Способ определения проницаемостии фильтрационной потенциалопрово-дности пористых материалов

 

ОПИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i ii. 8 l 7544 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву № 623139 (22) Заявлено 15.05.79 (2l ) 2767337/18-25

{5 ) ) М. Кл.

Я 01 Я 15/08 с присоИдкн иием заявки М—

3Ьоудервтевнный комитет

СССР но делам изобретений к открытий (23) Приоритет l

{53) УЛК 539-217 .1 (088.8) Опубликовано 30.03.81- Бюллетень Ле 12 им. В. В. Куйбышева и Высшая инженерная пожарнотехническая школа MOLL СССР явители (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ HPOHHlLAENOCTH

И ФИЛЬТРАЦИОННОЙ ПОТЕНЦИАЛОПРОВОДН ОСТИ

ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к способам определения фильтрационных характеристик нсристых тел.

По основному авт. св. ¹ 623139 известен способ определения проницаемости и фильтрационной потенциал лроводности пористых материалов, основанный на из мерении перепада давления, создаваемого анализируемым образцом, имеющим внут-.. реннюю полость с помещенным в ней дат10 чиком давления, помещенным в герметичную-камеру, в которой повышают давление с постоянной скоростью, при этом непрерывно измеряют изменение давления и полости образца и по полученным данным -.ъ.. 1% определяют искомые характеристики (l);

Однако при испытаниях тонколистовых и хорошо проницаемых изделий измеряемый перепад давления, создаваемый анализируемым образцом, может оказаться нас олько мал, что погрешность его измерения может привести к недопустимой по-. грешности в значениях искомых характеристик. Известный способ не позволяет также определить значение обшей пористости образца — параметра,. необходимого для определения коэффициента проницаемости, Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей способа.

Поставленная цель достигается тем, что перед помещением образца в герметичную камеру к его внутренней полости присоединяют дополнительную емкость регулируемого объема, фиксируют, начальное значение величины объема дополнительной емкости, а после измерения изменения давления в полости образца сбрасывают давление в герметичной камере и полости образца до первоначального уровня, затем изменяют начальное значение объема. до: полнительной емкости, фиксируют новое значение величины этого объема, после чего вновь повышают давление в герметичной камере с той же скоростью, что и до изменения обьема дополнительной емкости, измеряют изменение давления в по817844 лости образца и по полученным данным определяют фильтрационные характеристики и общую пористосгь образца.

4 д Р— перепад давления, создаваемый анализируемым образцом, кгс/см, и который определяется по формуле

Способ осуществляется следующим образом, На наружной поверхности образца ис-. пытуемого материала в виде пластины, цилиндра, у которых боковые поверхности или торцовые стороны газоизолированы, i щ

I также шара, устанавливают датчик давле.ния. Такой, .:же датчик помещают во внугроннюю полость образца на известном расстоянии or наружной поверхности. Внутреннюю полость образца соединяют с до- и псанительиой емкостью регулируемого обье» г ма. Фиксируют начальное значение величи. ны обьема дополнительной емкости Ми

Затем образец с дополнительной емкостью помещают в герметичную камеру и вырав- 20 ниваюг давление по его сечению. После этого повышают давление в камере с пос,тоянной скоростью В и непрерывно измеряют разницу давлений а РФ на поверхности и внутри образца в местах установ- 25 ки датчиков. Сбрасывают давление в герметичной камере и полости образца до первоначального уровня. Изменяют начальное значение объема дополнительной емкости и фиксируют его новбе значение 30

"в 4 . Затем вновь повышают давление в герметичной камере с той же скоростью

В, что и до изменения объема дополнительной емкости, и вновь непрерывно измеряют разницу давлений АРФ на поверх- 35 ности и внутри образца. По полученным

1 данным определяют фильтрационные харак теристики и общую пористость материала образца иэ выражений, 40.45 где a> — коэффициент фильтрационной потенциалопроводности,м /ч;

Q. Р - размер образца or поверхности до оси симметрии (для пластины половина толщины . для цилиндра и шара радиус), м;

8 — расстояние оси симметрии образца до места заложения датчика давления внутри его, м;

à — коэффициент Формы образца (для 55 пластины Г-2; для цилиндра

Г=-4; для шара Г=6); — скорость изменения давления в герметичной камере, кгс/см /ч; рф ОР аР= Ем%о где дР— перепад давления, создаваемый анализируемым образцом вместе с дополнительной емкостью, кгс/см3, - обьем дополнительной емкос.ти, см; — объем пор образца, см, опре3 деляемый по формуле

"ЕМ Д Рфг. ЕМУ Д РЕМ

rjop 45 P

Ф1 ф2. (2) Общую пористость материала образца находят из выражения пор !

Iî5Ð

3 где Мп Р— объем образца, с>.

Коэффициент удельной газоемкости ма.териала образца Ср определяется из выражения П кг с «,—, „), <ъ> . УО КГ-— см где Кг — коэффициент изменения объемной массы фильтрующегося газа в зависимости or давления; для воздуха 1, 2 1 кг/м /

/кгс/см;

2..

p - объемная масса испытуемого материала, кг/см .

Коэффициент газопроницаемости материала Х р определяют из выражения кг

Г с (4)

СА>

Н р и м е р. Определяют фильтрационные характеристики и общую пористость асбестоцемента.

Определение характеристик материала производится на образце в виде пластины, вырезанной иэ плоского асбестоцементного листа, изготовленного круглосеточным способом без последующего прессования.

Толщина образца R 0,01 м; объем об-4 разца ops 1 ° 10 м; объемная масса асбестоцемента Рo 1800 кг/м; коэффиЪ циент формы образца Г=2.

На одной иэ поверхностей образца с гаэоизолированными торцами устанавливают датчик давления, такой же датчик устанавливют у противоположной поверхносЬРф„Чиор 1,7125- 0,36 ° -{О

Vfe+Vnop И- <О-4+4 М <4-4.

-4 3

Чем =5t92 ° 10

Образец, с дополнительной емкостью, помещают в герметичную камеру и производят непрерывное повышение давления О газа в герметичной камере с постоянной скоростью В 36 кгсlсм /ч, при этом не-, прерывно измеряют давление у противоположных поверхностей образца (табл.1).

Определяют значение перепадов давления на поверхности и внутри. образца (табл.1) =о, o9575 (кгс/см )Определяют коэффициент фильтрационной потенциалопроводности

P=5 Г-ЬР % 3. ООЯ75 ОО1 5 817844 6 ти образца. Присоединяют дополнительную Определяют значение перепада давлеемкость регулируемого объема к внутрен- . ний, создаваемого анализируемым обраней полости образца. зцом

Фиксируют начальное значение величины объема дополнительной емкости

5 р, Рф =Р— P>

Сбрасывают давление в герметичной камере и образце до первоначального уро- 2о вня и изменяют величину объема дополни- тельной емкости.

Фиксируют новое значение величины объема дополнительной емкости

25 а д,Р =1,7125 кгс/см; в.Р =0,727 кгс/см, Фз

Определяют суммарный объем пор материала образца.

„"Ем ф -"ем % пср ЛР -йP ф Ф

5,91-1О -0,727-2,Ъ.{-1О -1,7 25 M (О4(„З) (,712.5 -0,72.7 ру =2,31- 10 (м) °

-4 Ъ

Производят повторно повышение давления газа в герметичной камере с трй же постоянной скоростью В=36 кгс/см ч, при этом непреръино измеряют давление ЗО у противоположных поверхностей образца и определяют значения (азности давлений. ф, (табл. 2), Определяют значение разности давления на поверхности образца при среднем давле-5 нии в образце Р „, =4 ати (5кг/см2);

-о,о 88

Находят общую. пористость материала образца

Упор o,ъ5 {4

n= — = =о,ь .

V, 1 -qp-4 оо

Определяют удельную газоемкость материала образца и 6,35 кг

С = — к =Н,11 =ОРоспь — „

Р=5 Я) Г @00

КГ

СМ

Находят коэффициент газопроницаемости материала образца

<< g -, В -С ООИ7Ь.щао=

=a,аьвтЫ { " „„);

-Гсм2

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным способом позФ воляет на основании информации, полученной из одного опыта, определять все три фильтрационные характеристики и общую пористость анализируемого материала и регулировать точность определения фильтрационных характеристик материала в требуемых пределах. 1 7544

Т аблица 1 т

Р, =Р„-Р., кгс7см2

0,0

0,00

0,06

0,54

0е6 0,98

1,8

1,32

1,53

1,65

3,0

1,72

1,88

2,43

1,77

3,08

1,72

3,76

1,64

4,44

1,56

Таблица 2 лР =Р -Р, кгс/см 0,00

0,0

0,00

Ое 48

0,12

0,6

0,45, 0,75

0,87

0,93

1,8

2,4

1,53

0,87

3,0

0,79

2,81

3,6

0,74

3,46

4,2

0,69

4,8

0,64

5,4

0,59

5,41

6,0

55

Формула изобретения

Способ определения проницаемости и фильтрационной потенциалопроводности поВремя изменения давле иия в герметичной камере

)мин

Время изменения давления в герметичной камере

7.,мин.Павление на поверхности образца сообщающейся с герметичной кам рой Р,ати

Йавдение на поверхности образца, сообщающейся с герметичной камерой, Р,„,.чти

Йввление во внутренней полости образца при объеме дополнительной емкости аж =5 92 °

} Э х1.ОГ-А MÇÐ,àòè

Давление во внутренней полости образца при обьеме дополнительной емкос—

«4. тн МаМ =2,31» 10 м

Р, ати

1 ристых материалов по авт. св.% 623139, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей способа, А 11844

Составитель Е. валлер

Редактор Ю. Ковач Техред И.Асталош, Корректор Г. Назарова

Заказ 3883 Тираж 907 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушснаи наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 перед помещением образца в герметичную . камеру к его внутренней полости присоединяют дополнительную емкость регулируемого обьема, фиксируют начальное значение величины обьема дополнительной емкости, а после измерения давления в полости образца сбрасывают давление в гер« метичной камере и полости рбразца до первоначального уровня, затем изменяют начальное значение объема дополнительной 10 емкости, фиксируют новое значение величины этого обьема, после чего вновь повышают давление в герметичней камере с той же сиерасзью, чте и до юаезееаиа объема ей емкеата, @змщпиюи иемененим деаиеииа в ианеааи аблаева и по полученным данным оередежпот фииьтрациоиные характеристики и общую пористость образца.

Источники информации пвинятые во внимание при экс иертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 623139, кл. G 01 И 15/08, 1975 (нрототип) .