SU1408306A1 - Method of measuring permeability of porous materials - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технической физике и может быть использовано при контроле проницаемости порис- тых материалов. Цель - повышение ности измерени . Способ включает разделение испытуемым образцом измерительной  чейки на две камеры, подачу газа в одну из камер и регистрацию изменений состо ни . В обе камеры заливают жидкость выше верхнего кра  образца, циклически подают газ под посто нным избыточным давлением в свободный объем над жидкостью попеременно в обе камеры, вытесн ют газом через образец попеременно из камеры в камеру посто нный калиброванный объем жидкости, автоматически фиксируют число и врем  совершени  каждого цикла, по которым рассчитывают проницаемость. Кроме того, предварительно определ ют проницаемость системы без образца, затем с образцом, а проницаемость последнего рассчитывают сравнением результатов измерений . 1 ил. с в (ЛThe invention relates to technical physics and can be used to control the permeability of porous materials. The goal is to increase measurement. The method involves dividing the measuring cell into two chambers with the test sample, supplying the gas to one of the chambers and registering state changes. Fluid above the upper edge of the sample is poured into both chambers, gas is cyclically fed under constant overpressure into the free volume above the fluid alternately into both chambers, gas is alternately displaced from the chamber alternately from the chamber into the chamber a constant calibrated fluid volume, automatically fix the number and time each cycle by which permeability is calculated. In addition, the permeability of the system without the sample is preliminarily determined, then with the sample, and the permeability of the latter is calculated by comparing the measurement results. 1 il. with in (L

Description

00 0000 00

срwed

ОдOd

Изобретение относитс  к технической физике и может быть использовано дл  определени  проницаемости пористых порошковых материалов, кера- МИКИ,-сетчатых и  чеистых материален в порошковой металлургии, строительства , машиностроении и т.п.The invention relates to technical physics and can be used to determine the permeability of porous powder materials, ceramic, mesh and cellular materials in powder metallurgy, construction, mechanical engineering, and the like.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени .The aim of the invention is to improve the accuracy of determination.

На чертеже показана схема осуществлени  способа.The drawing shows a scheme for implementing the method.

Способ определени  проницаемости пористых материалов заключаетс  в разделении испытуемым образцом изме- рительной  чейки на две камеры, создании перепада давлени  жидкости на образце, замере расхода жидкости в измерительной  чейке с установл-енным образцом и без него, расчете коэффи- циента проницаемости, причем через образец попеременно циклически в обоих направлени х (из камеры в камеру) профильтровывают посто нный калиброванный объем жидкости, при этом фик- сируют число и врем  циклов.The method for determining the permeability of porous materials consists in dividing the measuring cell into two chambers by the test sample, creating a differential pressure of the liquid on the sample, measuring the flow rate of the liquid in the measuring cell with and without an established sample, and calculating the alternating sample cyclically in both directions (from chamber to chamber) a constant calibrated volume of liquid is filtered, and the number and time of cycles are fixed.

Пример. Образцом пористого материала 1 раздел ют измерительную  чейку 2 на две камеры 3 и 4 равного объема таким образом, что последние сообщаютс  одна с другой только через образец. Затем в камеры 3. и 4 заливают исследуемую жидкость 5 (например , воду, масло, топливо, электролит и т.п.) вьше верхнего кра  об- разца 1 на величину, обеспечивающую полное погружение образца в жидкость при колебани х уровн  в камерах. Открыв клапан 6, в -первую камеру подают газ, например воздух, избыточьым давлением Р, Под действием этого избыточного давлени  жидкость из пер- 8(5й камеры начинает перетекать через образец во вторую камеру. Датчик 7 уровн  в момент начала течени  жид- кости через образец включает отсчет- ное устройство 8 времени и счетчик 9 циклов. Обратный клапан 10 во втор камере в этот момент вьтускает газ из камеры в атмосферу, чтобы оставалс  посто нным перепад давлени  на образце . Когда уровень жидкости в первой камере понижаетс  до минимального , датчик 7 закрывает клапан 6, а датчик 11 уровн  открывает клапан 12 Тем самым газ того же давлени  поступает во вторую камеру и начинает вытесн ть жидкость через образец обратно . В это врем  обратный клапанExample. A sample of the porous material 1 divides the measuring cell 2 into two chambers 3 and 4 of equal volume so that the latter communicate with each other only through the sample. Then, the test liquid 5 (for example, water, oil, fuel, electrolyte, etc.) is poured into chambers 3. and 4 above the upper edge of sample 1 by an amount ensuring complete immersion of the sample in the liquid during level fluctuations in the chambers. Having opened valve 6, gas — for example, air — with an excess pressure P — is introduced into the first chamber. Under the action of this excess pressure, liquid from the first 8 (the 5th chamber begins to flow through the sample into the second chamber. Level sensor 7 at the moment the liquid begins to flow the sample includes a time reading device 8 and a cycle counter 9. The check valve 10 in the second chamber at this point injects gas from the chamber into the atmosphere so that the pressure drop on the sample remains constant. When the liquid level in the first chamber drops to the minimum, the sensor To 7 closes valve 6, and the level sensor 11 opens valve 12 Thus, the gas of the same pressure enters the second chamber and begins to force the liquid back through the sample. At this time, the check valve

00

5 0 5 5 0 5

0 с 0 д 0 s 0 d

00

5five

13 выпускает и атмосферу газ из первой камеры, а счетчик 9 циклов отмечает завершение первого цикла и начало второго. Когда уровень жидкости понижаетс  во второй камере до минимального , датчик 1 закрывает клапан 12, а датчик 7 открывает клапан 6, и процесс перетекани  жидкости начинает вновь. Счетчик циклов в это врем  отмечает конец второго цикла и начало третьего.13 releases the atmosphere from the first chamber and the 9-meter counter marks the end of the first cycle and the beginning of the second one. When the liquid level in the second chamber is lowered to the minimum, sensor 1 closes valve 12, and sensor 7 opens valve 6, and the process of fluid flow begins again. The cycle counter at this time marks the end of the second cycle and the beginning of the third.

За врем  измерений через образец перетекает посто  нный калиброванный объем жидкости, который с помощью датчиков 7 и 11 можно точно выставить. Этот калиброванный объем жидкости должен быть таким, чтобы во врем  колебаний уровн  жидкости в камерах образец был полностью погруженным. Если это условие не соблюдать,то возникает погрешность, св занна  с изменением площади фильтрации. Поскольку можно точно измерить посто нный калиб- рованньй объем перекачиваемой жидко сти , число циклов, врем  совершени  каждого цикла и суммарное врем  данного числа циклов и поскольку число циклов может быть практически неограниченным , то .тем самым очень точноDuring the measurement, a constant calibrated volume of liquid flows through the sample, which can be precisely set using sensors 7 and 11. This calibrated fluid volume must be such that during the fluctuations of the fluid level in the chambers the sample is completely submerged. If this condition is not met, then an error occurs associated with a change in the filtration area. Since it is possible to accurately measure the constant calibration volume of the pumped liquid, the number of cycles, the time taken to complete each cycle and the total time of a given number of cycles, and since the number of cycles can be practically unlimited, it is very accurate

может быть измерен расход жидкости при данном перепаде, а значит, и проницаемость . Проницаемость образца К рассчитывают по формуле the flow rate at a given differential can be measured, and hence the permeability. The permeability of the sample To calculated by the formula

.. iX h-S k N H опсл in-5 2.. iX h-S k N H Opsl in-5 2

V Ч ° V ch °

г b . р-1,Ъд-т,;g b. p-1, ddt;

.где р - средний перепад давлени , соответствующий давлению в ресивере;where p is the average pressure drop corresponding to the pressure in the receiver;

tp, t - врем  N числа циклов соответственно с образцом и без образца;tp, t is the time N of the number of cycles, respectively, with and without a sample;

N - число циклов;N is the number of cycles;

S|i, BO - площадь соответственно камеры и образца;S | i, BO is the area of the chamber and the sample, respectively;

Н - амплитуда колебаний жидкости;Н - amplitude of fluid oscillations;

h - толщина образца; JU - динамический коэффициент в зкости жидкости.h is the sample thickness; JU is the dynamic viscosity coefficient of the fluid.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  проницаемости пористых материалов, включающий разделение испытуемым образцом измерительной  чейки на две камеры, создаГРThe method for determining the permeability of porous materials, including the separation of a measuring cell into two chambers by the test sample, created 13 W13 W