Способ определения гидравлического сопротивления пористых материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N7/10 G01N15/08 

1

Изобретение относится к определению фильтрационных характеристик пористых материалов., используемых для фильтрации жидкостей и газов, аэрации жидкостей и порошкообразных материалов, диффузии.

Известен способ определения гидравлического сопротивления пористых керамических образцов при расчете проницаемости и размера пор путем измерения этого показателя жидкостным манометром при пропускании воздуха с различным расходом через образец, насыщенный водой под вакуумом или кипячением 1J.

Однако способ характеризуется отсутствием возможности определения гидравлического сопротивления не-, водостойких пористых материалов из3,3 их разложения при насыщении водой, трудоемкостью подготовки образцов к испытанию и самого испытания, неточностью полученных результатов при подсчете по миллиметройШ шкале дифманрметра; нёвоспроизводимостью данных при переходе от испытаний маленьких образцов к большим изделиям.

Наиболее близким способом к предлагаемому по технической сущности является способ определения гидравлического сопротивления фильтросных плит, заключающийся в том,что сопротивление

10 плит,насыщенных водой,определяют по жидкостному манометру,причем воздух подаетсяпод плиту с определенным расходом (200 л/мин), с помощью из,5 мерительной диафрагмы, вмонтированной в воздуховод Г2.

Известный способ отличается недостаточной точностью определения гидравлического сопротивления в связи с тем, что давление в воздуховодах

20 непостоянно, а измерение расхода по перепаду на диафрагме зависит от давления в трубопроводе. Кроме того. практически не;достигается герметиза ция плиты в патроне, так как вакуумная замазка плохо пристает к мокрой плите и в воде отстает от резиновых прокладок, из-за чего часть воздуха идет не через испытуемую плиту, а через незагерметизированные щели, что искажает величину гид равлического сопротивления пластины Результаты измерения искажаются Так же и из-за того, что в процессе мон тажа плиты, насыиденной водой, в па рон и ее промазки вакуумной замаэ-, кой, вода из некоторого объема пор выливается. Способ также имеет узкий интервал измерений. При помощи этого способа можно определить гидравлическое сопротивление изделий с размером пор от 15 до 200 мкм, но на плитах с размером пор менее 100 м очень трудно достичь герметизацию и делия в патроне. При испытании изде ЛИЙ с размером пор более 200 мкм результаты определений значительно искажаются, так как в крупных порах вода не задерживается. Кроме того, способ трудоемен и длителен. Цель изобретения - повышение том ности и расширение пределов измереНИИ при уменьшении времени испытания. Поставленная цель достигается . тем, что согласно способу определения гидравлического сопротивления пбристых материалов путем пропускания воздуха через изделие с последу ющим определением гидравлического сопротивления по расходу воздуха и перепаду давления, воздух пропускают через изделие при перепаде дав ления равном 1 мм вод. ст, на 1 мм толщины исследуемого изделия, при этом измеряют расход воздуха, а гид равлическое сопротивление изделий определяют по формуле ,-К.-Х+К -Х -Кд-Х V где У - гидравлическое сопротивле ние изделия, т X - расход воздуха, м /ч; K,t-K4 - постоянные коэффициенты. При X 9,1 MV4, , К 678,5951; , I76i,f , а при X 7 9,1 MV4 ,1(579,9785, К ,5575 -, К,2,2991Г, ,03972. На чертеже показана схема установ ки для определения гидравлического сопротивления пористых материалов. Способ осуществляется следующим образом. Изделие закрепляется в патроне 1 с помор ью резиновой прокладки и вакуумной замазки. Из воздухопровода через ротаметр 2 марки РМ-25ГУЗ подается воздух, вследствиечего под; изделией в патроне создается напор. Подача воздуха регулируется таким образом, чтобы под изделием в патроне создался напор воздуха, равный толщине стенки изделия или тол1цине испытуемой плиты. Напор устанавливается с помощью жидкостного тягонапррометра 3 (ТНЖ). При установившемся напоре, равном толщине стенки изделия, на ротаметре 2 фиксируется величина расхода воздуха, прошедшего через изделие в сухом, ненасыщенном состоянии. Гидравлическое сопротивление изделий в насыщенном водои состоянии, рассчитывают по формуламУ 2+77, , 5951Х+71, 2, при ,1 м/ч, СЧ , 97S5-50,,29911X0,03972X при ,1 , -42) где используется измеренная величина X расхода воздуха через изделие в сухом состоянии. П р и м е р 1, Обожженная фильтросная плита. Размером 300x300 35 мм из шамотно-силикатной массы, закрепляется в металлическом патроне. Под плиту в патрон через ротаметр РМ25ГУЗ подается воздух, под плитой создается напор 35 мм вод. ст,, проверяемый тягонапорометром и при установившемся напоре расход воздуха составляет Н . Подставляя в формулу (21 , получают ,3 мм вод.ст Одновременно определяют размер пор по формуле 295П где г - радиус пор, мкм; У - гидравлическое сопротивление в насыщенном водой состоянии; 29512 - постоянная величина, 295-t4 Для примера г к 133 мкм-, Пример2. ьезобжиговая неводостойкая плита КМ-102 размером 500 . 250: 20 мм, п|)едназнаменная для пневмотранспорта, герметично закрепляется в патроне с помощью резиновой прокладки и вакуумной замазки. Под плиту из воздуховода через ротаметр подается воздух. Избыточное давление под плитой поддерживается постоянным, равным по ТНЖ ZlIU мм вод. ст. По ротаметру зафиксирован расход воздуха 6,5 . По формуле (1) рас читывается гидравлическое сопротивление плиты, насыщенной водой, что составляет 375,3 мм вод. ст. В ТУ 400-1-22-79 на плиты шамотные для аэрования порошкообразных материалов входит показатель размера пор. Размер пор вычисляют по формуле (3. Отсюда г - равняется 78 мкм. Таким образом, используя вычислен ную величину гидравлического сопротивления, можно вычислить другие, зависящие-от нее, показатели. П р и м е р 3. Оп-ределение гидравлического сопротивления неводосто ких песчаносиликатных фильтров, пред назначенных для очистки воздуха от пыли и масла производится следующим образом. В цилиндрический образец, размером 050 30-130 мм подается воз дух. Внутри образца создается избыточный напор воздуха, равный 1 мм вод. ст. на 1 мм толщины стенки трубки. При этих параметрах измеряется расход воздуха X проходящий через сухое изделие. Расход воздуха по ротаметрусоставляет 6,2 м /ч, по формуле (1) рассчитывается гидравлическое сопротивление образца в насыщенном водой состоянии, что составляет itOO мм вод. ст. По ТУ 21-28-2578 на Элементы фильтрующие установ лен норматив размера пор. Размер , пор рассчитывается по формуле (3). мкм. Значение гидравлического сопротивления пористых и.зделий в насыщенном водой состоянии является одной из ос новных фильтрационных характеристик и служит исходной величиной при расчете О.ЧИСТНЫХ и других сооружений. Использование предлагаемого способа определения гидравлического сопротивления пористых изделий обеспечивает повышение точности определени независимо от побочных факторов, ускоренный массовый контроль готовой Продукции, промежуточный контроль полуфабриката, определение размера пор и других величин, зависящих от гидравлического сопротивления безобжиговых и других неводостойких изделий, расширяет пределы измерений ( можно испытывать изделия с размером пор 0,1 мкм и более уменьшает трудоемкость испытания и улучшает условия труда лаборантов . Формула изобретения Способ определения гидравлического сопротивления пористых материалов путем пропускания воздуха через изделие с последующим определением гидравлического сопротивления по расходу воздуха и перепаду давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точное ги и расширения пределов измерений при уменьшении времеИи испытания, воздух пропускают через изделие при перепаде давления, при этом измеряют расход воздуха, а гидравлическое сопротивление изделия определяют по формуле ; . ; - К 2 Х+Ц X -К -Х , где У - гидравлическое сопротивление изделия; X - расход воздуха, м /ч, K jKjKjK.- постоянные коэффициенты. Прих4д,1 MV4 ,29, К 678,5951, ,17б, , а при ,1 ,9785, К2 50,5575, ,2991, ,03972. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Смирнова К.А. Пористая керамика для фильтрации и аэрации. М., Литература по строительству, 1968, с. 23-2. 2.Эль М.А., Эль Ю.Ф., Вебер И.Ф. Наладка и эксплуатация очистных сооружений городской канализации, М., Стройиздат, 1977, С.1Л6-147.

W/////////7////y

/