Способ определения распределения влажности в дисперсных материалах Советский патент 1991 года по МПК G01N25/56 

Изобретение относится к измерению параметров массопереноса и может быть исполь- зовано для определения распределения влажности в дисперсных средах, например в грунтах.

Целью изобретения является повышение точности, упрощение и ускорение определения распределения влажности в образце дисперсного материала.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа; на фиг.2, 3 - схема, поясняющая обработку результатов при реализации способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Гибкий контейнер 1 (фиг. 1) известной массы равномерно заполняют известным количеством исследуемого материала 2 и подвешивают его в N точках к предварительно натянутой горизонтально гибкой нити 3, предпочтительно так, чтобы середина контейнера и середина межопорно о учас гка ни ти располагались на одной вертикали При этом нить 3 принимает вид ломаной кривои а, симметричной относительно середины отображающей исходное распределение нагрузки на нить. Величины прогибов в каждой точке измеряют измерительной линейкой 4, а величину горизонтальной составляющей Н силы F -- натяжения нити измерителем 5 После этого воздействуют на образец, например, нагревая один из торцов контейнера, с тем чтобы вызвать в нем влагоперенос от нагретых частей к относительно холодным Перемещающаяся влага обусловит перераспределение массовых сил, которое приво дит к перестроению ломаной кривой, т.с принимает вид б, показанный на фиг.1 пунктиром (там же пунктиром показано и новое положение контейнера) В заданный момент времени (а при необходимости непрерывно или через члданиые временные

о

сг

ON

к

03

имтервялы) измеряют новые значения прогибов и силы Н. По величине изменения прогибов и силы Н по известным расчетным зависимостям определяют искомые величины - значения массовых сил в каждой из точек, а значит, и влагораспределение вдоль контейнера. Если известна сила Н, то прогиб нити у в любой 1-й точке определяется как (фиг.2)

(e-a;

-Ј

j-if

(е-о;)а,

lM

где

yi bi2 bi3

Al У2 b22 b23

уз Ьз2 Ьзз

bn yi bi3 Дг Ь21 У2 b23

Ьз1 уз Ьзз

Ь11 Ь12 У1 Ь22 У2

Ь31 Ьз2 УЗ

Изобретение относится к измерениям параметров массопереноса в дисперсных материалах, в частности к способам определения распределения влажности в дисперсных материалах. Цель изобретения повышение точности, упрощение и ускорение процесса определения распределение влажности в образце дисперсного материя ла. Образец материала помещают в предварительно взрешенный гибкий контейнер, воздействуют на образец, вызывая п нем влагоперенос, определяют в процессе ола гопереноса величины массовых сил в N заданных точках по длине контейнера и рассчитывают искомый параметр В ходе определения контейнер подвешивают к горизонтально натянутой гибкой миги, а о не личинах массовых сил судя по величинам прогиба нити в точках подвеса и по горизпн тальмой составляющей силы натяжения нити. 3 ил. bi

Видно, что прогибы у(аО нити зависят от сил PI, которые в свою очередь однозначно отражают распределение массовых сил внутри контейнера.

Рассмотрим для примера случай, когда N 3 (фиг.З).

Прогибы нити определяются из (1):

(е-а,ч

а,Р2

ie-a,)

а.4 Р

,f...(9 г1(а а 4Р а }3°

Система (2) уравнений может быть записана в виде35 fyi Pibn + P2D12 + РзЬ1з;

1 У2 P1D21 + P2b22 + P3b23; (3) УЗ Plb31 + P2b32 + РзЬзЗ,

где e-a,

- ог

в-о,

,. «|,

а „On.Р,п

ь

,(-и...

t-a, , 1-а

40

J8i- ен

ей

Решением этой системы являются зна- 45 ения искомых массовых сил:

iV.-U IL-a i(. ,

Ь,s--57rOi) b,2-fvT01 b,,

Р, ......$.: Р, A. ;(4)

15

Ь11 Ь12 Ьп b21 b22 b23 Ь31 Ь32 ЬЗЗ

Поскольку ai и f известны (заданы), a yi и Н определены в процессе измерений, то вычисление PIпринципиальных трудностей не составляет.

Сравнивая значения PI с их предыдущими значениями (на предшествующем вре- менном интервале), можно оценить изменение распределения влажности в образце материала как по длине контейнера, так и во времени.

При большем количестве точек можно использовать стандартные подпрограммы матричного анализа на ЭВМ.

Формула изобретения

Способ определения распределения влажности в дисперсных материалах, согласно которому образец материала известной массы помещают в предварительно взвешенный гибкий контейнер, оказывают на образец воздействие, вызывающее в нем влагоперенос, в процессе влагопереноса определяют величину массовых сил или их изменение в N (N 2) заданных произвольным образом точках и рассчитывают искомую величину, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, упрощения и ускорения определения, контейнер подвешивают к горизонтально натянутой гибкой нити, а о величинах массовых сил судят по величинам прогиба нити в точках подвеса и горизонтальной составляющей силы натяжения нити.

ее

т

(Ј СС

ю

J

I

«Г

$