Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий



Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий
Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий

 


Владельцы патента RU 2528551:

Алексеев Виктор Васильевич (RU)
Петров Александр Алексеевич (RU)
Максимов Владимир Иванович (RU)

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 сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам и орудиям для обработки почвы.

Известен способ энергетической оценки рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий по исходным данным измерения твердости почв, например, твердомерами Ревякина [1], осуществляемый до и после механического воздействия на почву рабочих органов.

Однако данный способ характеризуется неточностью вследствие воздействия определения твердости по диаграмме P=f(h) по его среднему значению на заданной глубине hc обработки (фиг.1). Это вызвано тем, что вторая фаза (участок АВ) характеризуется нелинейной зависимостью P=f(h) - формированием впереди основания цилиндрического наконечника твердомера конусообразного нароста из «сильно» уплотненной почвы (уплотненное ядро), а третья фаза (участок ВС) отличается тем, что сформировавшееся под цилиндрическим наконечником твердомера уплотненное ядро воздействует на нижние слои почвы, вызывая ее деформацию без существенного увеличения сопротивления Р. Кроме того, этим способом не учитываются массообменные процессы, происходящие в почве при механическом воздействии на нее, т.е. изменение взаимодействия системы «почвенные частицы - почвенный воздух - почвенная влага».

Известен способ оценки механического воздействия обрабатывающих почву рабочих органов машин и орудий по измерениям энергетического состояния почвенной влаги до и после механического воздействия на нее [2], основанный на определении таких основных гидрофизических характеристик почвы [3] как удельная поверхность твердой фазы, удельная поверхность конденсированной фазы, коэффициент влагопроводности, потенциал влаги пористых материалов.

Однако, известный способ характеризуется тем, что отражает относительное изменение энергии, происходящей в почве в результате механического воздействия, т.е. учитывает относительное влияние массообменных процессов в почве до и после механического воздействия на ее. Причем работа, расходуемая на деформацию и перемещение массы обрабатываемой почвы (разрушение, переориентация почвенных комков и т.д.) не учитывается. Кроме того, поскольку измерение основных гидрофизических характеристик осуществляется на образце почвы, взятом в механически обрабатываемом слое, то на границе раздела атмосфера - почва изменение энергии равно нулю, а в самом слое почвы имеет вполне конкретное значение. Отсюда следует, что изменение энергии при механическом воздействии будет в среднем два раза меньше, чем предложено в известном способе [2].

Цель изобретения - повышение точности энергетической оценки механического воздействия обрабатывающих почву рабочих органов машин и орудий.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе энергетической оценки механического воздействия обрабатывающих почву рабочих органов машин и орудий, включающем измерение твердости почвы, определение удельной поверхности твердой фазы, удельной поверхности конденсированной фазы, коэффициента влагопроводности, пористости и потенциала влаги для пористых материалов до и после механического воздействия на почву рабочих органов, согласно изобретению определяют потенциал деформируемости почв, представляющий собой отношение энергии, затраченной на деформацию и массообменные процессы в единице массы почвы в конкретных условиях ее залегания. Потенциал деформируемости почв при механическом воздействии на нее рабочих органов рассчитывают по выражению

ϕ = ( E 1 m n 3 A 1 m n 1 ) + ( E 2 m n 4 A 2 m n 2 ) , ( 1 )

где A1, A2 - механическая энергия, 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 в тех же точках, где участок тестируется твердомером, кг.

В формуле (1) 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.

Первое слагаемое в выражении (1), представляющем собой механическую энергию, затраченную на деформацию единицы массы почвы при тестировании твердомером до ее механической обработки, определяют из соотношения

где Pa1 - усилие, определяемое на участке OA прямой пропорциональности диагаммы P=f(h) (см. фиг.1), Н;

ha1 - глубина погружения цилиндрического наконечника твердомера, соответствующая величине Pa1 и определяемая также по диаграмме P=f(h), м;

mn1v1·V1s(1-П1)V1 - масса почвы, деформированная цилиндрическим наконечником твердомера до ее механической обработки, кг;

ρv1s(1-П1) - объемная масса почвы (в естественных условиях величина переменная и зависящая от исходной влажности, набухания, усадки почвы и т.д.), выраженная через пористость П1 и плотность ρs твердой фазы почвы, кг/м3;

V1 - объем почвы, деформированной цилиндрическим наконечником твердомера на участке прямой пропорциональности диаграммы Р=f(h) и соответствующий значениям Pa1 и ha1, м3.

Плотность твердой фазы ρs представляет собой отношение массы твердой фазы к единице объема той же фазы почвы. Она зависит от состава твердой фазы, включающей в себя минеральную, органическую и органно-минеральную части, а также вторичные глинистые минералы, и остается инвариантной до, во время и после механического воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий. Поэтому при механическом воздействии на почву рабочих органов изменяется пористость П1 почвы и ее объемная масса ρv1.

В основу способа определения пористости П1 почвы положено изотермическое расширение воздуха, содержащегося в порах в вакуум в образцах почвы ненарушенного сложения, взятых на тестируемом участке до ее механической обработки. Пористость П1 почвы до ее механической обработки определяют по выражению

П 1 = V c o c 2 [ ( P 2 P ' ' ) 1 / γ ( P 2 P ' ) 1 / γ ] + V в о д ы 1 V о б 1 , ( 3 )

где Vcoc2 - объем герметического сосуда без образца почвы, м3;

P2 - разрежение воздуха в герметическом сосуде без образца почвы, создаваемое вакуумным насосом, Па;

Р′′ - давление в системе (герметический сосуд с образцом почвы - герметический сосуд без образца почвы) после соединении сосудов при помощи соединительных шлангов и краны между собой, Па;

Р′ - давление в системе (герметический сосуд с непористым материалом - герметический сосуд без образца почвы) после соединении сосудов при помощи тех же соединительных шлангов и краны между собой (тем самым определяется паразитный объем, включающий в себя объем соединительных шлангов и внутренний объем вакуумметра, Па;

γ - коэффициент Пуассона для воздуха, равный 1,4;

Vводы1 - объем влаги, содержащейся в почве (определяется методом сушки образца почвы), м3;

Vоб1 - объем образца почвы ненарушенного сложения, помещаемого в герметический сосуд, м3.

Объемную массу ρv1 почвы определяют по выражению

ρ V 1 = m n 3 V о б 1 , ( 4 )

где mn3 - масса образца почвы ненарушенного сложения, взятого на тестируемом участке до механической обработки, и определяемая путем взвешивания на весах, кг.

Затем по известным значениям pvl и П1 определяют плотность ps твердой фазы почвы

ρ s = ρ V 1 1 П 1 . ( 5 )

Следует отметить, что зона распространения деформаций вглубь почвы при воздействии на нее цилиндрическим наконечником твердомера ограничена плоскостью, образующей с поверхностью почвы угол 60° (так называемый способ 60°, см. например Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин и орудий М.: Машиностроение, 1977, с.43). Поэтому объем V1 почвы, деформированной цилиндрическим наконечником твердомеpa на участке прямой пропорциональности диаграммы P=f(h) (см. фиг.1), определяется по выражению

где d1 - диаметр цилиндрического наконечника твердомера, м;

ha1 - глубина погружения цилиндрического наконечника твердомера, определяемая по экспериментальной диаграмме Р=f(h) на тестируемом участке, м.

Подставив полученные из эксперимента значения Ра1, hal, ρs, П1 и V1 в выражение (2), определяют механическую энергию, затраченную на деформацию единицы массы почвы при тестировании твердомером до ее механической обработки. Примеры реализации способа определения φ1 приведены в табл.1.

Второе слагаемое в выражении (1), представляющее собой энергию, затрачиваемую на массообменные процессы в единице массы почвы в образце до воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, определяют из соотношения

где E 1 ' - удельная энергия, затрачиваемая на массообменные процессы в образце почвы до механического воздействия на нее рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, определяемая по формуле В.В.Сироткина и В.М.Сироткина [2,3], Дж/м3;

E 1 ' ' - удельная энергия, затрачиваемая на массообменные процессы на границе раздела атмосфера-почва; с точностью для практических расчетов можно принять, что E 1 ' ' 0 ; если образцы почвы на тестируемом участке отбираются на разных глубинах, например при ярусной обработке, то величина E 1 ' ' имеет вполне конкретное значение и отличается от нуля;

σlg1 - удельная свободная поверхностная энергия на границе раздела вода - воздух, Дж/м2;

Ωo1 - объемная удельная поверхность твердой фазы почвы, м2/м;

W1 - объемная влажность почвы, в долях;

П1 - пористость почвы, в долях;

mn3 - масса почвы в образце, взятом на тестируемом участке до механической обработки, кг;

Vоб1 _ объем образца почвы ненарушенного сложения до ее механической обработки, м3;

ρv1 - объемная масса почвы до ее механической обработки, кг/м3.

Экспериментальное определение величин σlg1, Ωo1, W1, П1 и ρV1, входящих в соотношение (7), осуществляется на образце почвы ненарушенного сложения до ее механической обработки по методике, изложенной в [2, 3].

Подставив полученные из эксперимента значения σlg1, Ωo1, W1, П1, ρV1 в выражение (7), определяют энергию, затрачиваемую на массообменные процессы в единице массы почвы в образце до воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий. Примеры реализации способа определения φ2 приведены в табл.2.

Третье слагаемое в выражении (1), представляющее собой механическую энергию, затраченную на деформацию единицы массы почвы при тестировании твердомером после ее механической обработки, определяют из соотношения

где Ра2 - усилие, определяемое на участке OA прямой пропорциональности диаграммы P=f(h) (см. фиг.1), полученной при тестировании твердомером после механической обработки почвы, Н;

ha2 - глубина погружения цилиндрического наконечника твердомера, соответствующая величине Ра2 и определяемая также по диаграмме P=f(h), м;

mn2v2·V2s(1-П2)V2 - масса почвы, деформированная цилиндрическим наконечником твердомера после ее механической обработки, кг;

ρv2s(1-П2) - объемная масса почвы, выраженная через пористость П2 и плотность ps твердой фазы почвы, кг/м3;

V2 - объем почвы, деформированная цилиндрическим наконечником твердомера на участке прямой пропорциональности диаграммы P=f(h) и соответствующая значениям Рa2 и ha2, м3.

Пористость П2 почвы после ее механической обработки определяют по выражению, аналогичному формуле (3)

П 2 = V c o c 2 [ ( P 2 P ' ' ) 1 / γ ( P 2 P ' ) 1 / γ ] + V в о д ы 2 V о б 2 , ( 9 )

где Vcoc2 - объем герметического сосуда без образца почвы, м3;

Р2 - разрежение воздуха в герметическом сосуде без образца почвы, создаваемое вакуумным насосом, Па;

Р′′ - давление в системе (герметический сосуд с образцом почвы после ее механической обработки - герметический сосуд без образца почвы) после соединении сосудов при помощи тех же соединительных шлангов и крана между собой (примененных при исследовании почвенного образца до ее механической обработки), Па;

Р′ - давление в системе (герметический сосуд с непористым материалом - герметический сосуд без образца почвы) после соединении сосудов при помощи тех же соединительных шлангов и крана между собой, Па;

γ - коэффициент Пуассона для воздуха, равный 1,4;

Vводы2 - объем влаги, содержащейся в почве после ее механической обработки (определяется методом сушки образца почвы), м3;

Vоб2 - объем образца почвы (после ее механической обработки), помещаемого в герметический сосуд, м3.

Объемную массу ρv2 почвы после ее механической обработки определяют по выражению

ρ V 2 = m n 4 V о б 2 , ( 10 )

где mn4 - масса образца почвы ненарушенного сложения, взятого на тестируемом участке после ее механической обработки и определяемая взвешиванием на весах, кг.

Далее по известным значениям ρv2 и П2 определяют плотность ρs твердой фазы почвы

ρ s = ρ V 2 1 П 2 . ( 11 )

Объем V2 почвы, деформированной цилиндрическим наконечником твердомера на участке прямой пропорциональности диаграммы З=f(h) (см. фиг.1), полученной при тестировании твердомером после механической обработки почвы, определяется по выражению

где d2 - диаметр цилиндрического наконечника твердомера, м;

ha2 - глубина погружения цилиндрического наконечника твердомера, определяемая по экспериментальной диаграмме P=f(h), полученной на тестируемом участке после его механической обработки, м.

Подставив полученные из эксперимента значения Pa2, ha2, ρs, П2 и V2 в выражение (8), определяют механическую энергию, затраченную на деформацию единицы массы почвы при тестировании твердомером после ее механической обработки. Примеры реализации способа определения φ3 приведены в табл.3.

Четвертое слагаемое в выражении (1), представляющее собой энергию, затрачиваемую на массообменные процессы в единице массы почвы в образце после механического воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, определяют из соотношения

где E 2 ' - удельная энергия, затрачиваемая на массообменные процессы в образце почвы после механического воздействия на нее рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, Дж/м,

E 2 ' ' - удельная энергия, затрачиваемая на массообменные процессы на границе раздела атмосфера-почва, принимаемая E 2 ' ' 0 ;

σlg2 - удельная свободная поверхностная энергия на границе раздела вода - воздух, Дж/м2;

Ωo2 - объемная удельная поверхность твердой фазы почвы, м23;

W2 - объемная влажность почвы, в долях;

П2 - пористость почвы, в долях;

mn4 - масса почвы в образце, взятом на тестируемом участке после механической обработки, кг;

Vоб2 - объем образца почвы «ненарушенного сложения» после ее механической обработки, м3;

ρV2 - объемная масса почвы после ее механической обработки, кг/м3.

Экспериментальное определение величин alg2, Ω02, W2, П2 и ρV2, входящих в соотношение (13), осуществляется на образце почвы «ненарушенного сложения» после ее механической обработки.

Подставив полученные из эксперимента значения alg2, Ω02, W2, П2, ρV2, в выражение (13), определяют энергию, затрачиваемую на массообменные процессы в единице массы почвы в образце после механического воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий. Примеры реализации способа определения φ4 приведены в табл.4.

Технико-экономическое преимущество предложенного способа заключается в повышении точности энергетической оценки механического воздействия обрабатывающих почву рабочих органов, позволяющее оценить энергоемкость механической обработки почвы по значениям (φ21) и эффективность применения тех или иных рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий как при их рекогносцировочных испытаниях, так при эксплуатации в производственных условиях по значениям

φ=-(φ21)+(φ43).

Способ может быть использован научно-исследовательскими и производственными организациями при проектировании, исследовании и эксплуатации рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий.

Примеры реализации способа приведены в сводной табл.5.

Источники, принятые во внимание в заявке

1. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: Колос, 1994, С.13-17.

2. Сироткин В.В., Сироткин В.М. Прикладная гидрофизика почв. - Чебоксары, 2001, 252 с.

3. Патент РФ №2230308, G01N 15/08 Аэродинамический способ определения удельной поверхности твердой фазы, удельной поверхности конденсированной фазы, коэффициента влагопроводности, потенциала влаги для однородных пористых материалов и устройство для его реализации. В.В.Сироткин, В.М.Сироткин Опубл. 10.06.2004, Бюл. №16.

Способ энергетической оценки воздействия на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, включающий измерения твердости почв, определение удельной поверхности твердой фазы, удельной поверхности конденсированной фазы, коэффициента влагопроводности, пористости и потенциала влаги до и после механического воздействия на почву рабочих органов, отличающийся тем, что определяют потенциал деформируемости почв, представляющий собой отношение энергии, затраченной на деформацию и массообменные процессы в 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 ) ,
,
,
,
,
А1, А2 - механическая энергия, 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, 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 в тех же точках, где участок тестируется твердомером, кг;
Рa1, Pа2 - соответственно усилия, определяемые на участке OA прямой пропорциональности диаграммы P=f(h) при тестировании участка твердомером до и после механической обработки, Н;
ha1, hа2 - соответственно глубины погружения цилиндрических наконечников твердомера, соответствующая величине Pa1 и Рa2, и определяемая также по диаграмме Р=f(h), м;
ρs - плотность твердой фазы почвы, кг/м3;
П1, П2 - соответственно пористость почвы на тестируемом участке до и после механической обработки, в долях;
V1, V2 - соответственно объемы почвы, деформированные цилиндрическими наконечниками твердомера на участке OA прямой пропорциональности диаграммы Р=f(h) и соответствующие значениям Ра1, Ра2, ha1, ha2, м3;
σlg1, σlg2 - соответственно удельные свободные поверхностные энергии на границе раздела вода - воздух в образцах почвы, взятых на тестируемом участке до и после механической обработки, Дж/м2;
Ω01, Ωо2 - соответственно удельные поверхности твердой фазы почвы, определенные на тестируемом участке до и после механической обработки, м23;
W1, W2 - соответственно объемные влажности почвы на тестируемом участке до и после механической обработки, в долях;
ρV1, ρV2 _ соответственно объемные массы почвы на тестируемом участке до и после ее механической обработки, кг/м3;
E 1 ' - удельная энергия, затрачиваемая на массообменные процессы в образце почвы до механического воздействия на нее рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, Дж/м3;
E 1 ' ' - удельная энергия, затрачиваемая на массообменные процессы на границе раздела атмосфера-почва;
V о б 1 _ объем образца почвы ненарушенного сложения до ее механической обработки, м3.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для прогнозирования изменения характеристик призабойной зоны нефтегазосодержащих пластов.

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.

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.

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.

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.

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.
Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства и предназначено для определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения подзолистых почв.

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.

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 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.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в почвоведении, мелиорации, гидрологии, грунтоведении, строительном деле и других областях науки и производства, связанных с исследованием свойств пористых материалов. Способ заключается в том, что измерение производится по принципу просачивания воздуха через пористый материал с известной пористостью и влажностью. Образец известной длины и объема помещают в устройство, обеспечивающее измерение разности давлений на его входе и выходе и объема воздуха, протекшего через образец в стационарном режиме при давлении, близком к атмосферному. На основе измеренных пористости, влажности, разности давлений между торцами образца и времени протекания через него измеренного объема воздуха рассчитывают удельную поверхность конденсированной фазы, удельную поверхность твердой фазы и потенциал влаги однородных пористых материалов по формулам. При этом измерение входящих в формулу физических величин, таких как объем газа, протекающего через образец, время протекания газа, перепад давлений, производят на одних и тех же образцах пористых материалов. Техническим результатом является повышение точности определения удельной поверхности твердой фазы, удельной поверхности конденсированной фазы, потенциала влаги однородных пористых материалов. 1 ил., 4 табл.

Изобретение относится к способам описания характеристик двухмерных и трехмерных образцов для определения распределений размеров тела пор и каналов пор, а также кривых зависимости капиллярного давления в пористой среде. Входная информация включает петрографические изображения высокого разрешения и лабораторные измерения пористости. Выходная информация включает распределения размеров тела пор и каналов пор и моделирование кривых зависимости капиллярного давления как для тела пор, так и каналов пор. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения достоверности оценки запасов углеводородов и математического моделирования пластовых процессов в низкопроницаемых коллекторах нефти и газа. Техническим результатом является определение повышенных значения капиллярных давлений в низкопроницаемых образцах горных пород без явления разрыва жидких флюидов при вращении центрифуги. Способ включает вытеснение насыщающего образец породы флюида вытесняющим флюидом при вращении центрифуги. При этом перед вращением центрифуги в загерметизированном кернодержателе центрифуги повышают начальное давление путем закачки в него вытесняющего флюида до уровня, превышающего прогнозируемое максимальное значение капиллярного давления в образце породы. Также предложено устройство для реализации способа. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерению физических свойств, связанных с прохождением текучей фазы в пористом материале. Способ оценки физических параметров пористого материала, находящегося в потоке текучих сред, содержит этапы, на которых образец (2) материала помещают в герметичную камеру (1) таким образом, чтобы входная сторона (3) образца сообщалась с первым объемом (V0) и чтобы его выходная сторона (4) сообщалась со вторым объемом. В первом объеме осуществляют модуляцию давления и в течение времени измеряют изменения соответствующих давлений в первом объеме и во втором объеме. При помощи дифференциального уравнения, параметрами которого являются собственная проницаемость материала, его пористость и его коэффициент Клинкенберга, производят цифровой анализ изменений измеряемых давлений для оценки по меньшей мере собственной проницаемости и коэффициента Клинкенберга, а также предпочтительно его пористости в ходе одного эксперимента. Техническим результатом является повышение оценки проницаемости kI и коэффициента Клинкенберга b, а также возможность одновременно производить оценку пористости ϕ в ходе одного эксперимента. 12 з.п. ф-лы, 28 ил., 4 табл.
Изобретение относится к области исследований параметров грунтов. Представлен способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, по которому 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. Новым является то, что фиксируют величину концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 8% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор полиакриламида, восстанавливая величину концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Достигается расширение функциональных возможностей. 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к контрольно-измерительной и экспериментальной технике и может быть использовано для контроля качества фильтрующих материалов. Способ определения максимального размера пор мембраны включает установку мембраны в ячейку и заполнение ячейки жидкостью, создание условий для проникновения льда сквозь мембрану и расчет значения максимального размера пор мембраны. Способы измерения максимального размера сквозных каналов пористого материала и повышения надежности испытаний установкой мембраны делят ячейку на две полости. Заполняют ячейку с мембраной дегазированной дистиллированной водой и охлаждают ее до температуры ниже 0°C при атмосферном давлении. В одну из полостей ячейки вносят затравку льда и по истечении времени полного замерзания воды начинают понижать температуру ячейки до тех пор, когда начнется кристаллизация воды во второй полости ячейки. По температуре начала кристаллизации и зависимости понижения температуры фазового равновесия воды и льда от радиуса пор находят максимальный размер пор мембраны. Техническим результатом является разработка простого неразрушающего способа измерения максимального размера сквозных каналов пористого материала, повышение надежности испытаний и расширение области измеряемого диапазона сквозных каналов в область более мелких пор. 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для моделирования, проектирования подземных хранилищ газа (ПХГ) в водоносных структурах пласта коллектора и оценки активного объема ПХГ. Способ включает в себя отбор представительных образцов породы, имеющих типичные для подземного хранилища газа значения пористости и проницаемости, формирование имитатора породы пласта путем последовательного размещения представительных образцов породы в кернодержателе, подключение на вход имитатора породы пласта прецизионных насосов для закачки воды и газа, заполнение имитатора породы пласта водой и газом в объемах, соответствующих значениям начальной газо- и водонасыщенности подземного хранилища газа, определение открытого объема порового пространства имитатора породы пласта по объему закачанных в имитатор породы пласта воды и газа, установление пластовой температуры, создание в имитаторе породы пласта давления обжима и пластового давления, соответствующих значениям горного и пластового давлений подземного хранилища газа, и закрытие выхода имитатора породы пласта, последующую закачку газа на вход в имитатор породы пласта с помощью прецизионного насоса, достигая максимального для подземного хранилища газа значения пластового давления, имитацию отбора газа путем выпуска газа со входа имитатора породы пласта, достигая минимального для подземного хранилища газа значения пластового давления с регистрацией объема вышедшего газа и воды, определение активного газового объема имитатора породы пласта по разнице объемов газа и воды, вышедших из имитатора породы пласта, с последующим определением активного газового объема подземного хранилища газа, который определяют как произведение открытого объема порового пространства подземного хранилища газа на частное от деления активного газового объема имитатора породы пласта и открытого объема порового пространства имитатора породы пласта. Предложенное изобретение обеспечивает моделирование и оценку активного объема ПХГ в водоносных трещиновато-поровых структурах, адекватно отражающего поведение натурного пласта-коллектора проектируемого ПХГ. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при оценке качества пористых материалов, например керамики, металлокерамики. Задачей, решаемой изобретением, является повышение точности измерения. Устройство содержит измерительные камеры 1, насос 6, соединенный через клапаны 7, 9 с измерительной камерой 1, ЭВМ 12, соединенную с измерительными камерами 1 с одной стороны и насосом 6 с другой, рабочую камеру 2, соединенную с атмосферой, систему управления измерением 11, соединенную с насосом 6 с одной стороны и ЭВМ 12 с другой, датчики давления 10, установленные на измерительных камерах 1, и датчик температуры 13, установленный на рабочей камере 2. Датчик температуры 13 связан с ЭВМ 12. В измерительных камерах 1 выполнено несколько изолированных друг от друга полостей 3. В рабочей камере 2 выполнена одна полость 4. Датчик времени встроен в ЭВМ 12. Датчики давления 10 связаны с системой управления измерением 11, а их число соответствует числу полостей в камерах. Техническим результатом является повышение точности. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области техники производства сосудов с покрытием для хранения биологически активных соединений или крови. Способ инспектирования продукта процесса покрытия, где покрытие было нанесено на поверхность подожки с образованием поверхности с покрытием. Причем покрытие представляет собой PECVD-покрытие, выполненное в условиях вакуума. При этом способ включает следующие этапы: a) обеспечения продукта как объекта инспекции; (b) наполнения продукта с покрытием разновидностью летучего вещества после нанесения покрытия; (c) последующего выполнения измерения выделившихся газов посредством измерения высвобождения по меньшей мере одной разновидности летучего вещества из объекта инспекции в газовое пространство вблизи поверхности с покрытием; и (d) сравнения результата этапа (c) с результатом этапа (c) для по меньшей мере одного эталонного объекта, измеренного при таких же тестовых условиях. Техническим результатом является возможность определять присутствие или отсутствие покрытия, и/или физическое и/или химическое свойство покрытия. 3 н. 27 з.п. ф-лы, 19 ил.
Наверх