовавшего в начале координат x=0, вычисляемая как отношение количества влаги (подведенной к контролируемому изделию) к произведению длины линии L импульсного воздействия на толщину h исследуемого листового материала; U0 - начальное влагосодержание в исследуемом материале в момент времени τ=0.

В этом случае изменение влагосодержания в зоне действия источника описывается функцией:

U ( x , τ ) = W / ( ρ 0 4 π D τ exp [ x 2 / 4 D τ ] )

При толщине листового материала h<10 x0 коэффициент влагопроводности может быть определен по расчетному соотношению:

D = x 0 2 / ( 2 τ max ) ,

где τmax - время, соответствующее максимуму на кривой U(x0, τ) изменения влагосодержания на расстоянии x0 от линейного источника.

В предлагаемом техническом решении для фиксирования максимума влагосодержания на расстоянии x0 от источника применяются миниатюрные электроды гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков, располагаемых с обеих сторон линии импульсного увлажнения на прямых, параллельных линии импульсного увлажнения. ЭДС такого преобразователя определяется энергией связи влаги с материалом, контактирующим с поверхностями его электродов. Так как распространение влаги при организации данного способа осуществляется симметрично относительно линии импульсного воздействия, а линии размещения каждого из электродов находятся на одинаковом заданном расстоянии от нее, то влагосодержание на каждой линии расположения электродов будет одинаковым и зависящем только от расстояния хо до линии импульсного увлажнения материала. Только в этом случае наблюдается однозначная связь ЭДС гальванического преобразователя с влагосодержанием материала на линии, отстоящей от линейного источника на расстоянии x0.

Так как статическая характеристика гальванического преобразователя монотонна и не зависит от направления распространения влаги в исследуемом ортотропном материале, то в момент достижения влагосодержанием U(r0, τ) своего максимального значения ЭДС гальванического преобразователя также достигает своего максимума. Это позволяет не проводить градуировку гальванических преобразователей по каждому исследуемому материалу, а определять время достижения максимума на кривой изменения влагосодержания по времени достижения максимума ЭДС гальванического преобразователя.

Таблица 2
Результаты экспериментальных исследований коэффициента влагопроводности бумаги в поперечном направлении (r0=3,0·10-3, м)
№ опыта Время достижения максимума кривой Е(r, τ), с Коэффициент диффузии Di·109, м2 Математическое ожидание D ¯ 10 9 , м 2 / с Абсолютная погрешность измерения Δ D = ( D i D ¯ ) 10 9 , м 2 / с Δ D i 2 10 18 , м 4 / с 2 Относительная погрешность измерения, %
1 705,3 6,38 +0,96 0,9216
2 969,8 4,64 -0,78 0,6084
3 698,8 6,44 +1,02 1,0404
4 681,8 6,60 +1,18 1,3924
5 1015,8 4,43 -0,99 0,9801
6 894,6 5,03 -0,39 0,1521
7 949,4 4,74 -0,68 0,4624
8 1039,3 4,33 -1,09 1,1881
9 901,8 4,99 -0,43 0,1849
10 717,7 6,27 5,42 +0,85 0,7225 7,4%
11 727,0 6,19 +0,77 0,5929
12 687,0 6,55 +1,13 1,2769
13 1020,4 4,41 -1,01 1,0201
14 927,8 4,85 -0,57 0,3249
15 889,3 5,06 -0,36 0,1296
16 725,8 6,20 +0,78 0,6084
17 991,2 4,54 -0,88 0,7744
18 858,8 5,24 -0,18 0,0324
19 909,1 4,95 -0,47 0,2209
20 686,0 6,56 +1,14 1,2996

Это позволяет существенно повысить оперативность измерения коэффициента влагопроводности в изделиях из листовых ортотропных капиллярно-пористых материалов, причем при условии обеспечения неразрушающего контроля.

В таблицах 1 и 2 представлены результаты 20 - кратных измерений коэффициента влагопроводности в машинном и поперечном направлениях туалетной бумаги толщиной 0,096 мм, плотностью в сухом состоянии 190 кг/м. куб. Величина импульса влаги составляла 8 микролитров, длина линии импульсного воздействия 80 мм. Расстояние от линейного источника влаги до линий расположения электродов гальванического преобразователя - 3 мм.

Погрешность результата измерения равна половине доверительного интервала и определяется следующим образом:

δ ¯ = t α , n S n X ¯ n ,

где X ¯ - математическое ожидание случайной величины;

S n = i = 1 n ( X i X ¯ ) 2 / ( n 1 ) - среднеквадратическая погрешность отдельного измерения;

tα,n - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности α и количестве измерений n.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что случайная погрешность результата определения коэффициента влагопроводности в туалетной бумаге при двадцатикратных испытаниях (tα,n=2,1 при α=0,95) составляет 8,5% и 7,4% при влагопереносе соответственно в машинном и поперечном направлениях. Длительность эксперимента не превышает 18 минут.

Способ определения коэффициента влагопроводности листовых ортотропных капиллярно-пористых материалов, заключающийся в создании в исследуемом образце равномерного начального влагосодержания, импульсном соприкосновении исследуемого образца с источником влаги, измерении изменения во времени сигнала гальванического преобразователя, определении времени достижения максимума на кривой изменения ЭДС гальванического преобразователя и расчете коэффициента влагопроводности, отличающийся тем, что импульсное увлажнение исследуемого изделия осуществляют по прямой линии движущимся источником влаги постоянной производительности в заданном направлении ортотропного материала, выполняют электроды гальванического преобразователя в виде прямолинейных отрезков и располагают их с обеих сторон линии импульсного увлажнения на прямых, параллельных линии импульсного увлажнения, расположенных на одинаковом заданном расстоянии от нее, и рассчитывают искомый коэффициент по формуле:
D = x 0 2 / ( 2 τ max ) ,
где τmax - время достижения максимума на кривой изменения ЭДС гальванического преобразователя;
x0 - расстояние между линией импульсного увлажнения и расстоянием до линий расположения электродов гальванического преобразователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при разработке месторождений углеводородов. Устройство для оценки динамики процесса прямоточной капиллярной пропитки образцов пород относится к области петрофизических исследований.

Изобретение относится к области исследования структуры порового пространства горных пород и предназначено для определения латеральной анизотропии фильтрационных свойств терригенного коллектора по результатам исследования его керна.

Изобретение относится к петрофизическим методам определения свойств пород и может быть использовано в нефтяной геологии для определения смачиваемости пород-коллекторов нефти и газа.

Изобретение относится к контролю качества бетонов, растворов и цементного камня. .

Изобретение относится к области исследования образцов неконсолидированных пористых сред и может быть использовано для изучения открытой или закрытой пористости, распределения пор по размерам, удельной поверхности, пространственного распределения и концентрации ледяных и/или газогидратных включений в поровом пространстве образцов, определения размера включений и т.д.

Изобретение относится к области исследования строительных материалов и контрольно-измерительной технике, и может быть использовано для определения пористости керамических и силикатных материалов.

Изобретение относится к области исследования образцов мерзлых пород и может быть использовано для изучения пространственного распределения и концентрации ледяных и/или газогидратных включений в поровом пространстве образцов, определения размера включений, открытой или закрытой пористости и т.п.

Изобретение относится к технологиям нефтедобычи, а именно к способам гидродинамического моделирования залежей и проектирования на их основе разработки месторождений.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации.

Изобретение относится к области нефтяной геологии и является петрофизической основой объемного моделирования нефтенасыщенности, подсчета балансовых и извлекаемых запасов залежи дифференцированно, с учетом предельно нефтенасыщенной и переходной зон, для прогнозирования результатов опробования и анализа разработки.
Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства и предназначено для определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения подзолистых почв. Через образец грунта пропускают поток воды. На поверхности образца грунта размещают грузик. Фиксируют начало погружения грузика. Измеряют параметры образца и потока воды. Рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. Фиксируют величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации на 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор фульвокислоты, восстанавливая величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Использование заявленного способа расширяет функциональные возможности определения коэффициента фильтрации грунта, позволяет быстро и точно определить коэффициент фильтрации грунта, подверженного воздействию фульвокислоты, в зоне распространения подзолистых почв. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области технологического контроля пористости хлебобулочных изделий в процессе их производства и может быть использовано при отработке оптимального режима технологии получения заданной пористости в цеховых лабораторных условиях. В способе измерения пористости хлебобулочного изделия и устройства для его осуществления, включающем выемку пористого куска мякиша, при выемке пористый кусок мякиша представляет собой всю плоскость разреза хлебобулочного изделия. Когерентное излучение от источника поступает в коллиматор, на выходе которого формируется пучок параллельных световых лучей. Далее световой пучок освещает поверхность пористого куска мякиша хлебобулочного изделия, находящегося в рабочей зоне, образуя некоторый угол «θ» с нормалью к поверхности. Отраженные от пористой поверхности рассеянные световые лучи собирают и строят изображение структуры пористого куска мякиша в плоскости наблюдения, где и измеряют размеры пор куска мякиша хлебобулочного изделия, при этом пористость определяют по формуле: I ¨ = S ¯ I ¨ S I ˙ ⋅ 100 , где S ¯ I ¨ - суммарная усредненная площадь пор куска мякиша; S I ˙ - площадь пористого куска мякиша. Причем рабочей зоне устанавливают всю поверхность разреза хлебобулочного изделия.Технический результат - повышение точности измерения за счет количественного измерения пористости хлебобулочного изделия. 2 н.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля горных пород, а именно к способам установления детальной характеристики структуры трещинно-порового пространства кристаллических пород, определения скрытых неоднородностей, флюидопроницаемости. Способ определения неоднородностей упругих и фильтрационных свойств горных пород заключается в том, что выбуренные из горного массива цилиндрические образцы керна различной длины просвечивают ультразвуковыми продольными P-волнами по регулярной сетке во множестве направлений как угловых, так и вдоль оси образца керна. Затем определяют скорости упругих продольных волн в высушенных образцах и в насыщенных жидкостью. Получают массив данных скоростей упругих продольных волн для обоих состояний, который обрабатывают для получения данных о двумерном распределении скоростей и их отклонений от среднего значения для высушенных образцов и насыщенных жидкостью, представляемом в виде цветной или монохромной топографической карты с изолиниями с заполнением между ними или без него с координатами двугранный угол наблюдения - высота наблюдения датчика. Далее сравнивают полученные результаты измерений скоростей в высушенных образцах и в насыщенных жидкостью. Затем сравнивают результаты измерения скоростей упругих волн для образцов, насыщенных жидкостью, и для образцов в обоих состояниях, далее делают вывод о неоднородностях упругих и фильтрационных свойств горных пород, о степени насыщенности жидкостью горной породы и судят о том, какие нарушения имеются в естественном залегании массива пород. Техническим результатом является повышение эффективности и упрощение прогноза неоднородностей массива горных пород, невидимых трещин, внутренних контактов пород. 3 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области тестирования на герметичность и может быть использовано для тестирования на герметичность фильтрованного устройства (2) для сепарации аэрозолей и пылей из объемного потока газа. Сущность: посредством загрузочного устройства (16) тестовый аэрозоль подают, если смотреть в направлении потока, до фильтрующего элемента (9) в поток неочищенного газа. Осуществляют замер числа частиц и/или определяют концентрацию частиц, если смотреть в направлении потока, в очищенном потоке газа после фильтрующего элемента (9). При этом в загрузочное устройство (16) подают первый смешанный объемный поток из тестового аэрозоля и сжатого воздуха, который формирует аэрозольный генератор (37). Произведенный при помощи аэрозольного генератора (37) первый смешанный объемный поток смешивают с объемным потоком воздуха для получения второго, более разреженного смешанного объемного потока. Подают второй, более разреженный смешанный объемный поток на загрузочное устройство (16). Технический результат: минимизация расхода сжатого воздуха. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу испытания бумажных фильтрующих элементов для очистки жидкостей, нефтепродуктов. Способ контроля ресурса фильтроэлемента включает прокачку жидкости, смешанной с искусственным загрязнителем, и фиксацию перепада давления на фильтроэлементе через равные величины его прироста. Определяют исходную величину поверхностного натяжения и плотность используемой жидкости с учетом фактической температуры, задают величину поверхностного натяжения изопропанола, вертикально закрепляют полностью погруженный в жидкость фильтроэлемент, осуществляют прокачку загрязненной жидкости снаружи-внутрь фильтроэлемента, замеряя текущее значение перепада давления на фильтроэлементе. После каждого прироста перепада давления на величину, равную 10% предельно допустимого значения, прокачку прекращают и подают под давлением воздух изнутри-наружу фильтроэлемента до момента появления первого пузырька воздуха на его поверхности, фиксируют величину давления воздуха в этот момент и замеряют расстояние от точки появления первого пузырька до уровня жидкости над фильтроэлементом, после чего рассчитывают показатель герметичности фильтроэлемента. При значении показателя герметичности не менее заданной величины продолжают прокачку жидкости и при увеличении перепада давления на фильтроэлементе еще на 10% прокачку прекращают и подают под давлением воздух изнутри-наружу фильтроэлемента до момента появления первого пузырька воздуха на его поверхности, фиксируют величину давления воздуха в этот момент и замеряют расстояние от точки появления первого пузырька до уровня жидкости над фильтроэлементом, после чего рассчитывают показатель герметичности. При значении показателя герметичности менее заданной величины судят о выработке ресурса фильтроэлемента, а величину перепада давления на фильтроэлементе, зафиксированную на предыдущем приросте давления на 10%, принимают за критическое значение. Технический результат: повышение точности определения ресурса фильтроэлемента. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при измерении проницаемости пористых пластически деформируемых материалов для жидкости. Способ заключается в том, что образец помещают в замкнутую цилиндрическую полость между поршнем, создающим давление, и проницаемым для жидкости дном. Задают исследуемые уровни давления, для каждого из которых создают циклическое силовое нагружение образца давлением. Используя выбранное давление для выключения нагружения и давление, равное 0,85-0,95 выбранного давления, для включения нагружения, регистрируют во времени изменение длины образца и временной промежуток снижения давления на цикле разгрузки, а также объем отжатой жидкости. Затем вычисляют коэффициент проницаемости на цикле по формуле K ф i = B i ⋅ m о б i ⋅ ( l i − l i − 1 ) ρ ж ⋅ S n ⋅ ( P − P 1 ) , на каждом цикле определяют остаточное массовое содержание жидкости в образце по формуле C i = C 0 m о б 0 − m i m о б 0 − m i ; где B i = 1 t k i − t 0 i ⋅ ln ( P P 1 ) , mобi=mоб0-mi, uжi=Sn·(li-l1), mi=ρж·uжi Р - исследуемый уровень давления, P1=0,85Р÷0,95Р - минимальное давление, Sn - площадь поршня, l1 - длина образца в начале 1-го цикла, li-1 - длина образца в начале i-го цикла, li - длина образца в конце i-го цикла, t0i - время начала снижения давления на i-ом цикле, tki - время конца i-го цикла, mоб0 - начальная масса образца, mобi - масса образца на i-ом цикле, ρж - плотность отфильтрованной жидкости, uжi - суммарный объем отфильтрованной жидкости до i-го цикла, mi - масса отжатой жидкости до i-го цикла, С0 - исходное массовое содержание жидкости, Сi - текущее массовое содержание жидкости на i-ом цикле, i - изменяется от 1 до k, k - номер цикла, на котором выполняется условие (Kф(k-1)-Kфk)/Kфk≤0,01. Затем по полученным значениям коэффициента проницаемости и массового содержания жидкости на всех выбранных уровнях давления определяют зависимость коэффициента проницаемости как функцию от массового содержания жидкости и уровня давления. Техническим результатом является возможность получения характеристик для пластически деформируемого пористого материала в широком диапазоне давлений при изменении массового содержания жидкости, в частности в процессе отжима жидкости из материала, повышение точности измерения. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для прогнозирования изменения характеристик призабойной зоны нефтегазосодержащих пластов. Техническим результатом является повышение точности и снижение трудоемкости прогнозирования изменения характеристик призабойной зоны пластов за счет комбинирования математического моделирования и лабораторных экспериментов. Сущность способа основывается на определении реологических свойств бурового раствора, фильтрата бурового раствора и пластового флюида, измерении свойств внешней фильтрационной корки, а также пористости и проницаемости образца керна. При этом создают математическую модель внешней фильтрационной корки. Прокачивают буровой раствор через образец керна и регистрируют динамику перепада давления на образце и расхода истекающей из образца жидкости. С помощью микротомографии определяют профиль концентрации проникших в образец твердых частиц бурового раствора. Создают математическую модель внутренней фильтрационной корки для описания динамики изменения концентрации частиц бурового раствора в поровом пространстве образца керна и сопутствующего изменения проницаемости образца керна. Создают сцепленную математическую модель внешней и внутренней фильтрационных корок, на основе которой с учетом свойств внешней фильтрационной корки определяют параметры математической модели внутренней фильтрационной корки, при которых одновременно воспроизводятся данные эксперимента по прокачке бурового раствора через образец керна и профиль концентрации проникших частиц бурового раствора. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области испытания и определения свойств материалов. Способ измерения пористости частиц сыпучих материалов целесообразно применять при производстве гранулированных катализаторов, сорбентов, а также для определения свойств пористых материалов различного назначения. Способ измерения пористости частиц сыпучих материалов включает измерение истинной плотности частиц сыпучего материала и перепада давления на слое материала в режимах фильтрации газа и псевдоожижения, формируемых путем изменения расхода газа, по которым судят о пористости его частиц. Техническим результатом является простота реализации, отсутствие использования токсичных веществ, дефицитных материалов, а также обеспечение возможности экспресс-измерений свойств гидрофобных сыпучих материалов с ярко выраженными сорбционными свойствами и развитой поверхностью.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам и орудиям для обработки почвы и может найти применение научно-исследовательскими и производственными организациями при проектировании, исследованиях и эксплуатации рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий. Сущность: определяют потенциал деформируемости почв, представляющий собой отношение энергии, затраченной на деформацию и массообменные процессы к единице массы почвы в конкретных условиях ее залегания, по формуле ϕ = − ( E 1 m n 3 − A 1 m n 1 ) + ( E 2 m n 4 − A 2 m n 2 ) ,                               ( 1 ) где А1, А2 - механическая работа, затраченная соответственно на деформацию почвы при тестировании твердомером до и после ее обработки, Дж; mn1, mn2 - соответственно масса деформированной почвы при тестировании твердомером до и после ее обработки, кг; E1, Е2 - свободная энергия Гиббса, характеризующая состояние влаги в почве и тем самым определяющая энергию связей между подвижными почвенными частицами в образце почвы до и после воздействия на нее рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, Дж; mn3, mn4 - соответственно масса почвы в образце, взятом на тестируемом участке до и после механической обработки, кг. В указанной формуле противоположные знаки слагаемых E1 и А1, а также Е2 и А2 показывают, что энергия связей между подвижными почвенными частицами в образце почвы после воздействия на нее рабочих органов возрастает, а работа, затрачиваемая на механическую деформацию почвы, уменьшается. Измерение входящих в формулу физических величин, таких как усилие на участке прямой пропорциональности диаграммы P=f(h), глубина погружения цилиндрического наконечника твердомера производят твердомером на тестируемом участке до и после механического воздействия на почву рабочих органов. Измерения физических величин, таких как плотность твердой фазы почвы, пористость, удельная свободная, поверхностная энергия на границе раздела вода-воздух, объемная удельная поверхность твердой фазы почвы, объемная влажность и объемная масса почвы производят на одних и тех же образцах почвы ненарушенного сложения, отобранных на тестируемом участке соответственно до и после механической обработки в тех же точках, участок тестировался твердомером. Техническим результатом является повышение точности энергетической оценки механического воздействия обрабатывающих почву рабочих органов машин и орудий. 1 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано для определения наличия трещин на поверхности образцов стального проката с полимерным покрытием, преимущественно при испытании полимерного покрытия на прочность при изгибе по ГОСТ Р 52146-2003. В способе определения сплошности полимерного покрытия, включающем контакт исследуемого образца с электропроводной жидкостью и измерение электрического тока, согласно изобретению ток образуется не от внешнего источника питания, а в результате появления на дефектных участках покрытия активного электрода - металлической полосы. Кроме того, в качестве электропроводной жидкости может применяться соляной раствор. Для реализации данного способа используют устройство для определения сплошности полимерного покрытия, включающее рабочий элемент с электропроводной жидкостью и прибор контроля тока, отличающееся тем, что рабочий элемент выполнен в виде электролитической ячейки, изготовленной из диэлектрического материала, в нижней части которой располагается электрод, выполненный из материала, не пассивирующегося в применяемой электропроводной жидкости, а верхняя часть которой имеет контактный элемент, выполненный из пластичного коррозионно-стойкого материала, при этом электролитическая ячейка снабжена системой ее заполнения и поддержания уровня выпуклого мениска в контактном элементе и контактирует с электропроводным элементом. Кроме того, электропроводный элемент может быть выполнен в форме металлического стакана, электрод - из графита, а контактный элемент - из резины. Техническим результатом является создание способа и устройства, которые обеспечивают точность, объективность, простоту и оперативность определения сплошности полимерного покрытия. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх