Устройство для измерения массообменных характеристик капиллярно-пористых и дисперсных материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N25/18 

На

Изобретение относитсй к эксперимен- ой физике и может быть использовано пределения массообменных характе- к капиллярно-пор1;стых и дисперсных

тальной для о рист материалов

и

сти и

ль изобретения - повышение точно- мерения искомых характеристик.

чертеже представлено предлзгае- ;тройство, поперечное сечение. ;тройство содержит корпус 1 с возду- хопрЬводом 2 и воздухопроводной емко- 3, в основании которой установлена измерительная обсйма 4, В воздухопровод- 3 над измерительной обоймой закреплены измерительные ячейки 5 и 6, 16 вдоль продольной оси што- 1глеющего клапаны 8 для перекрытия ;тий в измерительных ячейках 5 и 6.

в ячейке 5 установлен образец 9 иссле| уемого материала, а в ячейке 6 - об- 10 эталонного материала. В каждой

мое у У

измерительной ячейке установлены датчики влажности 11 и температуры 12 бинарной смеси, В.верхней части корпуса 1 устройства размещены вентилятор 13 и фиксатор 14 движения штока 7.

Устройство, подключенное к вторичной аппаратуре (не показана), работает следующим образом.

Устройство помещают в скважины различной заданной глубины, с которой уже предварительно взяты соответствующие керны. Из них исследуемый материал помещают в ячейку 5.

При прижиме измерительной обоймы 4 к исследуемому материалу осуществляется процесс тепло- и массообмена между материалом и измерительной обоймой 4, при этом бинарная смесь через отверстия в штоке 7 перемещается по воздухопроводу 2. На первом этапе измерений клапаны 8 перекрывают отверстия измерительных ячеек 5

о о

00

ел

СА

о

и 6, и поэтому бинарная смесь не поступает через образцы исследуемого 9 и эталонного. 10 материалов, установленные в секциях & и 6, в замкнутый объем этих секций. По показаниям датчиков влажности 11 и температуры 12 судят о наступлении равновесного тепловлажностного состояния бинарной смеси в замкнутом обьеме секций 5 и 6. Затем с помощью фиксатора 14 шток 7 перемещается вдоль корпуса 1 и одновременно с этим клапаны 8 открывают отверстия секций 5 и 6.

При этом через исследуемый 9 и эталонный 10 образцы осуществляется тепло- и массообмен между бинарной смесью, заключенной в обьеме измерительных ячеек 5 и 6 и бинарной смесью локализованного объема шпура скважины, По показаниям датчиков 11 и 12 фиксируется изменение химического потенциала во времени. По прямолинейному участку кривой в координатах логарифм химического потенциала Ф- время t, характеризующему регулярный режим диффузии, определяется темп сорб- ционного увлажнения исследуемого 9 и эталонного 10 образцов или осушки.

Измерительная обойма 4, установленная в основании устройства, позволяет определить потенциалы массопереноса горн ых пород на заданной глубине опытной скважины, а имерения кинетики процесса тепломассопереноса через исследуемый и эталонный образцы путем периодического контроля температуры t и влажности (р па- ровоздушной смеси в объеме ячеек 5 и 6 позволяет определить коэффициенты диффузии рабочих образцов по формуле

1пУр(Т1)-1пУр(Г2)

а т- а э, iTaCTO-lnWgCray

где - соответственно химические потенциалы паровоздушной смеси в обьеме ячеек 5 и 6 Rt in ): где R - газовая постоянная смеси;

аэ коэффициент диффузии эталонного образца;

71,72 - различные моменты времени. При таком подходе по дифференциальной схеме оцениваются не только массооб- менные характеристики исследуемых образцов горных пород, но и поведение образцов тепловлагоизоляционных материалов в натурных условиях, путем

сравнительного анализа процесса изменения численных значений химических потенциалов во времени.

При использовании предлагаемого изобретения относительная влажность воздуха

определяется не косвенно(при помощи изотерм сорбции - десорбции), а непосредственно путем одновременного измерения в .процессе эксперимента в двух ячейках 5 и 6 с исследуемым и эталонным материалами.

Образцы исследуемого и эталонного материалов находятся в устройстве в адекватных условиях по температуре и загазованности паровоздушной смеси. Все это приводит к уменьшению погрешности измерений влажности исследуемого материала по сравнению с измерениями известным устройством в 1,8-2 раза.

Формула изобретения Устройство для измерения массообменных характеристик капиллярно-пористых и дисперсных материалов, содержащее корпус, воз,цухопроводную емкость, в основании которой установлена измерительная обойма с эталонным вкладышем, и полый

подпружиненный шток, размещенный внутри корпуса и воздухопроводной емкости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в воздухопроводной емкости над измерительной обоймой введены две измерительные ячейки, расположенные вдоль оси штока, содержащего клапаны для перекрытия входных отверстий ячеек, при этом в одной из ячеек расположен образец исследуемого материала, в другой эталонного, а каждая ячейка снабжена датчиками влажности и температуры, установленным в их полости.

4

Изобретение относится к экспериментальной физике. Цель изобретения - повышение точности измерения искомых характеристик. Устройство имеет корпус, воздухопроводную емкость, в основании которой установлена измерительная обойма с эталонным вкладышем, и полый шток, размещенный внутри корпуса и емкости. Над измерительной обоймой вдоль штока установлены две измерительные ячейки, в одной из которых расположен образец исследуемого материала, а в другой - эталонного. Каждая ячейка снабжена датчиками температуры и влажности. 1 ил.