Способ определения гидравлического сопротивления пористых материалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. С 01 И 7/10 С 01 Н 15/08Гоеударствснный камнтет СССР по делам взобретеннй и атнрытнй/вКучинский комбинат керамических облицовсцных материаловОбьединения "Москерамика"(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 1Изобретение относится к определе нию фильтрационных характеристик пористыхматериалов, используемых для фильтрации жидкостей и газов, аэрации жидкостей и порошкообразных материалов, диффузии.Известен способ определения гид" равлицеского 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 1 1 1.Однако способ характеризуется отсутствием возможности определения гидравлического сопротивления не-, водостойких пористых материалов изза их разложения при насыщении водой, трудоемкостью подготовки образцов к испытанию и самого испытания, неточностью полученных результатов при подсчете по миллиметровойшкале дифманометра; невоспроиэводимостью данных при переходе от испытаний маленьких образцов к большимизделиям,зНаиболее близким способом к предлагаемому по техницеской сущностиявляется способ определения гидравлического сопротивления фильтросных плит,заключающийся в том,что сопротивлениеплит насыщенных водой, определяют пожидкостному манометру, причем воздухподаетсяпод плиту с определеннымрасходом (200 л/мин), с помощью измерительной диаФрагмы, вмонтированной в воздуховод 12 1,Известный способ отлицается недостаточной точностью определения гидравлического сопротивления в связи20 с тем, цто давление в воздуховодахнепостоянно, а измерение расхода поперепаду на диафрагме зависит от давления в трубопроводе. Кроме того,где г - радиус пор, мкм; У - гидрав- лическое сопротивление в насыщенном водой состоянии; 29512 - постоянная29 Я 2Для примера г= - =133 мкм.345,ЪП р и м е р 2, Ьезобжиговая неводостойкая плита КИразмером 500 к250" 20 мм, предназначенная 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 постоян 3 966практически не.достигается герметиза"ция плиты в патроне, так как вакуумная замазка плохо пристает к мокрой плите и в воде отстает от резиновых прокладок, иэ-за чего частьвоздуха идет не через испытуемуюплиту, а через неэагермвтизированные щели, цто искажает величину гидравлического сопротивления пластины.Результаты измерения искажаются так вже и из-за того, цто в процессе мон"тажа плиты насыщенной водой, в патрон и ее промазки вакуумной замаз-,кой, вода из некоторого объема порвыливается. Способ также имеет узкий интервал измерений. При помощиэтого способа можно определить гид"равлическое сопротивление изделий сразмером пор от 15 до 200 мкм, нона плитах с размером пор менее 100 мкм оочень трудно достичь герметизацию из"делия в патроне, При испытании изделий с размером пор более 200 мкмрезультаты определений значительноискажаются, так как в крупных порахвода не задерживается. Кроме того,способ трудоемен и длителен.Цель изобретения - повышение точ-.ности и расширение пределов измерений при уменьшении времени испытания.Поставленная цель достигается .тем, цто согласно способу определения гидравлического сопротивленияпористых материалов путем пропускания воздуха через изделие с последующим определением гидравлическогосопротивления по расходу воздухаи перепаду давления, воздух пропускают через изделие при перепаде давления равноммм вод, ст. на 1 ммтолщины исследуемого изделия, приэтом измеряют расход воздуха а гидравлическое сопротивление изделийопределяют по формуле2 45У=К 1-К Х+КХгде У - гидравлическое сопротивление изделия,Х -, расход воздуха, м /ч;К-К 1 - постоянные коэффициенты, 50При Х9,1 м/ч, Кв - 2477,94; Кф,=,50,55754; К; - ,".,2991; К=0,03972,55На чертеже показана схема установ"ки для определения гидравлическогосопротивления пористых материалов. 555 фСпособ осуществляется следующимобразом,Изделие закрепляется в патроне 1с помощью резиновой прокладки и ваку.умной замазки. Из воздухопровода черезротаметр 2 марки РИГУЗ подаетсявоздух, вследствиечего под. изделиеМв патроне создается напор. Подача воздуха регулируется таким образом, цтобы под изделием в патроне создался напор воздуха, равный толщине стенки изделив или толщине испытуемой плиты,Напор устанавливается с помощью жидкостного тягонапорометра 3 (ТНЖ), Приустановившемся напоре, равном толщинестенки изделия, на ротаметре 2 фикси"руется величина расхода воздуха, прошедшего через изделие в сухом, ненасы щенном состоянии. Гидравлическое сопротивление изделий в насыщенном водой состоянии, рассчитывают по формулам2У=2477 294-678 5951 Х+711764 Х 2,54822 Хпри Х 9, м/ч ЖУ=579 9785-5055754 Х+2,29911 Х 0,03972 Хпри Х Ъ 9,1 м /ч .С 2)где используется измеренная величина Х расхода воздуха через. иэделиев сухом состоянии,П р и м е р 1. Обожженная фильтросная плита, Размером 300 ч 300"35 мм изшамотно-силикатной массы, закрепляется в металлическом патроне. Подплиту в патрон через ротаметр РИ 25 ГУЗ подается воздух, под плитойсоздается напор 35 мм вод. ст проверяемый тягонапорометром и при установившемся напоре расход воздуха составляет 14 м /ч. Подставляя в формулу (21 Х=14, получают У=213,3 ммвод,стОдновременно определяют размер порпо формулег 9512 (Ъ)1" =96655 Формула изобретения 5ным, равным по ТНЖ 200 мм вод. ст.По ротаметру зафиксирован расходвоздуха 6,5 м /ч. По Формуле ( 1 7 расчитывается гидравлическое сопротивление плиты, насыщенной водой, что 5составляет 375,3 мм вод. ст. В ТУ400-1-22-79 на плиты шамотные дляаэрования порошкообразных материаловвходит показатель размера пор. Размер пор вычисляют по формуле 1 3). 10Отсюда г - равняется 78 мкм,Таким образом, используя вычислен"ную величину гидравлического сопротивления, можно вычислить другие,зависящие от нее, показатели. 1 ЗП р и м е р 3. Определение гидравлического сопротивления неводостойких песчаносиликатных Фильтров, предназначенных для очистки воздуха отпыли и масла производится следующим 20образом. В цилиндрический образец.размером ф 50 ф 30 130 мм подается воз-дух. Внутри образца создается избыточный напор воздуха равный1 мм вод, ст. на 1 мм толщины стенки итрубки, При этих параметрах измеряется расход воздуха Хпроходящий через сухое иэделие. Расход воздуха поротаметру составляет 6,2 м/ч, поформуле1) рассчитывается гидравлическое сопротивление образца в насыщенном водой состоянии, что составляет 400 мм вод. ст. По ТУ 21-28-2578 на "Элементы Фильтрующие" установлен норматив размера пор, Размер3пор рассчитывается по Формуле ( 3).г=74 мкм.Значение гидравлического сопротивления пористых изделий в насыщенномводой состоянии является одной из основных Фильтрацйонных характеристики служит исходной величиной при расчете очистных и других сооружений.Использование предлагаемого спо"соба определения гидравлического со 15противления пористых изделий обеспеч ивает повышение точности определениянезависимо от побочных Факторов, ускоренный массовый контроль готовой 5 6продукции, промежуточный контроль по"луфабриката, определение размера пори других величин, зависящих от гидравлического сопротивления безобжиговых и других неводостойких изделий,расширяет пределы измерений 1 можноиспытывать изделия с размером пор0,1 мкм и более уменьшает трудоемкость испытания и улучшает условиятруда лаборантов Способ определения гидравлического сопротивления пористых материаловпутем пропускания воздуха через изделие с последующим определением гидравлического сопротивления по расходувоздуха и перепаду давления, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точносги и расширения пределов измерений при уменьшении времеНииспытания, воздух пропускают черезизделие при перепаде давления, приэтом измеряют расход воздуха, а гидравлическое сопротивление иэделия определяют по ФормулеУ=К, -КХ+К Х ",К, Хгде У - гидравлическое сопротивлениеизделия,Х - расход воздуха, м /ч,3К,ККК- постоянные коэффициенты,При Х Ф 9,1 м/ч Кг=2477,294; К =5951 К 71 1764 К 4 54а при Х Ъ 91 м/ч К=579,9785,=50,55754, Кэ,=2,2991, Кд=0)03972,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Смирнова К.А. Пористая керамика для ФильтраЦии и аэрации, М.,"Литература по строительству", 1968,с. 23"24.2. Эль М.А., Эль Ю,Ф., Вебер И.ф.Наладка и эксплуатация очистных сооружений городской канализации, М.,Стройиздат, 1977, с.146-147.966555 ставитель О.Чернухехред Т. Йаточка Редактор Т.Иитрови ректор Л. Бокщан каз 7 3/ 0 ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектн ил ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Иосква, Я