Устройство для определения массообменных характеристик пористых материалов Советский патент 1981 года по МПК G01N15/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ f-tACCOOBMEHHblX ХАРАКТЕРИСТИК ПОРИСТЬК МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может найти применение в строительной, металлурги ческой, горной, химической и других отраслях промышленности при определении массообменных характеристик порис тых материалов. Известен прибор для определения влагопроводности пористых материалов, содержащий герметический сосуд с испытуемым образцом, заполненный жидкос тью и соединенный с мерной бюреткой, причем к герметическому сосуду через диафрагму присоединено колено, в которое опущен до уровня жидкости в гер метическом сосуде нижний капиллярный конец бюретки, а на верхнем конце ее установлен гидравлический упругий затвор, кинематически связанный через эксцентриковый механизм с электроприводом. Для определения количества впитываемой образцом жидкости, после.д НИИ приводят в контакт с зеркалом жид кости, уровень которой поддерживают постоянным с помощью мерной бюретки. Периодическое деформирование трубки позволяет по мере поглощения жидкости образцов добавлять соответственное количество ее для поддержания,уровня жидкости в емкости постоянным. Разность отсчетов по мерной бюретке позволяет определить количество поглощенной образцом жидкости Cl. Недостатком этого прибора является небольшой расход жидкости из капельного носика бюретки, что не позволяет определить количество жидкости, поглощаемое образцом пористого материала в начальный момент времени, когда этот расход максимальный, т.е. не позволяет исследовать процесс массопроводности в нестационарном режиме. Известен также прибор для определения массообменных характеристик материалов, в котором для, определения количества впитьгоаемой образцом материала жидкости образец устанавливают в неподвижной емкости, приводят в кон , 8 такт с поверхностью жидкости, уровень которой поддерживают постоянным с помопцаю мерной бюретки,верхний конец ко торой запаян, а в нижней части бюретки, касающейся капельным носиком поверхности жидкости, установлены плунжер с сердечником и обмотка на внешне поверхности бюретки. Периодическая по дача электрического тока в обмотку создает магнитное поле и резко втягивает сердечник с плунжером, что способствует проникновению пузырьков воз духа в бюретку и позволяет добавить соответственное количество жидкости из бюретки в емкость Недостатком такого прибора являетс невозможность его использования для исследования процесса массопроводности в нес-тациона) режиме из-за небольшого расхода жидкости из капельно го носика бюретки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является прибор для определения объемного веса пористого заполнителя, содержащий весы, на грузовой платформе которых размещена емкость с жидкостью и устройство для фиксации образца над чашей, представляющее собой контейнер. Подвешенный на нити через арретир к кронштейну. Определение объемного веса пористого, заполнителя основано на определении водопоглощения образца Прибор позволяет также исследовать кинетику впитывания влаги образцом Тз Однйко в процессе измерений не обеспечивается требуемая точность, так как уровень жидкости относительно нижней поверхности образца по мере впитывания влаги меняется. Цель изобретения - повышение точности определения массообменных харак теристик в процессе исследования кинетики впитьшания влаги путем обеспечения постоянства уровня жидкости относительно нижней поверхности образца., Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения массообменных характеристик пористых материалов, содержащем весы, на грузовой платформе которых размещена емкость с жидкостью и устройство для фиксации образца над чашей, коэффициент жесткости весов и площадь зеркала жидкости связаны соотношением с к S -f- ; 1 о где S - площадь зеркаЛа жидкости,см ; К - козффициент жесткости весов, Р - плотность жидкости г/см . На.чертеже изображен предлагаемый рибор. Прибордля определения массообменных характеристик содержит емкость I, установленную на грузовой платформе 2 весов 3. Образец исследуемого пористого материала 4, например, в виде прямоугольной призмы, все стороны которого, кроме торцов, покрыты гидроизоляцией, для обеспечения одномерности потока, вертикально прикреплен к ползунковому устройству 5 штатива 6, что обеспечивает фиксацию положения образца 4 относительно зеркала жидкости в емкости 1. Во избежание потерь жидкости в окружающую среду в результате ее испарения из пространства, ограниченного боковыми стенками образца и емкости, стенки емкости могут быть выполнены, с козырьком 7, обращенным к центру емкости, на который установлена обечайка 8, внутренние размеры которой превьпиают размеры образца на величину, необходим-ую для свободного перемещения образца внутри обечайки, а к боковым поверхностям образца закреплена шайба 9 с обечайкой 10, размеры которой превьшхают размеры обечайки козырька на величину, необходимую для . свободного перемещения обечайки 8 козырька 7 внутри обечайки 10 образца 4 . Устройство работает следующим образом. Под образцом 4 на грузовую платформу 2 весов 3 устанавливается емкость 1 с исследуемой жидкостью, например водой, и с помощью ползункового устройства 5 образец 4 опускается и фиксируется в положении, при котором нижняя поверхность образца заглубляется в жидкость на 2 мм. По мере впитьшания воды образцом материала масса ее в емкости уменьшается и платформа 2 весов 3 перемещается вертикально вверх в прежнее положение, т.е. положение нижней поверхности образца 4 относительно зеркала жидкости остается постоянным, что обеспечивается заданным соотношением между площадью поверхности воды и ходом платформы весов. Отсчет убьши массы влаги во времени позволяет определить кинетику впитывания влаги образцом.