Способ объема определения тел

(21) 4862048/ (22) 30.08.90 (46) 30.05,93. (71) Московск (72) Б,А. Таубе (56) Авторское 3 Ф 338823, кл.Авторское М 1422012, кл 0 сины. Сущность изобретения: для оп ределения объема материала его помещают в герметичную измерительную емкость и осуществляют в нее.перепуск газа иэ калиброванной емкости, Объем материала определяют по давлениям в емкостях до и после перепуска и их объемам. Чтобы учесть адсорбцию - десорбцию газа на стенках емкостей и на измеряемом материале, предварительно осуществляют два дополнительных перепуска газа в измерительную емкость, в которую помещена только часть материала извертного объема. 1 ил.,ОО определяюиз уравне Ч-Чв(о(аМ,-аМ 1/ввт-/вооЧо- р Рр(тоКр)/ еир( в,те/ - ) р, /р)т/ Чг вОт%- коэффициент пористости Кпор данного материала, при этом неизвестный объем всей партии материалов определяют из уравнения ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СП ,;ОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ТЕЛ (57) Использование: измерение объема микропористых материалов, например древеИзобретение .относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении объема микропористых материалов, например древесины, в технологических емкостях,Цель изобретения - повышение точности измерения.Цель достигается благодаря тому, что при газодинамическом способе определения объема материалов путем газового разряда калиброванной емкости в измерительную и измерения давлений в этих емкостях до и после газового разряда предварительно в измерительную емкость помещают часть материала известного номинального обьема, осуществляют два до-. полнительных газовых разряда калиброванной емкости в измерительную емкость и измеряют давления в этих емкостях до и после разрядов, затем из уравне- ния неизвестную константу 6,1818540 СРО, М СР фи= Ри РИМс-ОР с," Р - Ри,И-(СР, КЬ С м а,т р 9 ф.Рф 1-МР-Р","фньР.фн "фт где Рао, Рио, Рр - первоначальные давления в калиброванной и измерительной емкостях и равновесное давление после газового разряда;Ча, Чп, Чт- номинальные объемы калиброванной и измерительной емкостей и номинальнцй объем части партии материалов;.Ч - оггределяемый объем партии материалов; Й, -универсальная газовая постоянная; Т - температура газовой среды, окружающей емкости;Ткр, Ркр - критические температура и давление; Ь - константа Ван-дер-В вальса; бЬ - обобщенная константа, равная .=В ф где В - структурная константа, ф- коэффициент афинности;Кпор - коэффициент пористости данной партии материалов;ЬМа, ЬМп - масса газа, десорбируемая со стенок калиброванной емкости, и масса газа, адсорбируемая на стенках измерительной емкости в процессе газового разрядаС(РО Ч0 аойа)1+Сс-) о айу 1 где С - константа, постоянная для данного материала, из которого изготовлены измерительная и калиброванная емкости;( - коэффициент, равный отношению М/10, где М - молекулярный вес Оа, Ои - масса калиброванной и измерительной емкостей;Я - удельная поверхность материала, иэкоторого изготовлены калиброванная и из- , 5 мерительная емкости;й - число Авогадро;Ан - площадь молекулы газа, занимаемая в адсорбируемом слое;Р - давление насыщения, определяе мое из уравнения000" Ю 1 Р=Ф (- - ) -- РЕ-Н где Р - текущее давлениеи+ индексы первого и второго дополнительных газовых разрядов, при которых визмерительной емкости насыщается толькочасть партии материалов;- индекс основного газового разря 20 да, при котором в измерительной емкостирасполагается весь материал,На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенный способ,Устройство состоит иэ баллона 1 со сжа 25 тцм воздухом, соединенного посредствомтрубопровода с пневмоклапаном 2 с калиброванной емкостью 3, которая, в свою очередь, посредством трубопровода спневмоклапаном 4 соединена с измеритель 30 ной емкостью 5, Емкости 3 и 5 снабженыманометрами 6 и 7.Измеренобъема партии материаловпроизводится следующим образом,Сначала в измерительную емкость 5 по 35 мещается небольшая часть партии с известным номинальным обьемом. Емкость 5герметизируется, и из баллона 1 в калиброванную емкость 3 подается первая порциягаза, С помощью манометра 6 измеряют"0 давление в калиброванной емкости 3 и открывают клапан 4, пропуская газ в измери тельную емкость до выравниваниядавлений в обеих емкостях. Данное давление измеряют при открытом клапане 4 ма 45 нометром 6 или 7, После этого клапан 4закрывают и в калиброванную емкость 3подают новую порцию газа, поднимая егодавление до величины большей, чем дляпервого дополнительного разряда, Данное50 давление измеряют манометром 6 и вновь,открывал клапан 4, перепускают газ иэ калиброванной емкости 3 в измерительнуюемкость 5 до выравнивания в них давления,которое измеряют манометром 6 или 7,С учетом явления адсорбции уравнениегазового балансав емкостях 3 и 5 будетиметь вид: РаоЧа+Рио(Чп-Чт)1= Рр(Ча+Чп-Чт)+ЬМагде йо - универсальная газовая постоянная;Рао, Рио, Рр - первоначальные давления в калиброванной и измерительной емкостях и равновесное давление;Ча, Чи - номинальные объемы калиброванной и измерительной емкостей и номинальный обьем части партии материаЛов, помещенной первоначально в иэмеоитель ную емкость;Ь - константа Ван-дер-Ваальса;Кпор - коэффициент пористости материалов;(Э 2 - обобщенная константа, равная Вф 5 где В - структурная константа; Р - коэффициент афинности;Ркр, Ткр - кРитические Давление и температур.:Т - температура окружающей среды; 30ЛМа; ЛМ/ - МаССа Гаэа, дЕСОрбИруЕМая со стенок калиброванной емкости, и масса газа, адсорбируемая на стенках измерительной емкости в процессе газового разряда; 35 САРР/Р) СР/РН К 5 СоВ исходном расчетном уравнении (5) всепараметры известны, кроме Коор, Значения 45 Рао, Рио, Рр могут быть взяты как иэ первогогазового разряда калиброванной емкости 3, так и из второго ее газового разряда, То есть можно в уравнение (5) подставить значения Рао Рио, Рр или значения Рао, Рио, 50 Рр - результат будет одинаковым.После определения констант 9 и Каор,присущих данному материалу, в емкость (5) загружают всю партию материалов. Емкость 5 герметизируют. Затем из баллона 55 нагнетают в калиброванную емкость 5 газдо давления Рао, измеряя эту величину манометром Б. Затем, открыв клапан 4, перепускают газ из калиброванной емкости 3 в измерительную емкость 5 до выравкнивания давлений в них и измеряют равновесное Тгехр( - АЛЬТ О( г ) )Ткр Рр СРРо Кз саМе(Рн РриР (мРР СР.Р ЯР-о-ЛР 1 РР где С - константа, постоянная для данного материала, из которого изготовлены обе емкости;5 - удельная поверхность, иэ которого изготовлены обе емкости;Оа, 6 и - массы калиброванной и измерительной емкостей;й - число Авогадро;Ам - площадь, занимаемая молекулой газа в эдсорбируемом слое: Р/Р - давление насыщения, определяемое из уравнения где Р 1 - текущее давление.В уравнении (1) две неизвестные величины - обобщенная константа Ог и Коор - коэффициент пористости материалов.Для определения константы (9 реаим совместно два уравнения (1), но при различных Рао, Рио, Рр. При первом газовом разряде калиброванной емкости этим параметрам дадим индекс , при втором газовом разряде - индекс . Получим следующее расчетное уравнение для определения константы:(/РмоЬМ 1 Яте РрМРккЧ ЧР 1 РЧРРт/т 1 ао /о скет ектс)// - 1 Р,Р/РР 11.еке Ркте)1/ - / Рт/Р",11 (кР) После определения константы 9 определим коэффициент пористости материалов из уравнения(1), Для этого преобразуем его следующим образом: Рр(//л+Чл ут+ 1 йяо Ьи 1 коТКЕхР -ОТ СД РР/РРл хаорто Рио(улт)