Способ измерения газопроницаемости пористых материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к излучени физических свойств твердЕлх пористых материалов, а именно к способам определения газопроницаемости (или пневмосопротивления). Известен способ определения проницаемости пористых материалов, заключающийся в образовании над поверхностью образца напорной камеры, создании избыточного давления в камере, Измерении расхода фильтра та и вычислении проницаемости Г 1 К недостаткам способа относятся его низкая точность, связанная с неопределенностью толщины образца а также необходимость постоянной подачи фильтрата. Наиболее близким к изобретению является способ измерения газ опроницаемости материалов-, заключающийс в размещении испытуемого образца между двумя камерами,, создании перепада давления между ними и регист рации давления в камерах По полученным зависимостям давлений в каме рах от времени после создания начального перепада вычисляют проница мость образца С2. К недостаткам способа относится низкая точность измерения при малых перепадах давления при большой вел чине среднего давления. и.елью изобретения- является повы шение точности измерения при малых перепадах давления. . Указанная цель до.стигается тем, что согласно способу измерения газопроницаемости пористых материало заключающемуся в размещении испыту мого образца между двумя камерами, создании перепада давления между ними и.регистрации давлений н камерах, водной из камер создают синусоидальные 1$олебания давления, с постоянной амплитудой, измеряют амплитуду колебаний давления, возникающих в другой камере, и по отношению этих амплитуд рассчитывают газопроницаемость. На чертеже изображена схема, поя някяцая предлагаемый способ измерения. В камере при помощи источника синусоидальных колебаний давления (например, поршня, колеблющегося в: цилиндре) создаются колебаний давле ния с заданной амплитудой и частото За счет периодического перетекания газа через пористый образец 3 в камере 4 также возникают синусоидал ные колебания давления, амплитуда которых зависит от пневмосопротивле ния образда. Эти колебания измери тельным преобразователем 5 (например, микрофоном) преобразуются в электричекиий сигнал, амплитуда ко торого измеряетея вольтметром 6. Используя метод электроакустичесих аналогий, легко получить выраение для расчета пневмосопротивения образца, которое обратно проорционально его газопроницаемости; vtF UDV M-i«v rrAA j TTPcpLlpJ 1 , де Z - пневмосопротивление, Пас/мг; У - газопроницаемость, MVna«c; Р - амплитуда колебаний в первой камере, Па; Р -- амплитуда колебаний во второй камере. Па; - показатель адиабаты равный 1,40 для воздуха; среднее значение давления в камерах. Па; tJU - кругдвая частота синусоидальных колебаний, с ; V - объем второй камеры, м . . При .измерении .известным способом на малых перепадах давления приходится улавливать очень малые измене.ния авления на фоне больших начальных и конечных давлений. В результате, даже при использовании весьма точных измерителей результируквдая погрешность оказывается исключительно высокой. Так, например, при начальном перепаде порядка 100 Па на ф.оне атмосферного давления при погрешности измерения времени и давления 1% расчетная результирующая погрешность достигает 2000%. При предлагаемом способе перепад давления имеет качественно отличный, периодический характер, что позволяет применять для его измерения датчики переменного давления, например микророны, не.чувствительные к постоянной составляющей, расчитанные на ма лые колебания, что резко повышает точность измерений. Так, при амплиту де колебаний давления в первой камере 100 Па на фоне атмосферного давления и погрешности измерения ам-. плитуды давления во второй камере 1% расчетная результирующая погрешность измерения сопротивлений в диапазоне , 10° Па-с/м составляет всего 3,7%. Пример. Необходимо измерить сопротивление протеканию воздуха .пористого образца при следующих из вестных условиях: РСР РЙ - 98100 Па; Ш« 2-71:20 Гц; V- Р 100 Па. Образец ycтaнaJвлиaaeтcя в обойму между первой и второй камерами. включается источник синусоидального , давления и считываются показания Вольтметра 160 мВ, что соответствует амплитуде Давления 80 Па. Подставляют полученные значения в формулу для сопротивления ..i,4ai-90 oo /TJoovT .,-.х-б : У ( Использование предлагаемого спосрба измерения пневмосопротивления или газопроницаемости твердых пористых образцов обеспечивает по сравнению с известным способом повышение точности измерения при малых перепадах давления. Зная 1невмосопротивление, полученное при достаточно малых перепадах давления, когда газ можно считать несжимаемым, путем простого пересчета через отношение вязкостей можно получить значение гидросопротивления того же образца иттем самым, где это необходимо, заменить значительно более трудоемкую операцию измерения гидросопротивления измерением пневмосопротивления.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗСОТРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в размещении испытуемого образца между двумя камерами, создании перепада давления между ними ж регистрации давлений в камерах, отличающи. йся тем, что, с целью повышения точности измерения при малых перепадах давления, в од.вой из камер создают синусоидальные колебания давления с постоянной амплитудой, измеряют амплитуду колебаний давления, возникающих в другой камере, и по отношению этих амплитуд; рассчитывают тазопроницаемость. § иЭ ////// х//л I