Способ определения распределения пор по размерам Советский патент 1985 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения распределения пор по размерам при иссл дованиих фильтров, кернов горных пород, пористых катализаторов, диафрагм, гидравлических затворов и т.д.

Целью изобретения является повышение точности путем приближения условий эксплуатации образца к натурным.

На чертеже схематически показано устройство для реализации предлагаемого способа.

Исследуемый образец 1 в виде диска, пластины и т. п. пропитывают жидкостью, например, под вакуумом. Потом образец герметизируют по боковой поверхности и помещают в корпус 2 в виде, например, Т-образной трубки Расстояние от образца до оси вращения R. Его выбирают таким, чтобы h:R :10, , где h - толщина образца. Тем самым устраняется влияние на точность измерения толпдины образца. Затем к образцу подводят газ, например воздух, под давлением Рр величина которого недостаточна для раскрытия самой крупной поры в образце и определяется манометром 3. Образец в корпусе приводят во вращение, увеличивая угловую скорость до момента раскрытия первой поры в образце. Момент раскрытия фиксируют по появлению показаний на датчике расхода 4. Этим же датчиком производят измерения расхода газа. Скорость вращения измеряют тахометром, например стробоскопическим. Изменение скорости вращения можно проводить либо с помощью редуктора либо изменяя напряжение гштания приводного электродвигателя. Увеличивая угловую скорость на шаг, измеряют новое значение расхода газа. Эту операцию производят до прекращения увеличения расхода. Так получают зависимость расхода газа от скорости вращения. Преобразуя ее в зависимость расхода от размфа пор

и дифференцируя ее, получают дифференциальное распределение пор по размерам. Так как давление Р) остается постоянным во время эксперимента, то увеличение расхода однозначно связано с числом пор: расход увеличивается только за счет раскрытия новых пор.

Низкая точность измерений известного способа обусловлена малым количеством жидкости в порах образца, а следовательно, трудностью фиксации этого количества жидкости. По предложенному способу измеряют расход газа через норы. Так как величины расходов, особенно на начальном этапе опытов малы, то имеет t, смысл измерять объем газа, прошедщий через поры образца за определенное время. Поскольку объем воздуха в порах, в отличие от объема жидкости по известному способу, не ограничен, то его легко можно измерить с высокой точностью, достаточно лищь увеличить время измерения. Поэтому можно уменьишть щаг увеличения скорости вращения, увеличить число экспериментальных данных дая одного образца, а тем самым повысить точность измерения в целом. Известным способом можно контролировать образцы только в виде таблеток, желательно максимально возможных размеров. Предлагаемый способ в отличие ст известного, можно использовать для контроля мелких образцов . а также готовых изделий.

П р и м е р. В качестве исследуемого материала выбран порощок бронзы марки БрОФ 10-1 с размером частиц 0,4-0,5 мм. Образцы имеют И . 10 и толщину 3 мм. Образец пропитьшают этиловым спиртом в вакууме. Пропитанный образец приводят во вращение по фиксированному радиусу R 200 мм, прикладьгоая по направлению действия центробежных сил избыточное давление газа (воздуха) Р 300 Па. Угловую скорость увеличивают, измеряя При каждом значении СО расход газа через поры образца. Затем по формулам находят размеры и число пор в образце. Результаты исследований приведены в таблице.

Предлагаемый способ позволяет на 54% по высить точность определения распределения пор по размерам.

.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОР ПО РАЗМЕРАМ, включающий пропитку жидкостью исследуемого образца, вращение его по фиксированному радиусу и изменение скорости вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем приближения условий эксплуатации образца к натурным, к образцу дополнительно прикладывают постоянное избыточное давление газа по направлению действия центробежных сил, скорость вращения образца постепенно увеличивают, последовательно раскрывая его поры, причем момент раскрытия пор определяют по увеличению расхода газа через поры, а распределение пор по размерам определяют по формулам 26со5в г PpjDbRa/ - 7ГР,. bf -радиус поры; где г -поверхностное натяжение жидкости; 6 & -краевой угол смачивания; (Л -постоянное избыточное давление газа; -плотность жидкости;О Р h -толщина образца; -угловая скорость вращения; и} N; -число пор радиуса г ; -расход газа через единицу площа ди образца при угловых скоростях «г KcJ. соответственно; со R -радиус вращения; 0 - вязкость газа. J