Способ исследования структуры засыпных сред в каналах сложной геометрии

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ООИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 191 ( 59 М 1508 ЕНИЯБ ЬСТВУ нание про- положего ниж- аждения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИ ТОРСКОМУ СВИДЕ(56) К 1 ддчау, ТагЬис 1 с. ТЬе Вапдов Рас 11 п 8 оГ ярЬегея. - Вг 1. СЬев. Еп 8., 1967, 12. 384.К 1 ддчау, ТагЬисЕ. Чо 1 даяе Р 1 исСцаг.1 опя 1 п БапдовЪУ Рас 1 ед Ведя оЕ БрЬегея Адасепг го а СопСадп 1 п 8 Яа 11. - СЬев. ЕпяЯст, 1968, 23,1147.Вепепай 1. Вгоя 11 оч. Чодд Ргасгдоп 01 яг.г 1 Ьи 1 оп 1 п Ведя оЕ БрЬегев, А 1 СНЕ 1, 1962, 8, 359.(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫЗАСЫПНЫХ СРЕД В КАНАЛАХ СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИИ(57) Изобретение может быть использовано в тех областях науки и техники, где применяются пористые тела,(засыпки в химической технологии,рекуперативные теплообменники ит.п.). Целью изобретения являетсяобеспечение исследования структурыобразца без его разрушения. Способ заключается в вьщелении участкаизмерения распределения пористостив канале с засыпной средой. Этотучасток ограничивается поверхностями затвердевших наполнителей. Сначала канал с засыпкой заполняют расппавленным наполнителем с более высокой температурой плавленияпример сплавом Вуда. Заполнеизводится при горизонтальномнии выделяемого участка до еней границы. Затем после охлканала до эатвердевания первого наполнителя его располагают так, чтобы следующая граница участка былатакже горизонтальной и находиласьниже предыдущей. После этого заполняют канал вторым наполнителем с более низкой температурой плавления,например парафином, доводя уровеньдо второй границы участка. После эатвердевания второго наполнителя вканале образуется исследуемый участок заданных размеров. Распределение пористости в участке определяютс помощью послойного заполнениязидкостью и измерения уровня с последующим вычислением пористости.1 з-п. ф-лы, 5 ил.12591 55 20 шАЧ 1 Ч 50 55 1Изобретение относится к исследо. -ванию Физических свойств веществ,а именно к исследованию структурызасылных (пористых) сред, и можетбыл ь использовано в тех областяхнауки и техники, где применяются пористые тела (засылки в химическойтехнологии, рекуперативные теплообменники,и т п,),Цель изобретения - обеспечение Оисследования структуры образца безего разрушения,На фиг. 1 изображена первая стадия подготовки канала с засыпнойсредой к измерению, на фиг. 2 - вторая стадия на Фиг. 2 - стадия определения локальной пористости путемзаливки, на Фиг. 4 - измерения распределения локальной лористости вкрутом цилиндрическом канале с вытеснителями крутой цилиндрическойФормы, расположенными параллельно,оси канала," на фиг. 5 - то же, свыделением нового участка,П р и м е р. Для подготовки к 25измерению канал 1, содержащий засыпную среду 2, располагают так, чтобыграница 3 участка 4, в котором проводят измерения, была расположенагоризонтально (фиг. 1). При этом ЗОканал 1, содержащий пористую среду2, прогревают до температуры плавления первого, более тугоплавкогоьнаполнителя,с целью исключения эфФекта усадки и образования пустот,Первый наполнитель нагревают доплавления и заливают в канал 1, насыщая при этом пористую среду 2,до тех пор, пока уровень поверхности наполнителя не дойдет до намеченной границы 3 исследуемого участка 4. В этот момент подачу первогонаполнителя прекращают и канал 1 спористой средой 2 охлаждают до затвердевания первого наполнителя. После этого канал располагают так,чтобы следующая граница исследуемого участка была расположена горизонтально, Для образования плоскопараллельного участка канал переворачивают вокруг горизонтальной оси наа180 (Фиг. 2). Таким образом, полученная при эатвердевании первогоналолнителя граница 3 исследуемогоучастка 4 становится верхней границей, а вторую, нижнюю границу образуют повторением тех же операций свторым, более легкоплавким наполнителем. При этом температуру канала 1 с засыпной средой 2 поддерживают на уровне температуры плавления второго наполнителя. При достижении уровня границы 5 исследуемого участка 4 подачу второго наполнителя прекращают, и канал охлаждают до эатвердевания второго наполнителя. Для удобства проведения исследования выбирают наполнители с температурами эатвердевания выше комнатной .После формирования исследуемого участка канал располагают, как показано на фиг. 3. Для удобства измерения и повышения точности боковые стенки участка, образованные свободными поверхностями затвердевших наполнителей, устанавливают строго вертикально. Определение локальной лористости проводят путем заливки известного количества жидкости в исследуемый участок и вычисления объема, занимаемого этим количеством жидкости вместе с засыпной средой с помощью измерения уровня жидкости в участке. Локальную пористость определяют по формуле где ш - пористость 1-го сеченияисследуемого участка,ьЧ ; - объем жидкости, залитойв исследуемый участок в1-м измерении,ЛЧ, - объем ь-го сечения исследуемого участка, определяемый как произведениефронтальной части участкамежду уровнями Ь., и Ь;на протяженность участкав перпендикулярном направлении.формирование исследуемого участка возможно и с помощью одного на)полнителя., при условии сохранения образованных границ в неизменном состоянии во время формирования последующих границ. Это можно обеспечить, например, охлаждением затвердевших участков или использованием полигериэующихся наполнителей.П р и м е р 2. Проводят измерение распределения локальной пористости в засыпке стальных варов, находящейся в круглом цилиндрическом канале с вытеснителями круглой цилиндрической формы, расположенными пати по всему сечению канала, в томчисле вблизи вытеснителей,1. Способ исследования структуры засыпных сред в каналах сложнойгеометрии, эакпючающийся в том, чтоканал с засыпной средой насыщают 1 О твердеющим наполнителем с последующим определением распределения порпо размерам на исследуемом локальномучастке, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения иссле дования структуры образца без егоразрушения, насьпцение осуществляютв несколько стадий, причем на каждой стадии канал заполняют наполнителем частично и обеспечивают его 30 отверждение, а насьпцая канал выделяютисследуемый участок, ограничивая егоповерхностями затвердевшего наполнителя, после чего осуществляют егопослойное заполнение жидкостью и 35 измеряют уровень жидкости , с последующим вычислением пористости. 2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что насьппение осуществляют несколькими наполнителями, причем на каждой стадии используют наполнитель, температура плавления которого вьппе температуры плавления наполнителя, используемого на следующей стадии,3 1259155раллельно оси канала (фиг. 4 и 5) .В канал, прогретый до температурыгзл80 С, заливается расплавленньп сплавВуда ( = 70 С) . Канал при этомрасполагается горизонтально, чтоконтролируется с помощью уровня .Расплавленный сплав Вуда заливаетсядо границы исследуемого участка,процесс контролируется через смотровое стекло. По достижении требуемого уровня канал охлаждается доо60 С в том же положении, затемпосле затвердевания сплава Вуда, переворачивается вокруг продольнойооси на 180, и в него заливаетсярасплавленный парафин (с= 50 С) довторой границы исследуемого участка. Затем, после охлаждения каналадо затвердевания парафина, он выставляется так, как показано нафиг. 4 и проводится измерение распределения пористости по участку.Для этого через отверстие в торцовой стенке, сделанное в верхней части участка, заливается небольшимипорциями вода и по шкале, нанесенчнои на смотровое стекло с внутреннейстороны, фиксируется соответствующийуровень, Затем канал прогреваетсяодо= 60 С и из него сливается рас- ЗОплавившийся парафин, после чего температура канала повышается до 80 С,и проводится выделение нового исследуемого участка (фиг, 5),В результате исследования получено распределение локальной пористос 35 Формула изобретения1259155 ешетник 114/41 ТираВНИИПИ Государстпо делам изобр 113035, Москва, ЖПодписноСР етаытий ного ко тении и отк 5, Раушская аб., д. жгород, ул. Проектна оизводственно-полиграфическое предприят Составитель В.Алексеевактор Н.Марголина Техред М.Ходанич Коррект