Способ определения проницаемости слоя зернистого материала

03) рц СО 1 Я 15 ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ОБРЕТЕН Е И и др. О течении вдвианым зернистым емии наук СССР. , с. 655-659 (про теа йд О ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР1 Ю ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ, (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦМОСТИ СЛОЯ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАПА,заключающийся в нанесении на поверность зернистого слоя пробы иелкоди нта персного материала заданного объема. и измерении параметра, характеризующего проницаемость слоя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения способа и расширения области его применения, в качестве праиетра, характеризующего проницаемость, измеряют время истечениямелкозернистого материала через слпри зтои соотношение зернистого мариапа оаэи мелкозернистого материал1 За составляет 2406 д 4 330.Изобретение относится к области Физического измерения и может быть использовано при контроле проницае-. мости структуры слоев зернистого материала. 5Известен способ контроля структуры зернистого слоя, заключающийся в замере скоростей газа на выходе из слоя при его продувке. Зоны с большими скоростями соответствуют повышеннойпроницаемости слоя в этом месте, а малые скорости " небольшой проницаемости Я .Однако с помощью такого спосооа можно определить проницаемость толь- И ко близлежащих к выходу газа слоев зернистого материала, он не дает информации о нроницаемостн верхней части зернистого слоя при его значительной высоте. 20Иаиболее близким к предлагаемому является способ определения проницаемости слоя зернистого материала, заключающийся в нанесении на поверхность зернистого слоя пробы мелкодисперсного материала заданного объема и измерении параметра, характеризую цего проницаемость слоя (21,Недостатком данного способа является сложность и ограниченная область ЗО его нримевения из-за сложности.Цель изобретения - упрощение способа и расширение области его применения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения про.- ницаемости слоя зернистого материала, заключающемуся в нанесении на поверхность зернистого слоя пробы мел-. кодисперсного материала заданного объема н измерении параметра, характеризующего проницаемость слоя, в качестве параметра, характеризующего проницаемость, измеряют время истечения:мелкозернистогоматериала через слой, при этом соотношение зернисто- . ге материала 3) и мелкодисперсного материала 4 составляет 240-"Ц 4330,Замеры производятся,в отдельных зонах поперечного сечения слоя зер нистого материала, где над верхней границей слоя помещают, например, бюретку.с мелкодисперсным материалом специально подобранного фракционного состава и замеряют время истече ния из бюреткн в зернистый слой отдельных порций этого материала. Зонам с большим временем истечения соответствует меньшая проницаемость зернистого слоя и наоборот.П р и м е р 1. В аппарат, состоящий нз цилиндрической царги внутренним диаметром 0,2 м, опорной решетки и сетки, свободно загружают катализатор ИМ, представляющий собой цилиндры размером 0,005 х 0,005 м,на высоту 0,2 м.Над верхней границей слоя располагают вертикально Ъ штативе бюреткудиаметром 0,08 м. Бюретку при закрытом нижнем конце заполняют сыпучим ма.териалом на высоту 0,3 м, т.е. объемсыпучего материала составляет0,000942 мз, Замеряют время истечения указанного сыпучего материалав зернистый слой.Проводят один замер в центральнойзоне сечения ( ) и четыре - в периЦферийной, причем.последние усредняются (2 ),Используют сыпучий материал различ-.його фракционного состава (3): магнезит 4 = 20-30 мкм, песок смкм; 150-200; 200-250; 250-300.В таблице представлены результаты экспериментов - влияние фракционного состава сыпучего материалана время истечения в центральной ипериферийной зонах слоя,Известно, что у свободно загруженных зернистых слоев проницаемостьв центральной части ниже, чем у стенок. Из таблицы видно, что магнезити песок с 3150-200 мкм не чувст-вуют этой разницы проницаемости слоя.Песок с д = 250-300 мкм не проходитчереэ лой, следовательно, части,цы слишком крупные для такой структуры. Подходящим является лищь песокс 3200-250 мкм, время истечениякоторого в центре аппарата в 1,91 развыше, чем у стенок,Таким образом, с помощью пескасд200-250 мкм можно определитьнеоднородную проницаемость свобод-но загруженного слоя керамическихшаров диаметрамн 0,005-0,006 м поразнице времени истечения песка вцентральной и периферийной зонахслоя.П р и м е р 2. В аппарат диамет ром 0,2 м загружают керамические шары диаметрами 0,005-0,006 м.Исследуютт следующие структуры:.с 1, мкм 26 20-30 1,03 150-.200 176 200-250 250-зоа 560 3рыхлая, полученная свободной загрузкой .шаров в аппарат, высотой Нс, 0,8 м,плотная высотой Нс 0,2 мсоставная - никняя часть слоя вы сотой 0,2 м уплотнена, а верхняя высотой 0,6 м загружена свободно.Оценка проницаемости слоев проводится песком с дс 50-200 мкм одним замером в центральной зоне слоя. 10Иа фиг. 1 представлены результа-. . ты экспериментов в координатахгде Ч; - скорость истечения-й пор-.ций песка;скорость истечения песка избюретки,. сечение которой неперекрыто зернистым слоем;Ч, - суммарный объем песка, высыпавшегося из бюретки к концу.ю -го замерар 2Чс- объем зернистого слоя.На полученных графиках проницаемость определяют углом наклона пряиас. Наибольшей проницаемости слоя соответствует линия 1.с меньшим уг" лом наклона, соответствующая рыхлой упаковке. Линия 2 с наибольшим уг- . лом наклона показывает, что у плотой структуры наименьшая проницаемость Лйиия 3 показывает, что пред 35 лагаефаюм способом мозно определить не.однородность проницаемости слоя, яаходящуюся на значительном расстоянии от его верхней границы. 4П р и м е р 3. В аппарат диаметром 0,4 м свободно загружают катализатор Ж, частицы которого имеют форму цилиндров раэмерамн .0,005 х 0,005 мф, на высоту 0,2 м.Через слой просыпается песок фракционного состава 200-250 мкм из бюретки диаметром 0,02 и. Замеряют время истечения одного и того ше объема песка 0,00012 мз .Замеры проводят по концентричес.ким окружностям разных радиусов.На фиг. 2 представлена зависимость скоростей истечения от расстояния от центра, откуда видно, что зоны с высокой проницаемостью распо- ложены в приствночной области, а к центру слоя проницаемость слоя снимается.Таким образом, с помощью предлагаемого способа мошно путем: неслоаных операций оценить проницаемость зернистых слоев в атдельйых зонах поперечного сечения, причем эта оценка будет интегральной по высоте слоя.указанный способ исключает использование трудоемкой и слвкной операции . удаление сыпучего материала вибрацией нли.йыстукиванием, в результате возможно его применение в слоях хрупкого зернистого материала, т,е. расширяется область применения. Кроме того, предлагаемый способ позволяет определять проницаеМость слоя - зернистого материала без изменения его структуры, что необходимо в ряде технологических процессов со специально созданной структурой слоя. ллсто с . й ст1145275 М( / Заказ 1164/33 Тиран 897 Поди ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб,