Устройство для исследования паропроницаемости пленочных материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при определении коэффициентов паропроницаемости одежных и обувных материалов спецодежды гор- норабочих, а также в тех отраслях промышленности, где есть потребность в исследовании паропроницаемости пленочных материалов, например в текстильной и

легкой промышленности для определения кинетических характеристик паропроницаемости натуральных или искусственных кож и т.п.

Цель изобретения - повышение точно- cfn определения проницемости путем устранения термодиффузионных потоков.

На чертеже показано устройство, общий вид (разрез по оси симметрии)

Устройство содержит верхнюю камеру, выполненную в виде воздуховода 1, сечение которого может перекрываться шторными затворами 2 и 3, запасной воздуховод 4, а заподлицо со стенкой воздуховода 1 зе- креплена нижняя камера 5. Нижняя и верхняя камеры разделены исследуемым образцом 6. На поверхность образца 6 в начальный момет устанавливают подвижный (только в одной плоскости) регулируемый нагреватель 7 (комплектующими которого могут быть: термобатарея, составленная из термохолодильников ТЭМО-5, водяной теплообменник). В узкой щели между испытуемым образцом и поверхностью блока закреплен датчик влажности бинарной смеси, совмещенный с датчиком 8 температуры. Испытуемый образец 6 и нижняя камера 5 разделены междусобой переходной демпфирующей ячейкой 9, выполненной из высокотеплопроводного материала и снабженной датчиками 10 влажности бинарной смеси и температуры, в основании ячейки установлен капиллярно-пористый эталонный образец 11. Входное отверстие основания ячейки с эталонным образцом 11 перекрывается клапаном 12. В нижнюю камеру 5 входит подводящий патрубок 13, через который в нижнюю камеру 5 поступает вода или раствор 14 определенной соли. В основании нижней камеры 5 стацислирно установлен блок 15 программируемого задания температуры. Кроме того, нижняя камера снабжена датчиком 16 влажности бинарной смеси и температуры. Нагреватель 7 и блок 15 снабжены устройством 17 водоподготовки. Система контроля за влажностью и температурой в нижней камере 5 и демпфирующей ячейке 9 включает датчики 10 и 16 и вторичный прибор 18, Относительная влажность в нижней камере задается с помощью раствора 14 соли определенной концентрации или воды, Раствор поступает по патрубку 13, связанному с блоком 19 подготовки раствора, контрольно-измерительной аппаратурой 20, следящей за концентрацией и давлением раствора, с вз- куумным агрегатом 21.

Устройство работает следующим образом.

При исследовании кинетики паропро- ницаемости пленочных материалов исследуемый образец б устанавливают в верхней части переходной демпфирующей ячейки 9, в эталонный образец 11 - в основании ячейки 9. Затем на поверхности образца 6 закрепляют регулируемый нагреватель 7, в контактной изотермической поверхности которого расположен датчик 8 темпеоэтуры

и влажности бинарной смеси. После этого с помощью устройства 17 водоподготовки подводят воду к регулируемому нагревателю 7 и блоку 15. Перекрывают запорным

клапаном 12 вход в переходную ячейку 9 и подают в нижнюю камеру 5 раствор 14 соли от блока 19 подготовки раствора через подводящий патрубок 13. Осуществляют контроль за концентрацией раствора и

давлением с помощью аппаратуры 20 и вакуумного агрегата 21. Перекрывают сечение воздуховода 1 с помощью шторных затворов 2 и 3, а поток воздуха заданной температуры Т, относительной влажности (

скорости а) направляют по запасному (отводящему) воздуховоду 4. Затем датчики 8, 10 и 16 подключают к вторичному прибору 18, ззгштуя его от сети. Набирают программу изменения температуры в течение опыта в

нагревателе 7 и блоке 15, включают эти блоки в работу и контролируют температуру бинарной смеси и влажность по датчикам 8, 10 и 16. После того, как три датчика покажут одинаковое значение температуры, открывают вход переходной демпфирующей ячейки 9. С помощью датчиков 8, 10 температуры и влажности осуществляется контроль за кинетикой паропроницаемости (в статике) через эталонный образец 11 и исследуемый

образец 6, При этом воздушный поток не омывает поверхности исследуемого образца.

На основании полученных экспериментальных данных можно рассчитать некоторые параметры процесса переноса паров воды через исследуемый материал. Так, коэффициент проницаемости Кр испытуемого образца рассчитывается по формуле

Кр - Кэ

А/«Р

0)

где Кэ-проницаемость эталонного образца;

|р, |э - количество влаги, прошедшей за единицу времени через исследуемый и эталонный образцы площадью S0;

4wp , э - перепад химических потенциалов по обе стороны исследуемого и эталонного образцов.

Коэффициент диффузии можно рассчитать по формуле

Эт

Г - f рС71 )lnftp(T2) (2)

tt Г2 -

r

где д -половина толщины исследуемого образца;.

( Т5 - n ) - время диффузии;

( Ti ) , /ир( vi ) - химические гготенци- алы в фиксируемый момент времени.

Затем поднимают и фиксируют в верхней части воздухопровода 1 регулируемый нагреватель 7 вместе с датчиком 8, одновременно открывая шторные затворы 2, 3 и перекрывая сечение запасного воздухопровода А и переходной ячейки 9. При этом воздушный поток омывает поверхность ис- следуемого образца 6, через который происходит тепло- и массообмен с объемом переходной демпфирующей ячейки 9. По показаниям датчика 10 исследуют кинетику паропроницаемости через образец 6 в ди- намическом режиме.

Формула изобретения

Устройство для исследования паропроницаемости пленочных материалов, содержащее измерительную и рабочую камеры с затворами, разделенные средством для

крепления образца, рабочая камера снабжена входным патрубком, соединенным с источником газоносителя, и выходным - с расходомером, и датчиком влажности, а измерительная выполнена с полостью для раствора, соединена с блоком подготовки раствора и снабжена датчиками температуры и влажности, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения проницаемости путем устранения термодиффузионных потоков, один из затворов выполнен в виде подвижного поршня с размещенным в нем регулируемым нагревателем и снабжен датчиками влажности и температуры, а другой - в виде жестко закрепленного поршня, в основании измерительной ячейки выполнено приспособление для крепления капиллярно-пористого эталонного образца, а в самой ячейке дополнительно установлен датчик влажности и температуры.

Изобретение относится к технике определения теплофизических и массообменных характеристик тепломассопереноса через капиллярно-пористый материал. Цель изобретения - повышение точности определения проницаемости путем устранения термодиффузионных потоков. Устройство содержит две термостатированные камеры, разделенные испытуемым образцом, и два шторных затвора, размещенных в камерах по обе стороны образца, где верхняя камера измерительной ячейки выполнена в виде воздуховода, вход которого снабжен датчиком влажности, и соединен через блок подготовки газа, содержащий термостат и приспособление для регулирования влажности газа-носителя, с источником газа блока газа-носителя, выход - с блоком измерения влажности газа-носителя, снабженным в качестве чувствительного элемента детектором по теплопроводности и соединенным с расходомером блока газа-носителя. В нижней камере установлено средство для варьирования влажности газа под образцом, при этом нижняя камера частично заполнена жидкостью и снабжена приспособлением для регистрации ее расхода Новым в устройстве является то, что шторный затвор верхней камеры выполнен в виде подвижного программируемого блока задания температуры, а между испытуемым образцом и поверхностью блока установлен датчик влажности бинарной смеси, совмещенный с датчиком температуры, при этом испытуемый образец и нижняя камера разделены между собой переходной демпфирующей ячейкой, выполненной из высокотеплопроводного материала и снабженной датчиками влажности бинарной смеси и температуры, а в основании ячейки установлен капиллярно-пористый эталонный образец. 1 ил. - сь ел XI 00 XI

13