Способ определения фильтрационных характеристик материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N15/08 

ку 12. Далее, отсасывая воздух из ветви 2 или нагнетая его в ветнь 1, доводят уровень жидкости в ветви 1 до риски 2. Измеряют величину h между уровнями жидкости в ветвях и подставляют ее в зависимость

Ь(,) оИ. , - -(h,/h,) (i,

где о1 - коэффи1р1ент температурного расширения манометрической жидкости; W - объем жидкости в манометре; ч, - вязкость воздуха при температуре Т перноначальной градуировки устройства; 7т вязкость воздуха при темпе1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения фильтрационных характеристик различных материалов: грунтов, систем капил- ляров и отверстий, а также для определения удельной понерхности порошков и др. сыпучих материалов.

Цель изобретения - упрощение измерения и повышение их точнос 1-н.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа.

Устройство яля измерения коэффициента фильтрации или удельной поверхности порошка состоит из U-образного жидкостного манометра, одна из ветвей 1 которого сообщена с атмосферой, а другая 2 присоединена к кювете 3 с испытуемым порошком 4 и приспособлению 5 для создания разрежения возду- за под порошком А. При этом необязательно, чтобы обе ветви 1 и 2 были выполнены из одинаковых трубок. Все части прибора соединены трубками 6 и краном 7 с приспособлени- , ем 5. Обе ветви 1 и 2 манометра имеют насадки 8, обеспечивающие непроливание жидкости в случае опрокидывания устройства. Кювета 3 представляет собой полый цилиндр с подставкой 9, перегороженный на некоторой высоте перфорированным диском 10. На дис 10 помещен кружок фильтровальной бумаги 1 1 , на котором размещен порошок

43305

ратуре Т 1, -I- dT; о - площадь поперечного сечения ветви манометра; h - разность высот манометрической жидкости в момеут прохождения ее уровня нижней начальной метки; h. - разность высот манометрической жидкости в момент прохождения ею верхней конечной метки; iT - рабочий интервал температур Т - Т,, в котором осуществляется эксплуатация устройства, определяют величину h. Затем, увеличивая давление воздуха в ветви 2 или уменьшая его в ветви 1, выставляют уровни жидкости в ветвях 1, 2 так, чтобы их разность была равной h.. После этого отмечают риску. I ил,

4. Слой порошка 4 выравнивают и уплотняют плунжером (не показан). Плунжер и кювета 3 имеют линейку и нониус для измерения высоты слоя порошка (не показаны). На левой ветви 1 манометра нанесены риски 12 и 13.

Измерения, например, удельной поверхности размещенного в кювете порошка производят следующим образом.

При открытом кране 7 создают разрежение воздуха под слоем порошка 4. При этом столб жидкости в присоединенной к кювете 3 ветви 2 манометра подымается. Когда высота столба жидкости достигнет насадки 8 или близкого к ней положения кран 7 закрывают. Далее следят за опусканием жидкости в ветви 2 манометра и засекают время прохождения мениска жидкости от риски 12 до риски 13.

Удельную поверхность рассчитывают по зависимости

Kl4(cf}V

о -

т

де К

М

постоянная прибора; величина, по формуле Козени, зависящая от пористости слоя и не зависящая от температуры воздуха;

масса испытуемого порошка 2. В выбранном варианте устройства

10

m -т- 1 , где Lf плотность

материала nopoiuKa;

п I - продплжител11Ность прохождения мениска жидкости в маноуетре между рисками 12и

Значение М рассчитывают по формуле Козени или находят из заранее со ставленных таблиц или графика зависи мости М от высоты слоя порошка.

Постоянную прибора К определяют либо посредством градуировочного рас ходомера, либо по эталонному порошку с известной величиной удельной поверхности.

Способ градуировки прибора осуществляют следующим образом,

На нижней части ветви 1 наносят начальную риску 12, Далее, отсасывая воздух из ветви 2 или нагнетая его в ветвь 1, доводят уровень жидкости в ветви 1 до риски 12. Измеряют величину hi между уровнями жидкости в ветвях и подставляют ее в зависимость, определяют величину h Затем, увеличивая давление воздуха в ветви 2 или уменьшая его в ветви 1, выставляют уровни жидкости в ветвях 1 и 2 так, чтобы их разность была равна h. После этого отмечают риску 1 3 f

hj,l, /t, flu n ,.hi 1 Vh,

h.

/hj

/1.

где Л - коэффициент температурного расширения манометрической жидкости, см /град;

W 1о

-объем жидкости в манометре,

-вязкость фильтруемого газа

чальной градуировки прибора, см /с;

- площадь понеречного сечения ветви манометра, см ;

- вязкость воздуха при температуре Т Т„ + 4Т/см с;

- разность высот манометрической жидкости Б манометре в момент прохождения ею отметки 1 при температуре Т гра- 50 дуирог ки прибора, см;

- разность высот манометричес- Koti жидкости в манометре в момент Прохождения ею отметки 2 при температуре Tj, гра дуировки прибора, см;

- рабочий интервал темпера45

55

тур Т-Т,

в котором нреимушест luMitUi осуществляется

эксплуатация устройства, град.

Формула изобретения Способ определения фильтрационных характеристик материал1)в посредством создания на образце, заключенном в кювету, присоединенную к U-образному 1Q манометру, перегтада давления газа и измерения времени прохождения столба манометрической жидкости между двумя разнесенными по высоте метками, фиксированными на одной из ветвей мано15 метра при выравнивании давления в результате фильтрации газа через испытуемый образец из замкнутого или в замкнутый объем, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью упрощения из20 мерений и повьшения их точности посредством исключения измерения температуры Окружающей среды, определяют время прохождения манометрической жидкости между фиксированны№1 метка25 ми, нанесенными на ветвь манометра с большим давлением газа, с расстоянием между ними, определяемым из соотношения

30

35

.где э - коэффициент температурного расширения манометрической жидкости, см /град;

W 1.

0

0

1г 5 6

h. 5

h, ДТ -объем жидкости в маттометре, см

- вязкость воздуха (окружающего) при температуре Т,, первоначальной градуировки прибора, см /с;

-вязкость воздуха при температуре Т Тр + Т,

-площадь поперечного сечения левой (на черт.) ветви манометра , см ;

разность высот манометрической жидкости в манометре в момент прохождения ее уровня нижней начальной метки, см;

разность высот жидкости при прохождении ею верхней конечной метки (риски), см; рабочий температур

Т-Тр, в котором преимущественно ocyiuccTB.-iHt TCH эксплуатация устройства, град.

Изобретение относится к облас.ти измерительной техники и может быть использовано для определения фильтрационных характеристик различных материалов: грунтов, систем капилляров и отверстий, а также для определения удельной поверхности порошков и других сыпучюс материалов. Целью изобретения является упрощение измерений и повьппение их точности. На нижней части ветви I наносят начальную рис(Л / //////// /л