Способ определения объема задерживающих пор фильтрующего материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 410 50 4 С 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ У ТОРСНОМУ зобретен ости опр вля ен1 по ем ус а, В.А. ши занных с н преде ильтр пилляров вСпособ закза под давтанный жид(088.8)свидетель01 И 15/идетельстО 1 И 15/ лючает ением остью мают характеристики прон сухого и пропитанного жи разца. Дополнительно зам газа через единичную по ного жидкостью образца п соответствующем раскрытию ры, и дальнейшей математ работкой полученных хара определяют объем задержи на единице поверхности м1 табл. 3 ил,цаемостикостью об яют расход пропитан- давлении, данной по 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИДЕРЖИВАЮЩИХ ПОР ФИЛЬТР(57) Спос держивающ лов относ в частнос объема защих матери фильтрации азателей к б определени х пор фильтр скои о теристик ающих по тся к обла и к оценке териал ства и териалов. Це рую их(56) Авторское413407, кл. САвторское св280042, кл. Г ство СССР00, 1970.во СССР08, 1969.ВОБЪЕМА ЗА -111 ЕГО МАТЕРИА тся повышение точобъема задерживаю- ранения ошибок, свяленностью формы ка- ующих материалах. я в пропускании гачерез сухой и пропиобразец. Затем сни 1394109Изобретение относится к контрольно измерительной технике, а именно к бласти изучения фильтрационных свойств, и может быть использовано для определения грязеемкости фильтрующих материалов.Целью изобретения является повышейие точности определения путем устра ения ошибок, связанных с неопреде"10 ле ностью формы капилляров в фильтр щем материале,На фиг,1 показана схема устройства для определения зависимости расхо а газа от давления через образец; 15 на фиг.2 - схема устройства для изме ения расхода газа через единичную по у; на фиг,З. - зависимости расхода га а от давления.Устройство содержит зажимное при способление 2, газовый баллон 3, воз" д ный фильтр 4, редуктор 5, ротом тр 6, пьезометр 7, емкость 8 с жидк стью 9, мерный колпак 1 О.25 м Способ осуществляется следующиобразом,В устройство закрепляют сухой образец 1 исследуемого фильтрующего материала, устанавливают в эажимное 30приспособление 2, в полость которогоподдается газ из баллона 3, предварительно очищенный воздушным фильтром 4, при пониженном (редуктором 6)давлении. Пропускают газ через образец 1 и снимают зависимость расходагаза от давления (характеристика проницаемости сухого образца),Затем образец 1 пропитывают смачивающей жидкостью и медленно повы Ошают давление под образцом до появления первого пузырька. При дальнейшемувеличении перепада давления на пропитанном образце фильтрующего материала открываются сквозные поры от максимальных до минимальных значений всоответствии с приведенной выше зависимостью для равновесного капилляр.-ного давления,Давление газа увеличивают ступенчато, при каждом фиксированном значении давления производят считываниеданных по показаниям ротометра 6 ипьеэометра 7.Характеристику проницаемости пропитанного образца снимают с моментапоявления первого пузырька цо состояния сухого (или почти сухого) образ ек, замеря ницы объем го колпака асход воздуха через е В- Ьк д - дРер ъема жидкости 9олпаке;кости 9 над об - высо разц:к относительная плотностьжидкости 9 (по отношениюк воде)давление насыщенных паровжидкости 9. е математической обработп ных эультатов исклюе наименьшим ют данные,лученным ве ра тнь чинам, т.е.амера расхо соседних п исключаов газа ют результаты через несколь дного размера (спа за) ные с йки По полученным данным вычерчиваются графики (фиг,3, где кривая 1 характеристика сухого образца, кривая 2 - характеристика проницаемости пропитанного образца.С целью дополнительного замера расхода газа через единичную пору исследуемого материала зажимное приспособление 2 (фиг.2) с образцом 1 опускают в емкость 8 с жидкостью 9 на глубину Ьи медленно повышают давление газа до дР, до появления отдельных струек газа, проникающих через единичные поры исследуемого материала и слой рабочей жидкости Ь Необходимость эта вызвана тем обстоятельством, что при пропускании газа через пропитанный жидкостью образец замер расхода газа при давлении появления первого пузырька зачастую определяет данные истечения через несколько пор одного размера, что подтверждается многолетним опытом анализа данных исследований.Накрывая отдельно самые тонкие струйки градуированным стеклянным колпаком, заполненным жидкостью 9, при фиксированном значении перепада давления ВР; на образце, соответствующем моменту появления этих струют время ь вытеснения едиа ч жидкости из-под мерно1394109 Г(в)Р(2) Рййч ропускная, ь единицы по- сследуемого- удельная способно сук (64 с Учитывая,енин перепадом и пропита ИДРК течения в по ние расходов поры размеро е р и 6 Пр где е ерео схода пору а; единичмого ма 45хности ется Тогда ной пропобщего поруйки илических 5 ь Канто а.,Й. дР;дР,опре на е обра квозных п исследуем ляют количест ого инице поверхносца материала При математической обработке характеристики проницаемости сухого образца исследуемого материала используют известные законы гидравлики.5 Прямолинейная зависимость перепада давления от расхода газа описывается уравнением Пуазейля для ламинарного течения.,верхности иобразца;0 - расход газа;Р - площадь поверхности образца;К - коэффициент удельнойпропускной способности;коэффициент динамической вязкости.При увеличении скоростей протекающего потока режим течения через поровые каналы переходит в турбулентный и описывается уравнение Грина Ч+ Ь+)Д э(Ге)плотность потока;характеристические постоянные (по результатам исследований (ш+6) 1,19 - приединицах измерения параметров потока, принятых в С 1 ЦА,в случае измерения Р в мм2вод.ст., и в л(мин см , ув (т+В) = 0,098),м40- количество поровых каналовна единице поверхности исследуемого образца материала;- площадь проходного спор на единице поверматериала,постоянный коэффициент удельускной способности определяется по данным прямолинейн го участка характеристики проницае мости сухого образца 1 исследуемог материала.По данным криволинейного участк той же характеристики (в области максимальных скоростей ) из эависимости Грина определяется площадь проходного сечения пор на единице поверхности материала Далее, принимая, что при давлении, когда через гропитанный образец продавливается половина расхода сухого образца (кривая 3, фиг.2), раскрывается пора среднегеометрического размера 6 ,по данным фиг.2 определяют значение д Р , Тогда характеристику проницаемости сухого образца можно рассматривать как зависимость суммарного расхода газа, протекающего через (Г(з) Р) поровые каналы средне- геометрического размера Й , от перепада давления то при одинаковом зн давления (дР,) на с ном образце скорости х одинаковы, отношеаэа через единичные а(К) и а(Г.) значение расхода газ характеристике прони мости сухого образца (фиг,3 ) при значении пада давления дР;, с ветствующем замеру р газа через единичную исследуемого материал р, р расход газа чере ную пору исследу териала (определ тем выделения из тока единичной с замера его гидра параметров).да,используя зависим1394 09 50 ух 1 : Рс:Я В(т ) (3) По полученным параметрам поровой структуры определяется объем задерживающих пор исследуемого материала по соотношению(4) П р и м е р. Математическая обраотка результатов испытания по опреелению гряэеемкости образца сетки О/720 (аор-" 30 мм; Р 7,07 см ). Оедул/мин Р;, мм вод.ст. ч, см3 50 О, 0012 92 О,ОООЬ 98 0,00055 314 330 329 345 370 112 О, 0005 359 375 С учетом высоты подъема жидкости в мерном колпакеЬ для замеров в эти"35 ловом спирте расход воздуха определяют по зависимости В,орлВ+(л Ь + ВР; ) 40 Из анализов полученных результатов следует, что величина расхода воздуха через единичные поры размера а, при давлении от 345 до 375 мм вод. ст. составляет 0,0005-0,0006 л/мин. 45Величину 0 , = 0,0012 л/мин иэ дальнейшей обработки исключают, как результат замера параметров спаренной струйки (вдвое больше расхода через единичную пору). 50По данным прямолинейного участка характеристики 1 (фиг.З) определяют удельную пропускную способность по зависимости (1) К0,27 10 л/смПо данным криволинейного участка характеристики 1 при максимальных скоростях определяют площадь проходного сечения пор на единице поверхС,. а. Р,.фй а.- йй Сэт.соаоРзт.со.ь Струйки ЛР; + й, Ь,е.мм вод ст условия испытания: В10330 мм,вод,ст.; с 18 С (291 К).Данные результатов испытаний поснятию характеристик проницаемостипредставляют в виде графических зависимостей фиг,З (характеристики проницаемости сухого 1 и пропитанного2 смесью жидкостей ТСи АИТ(1:1) образца сетки 80/720),Результаты замера гидравлическихпараметров струек, продавливаемых через,единичные поры образца сетки80/720, погруженного в этиловый спиртна глубину Ь,т20 мм, сводят в таблицу. ности сетки 80/720 по зависимости"Р 2 определяют давление продавливаемых, жидкостей из поры среднегеометрического размера ЛР555 мм вод,ст. Из зависимости Кантора по данным появления первого пузырька воздуха .над образцом (раскрывается пора наибольшего РазмеРа ае,) опРеДелЯют соотношение констант равновесия для пересчета данных при испытании в различных жидкостях, в частности для смеси жидкостей Т(-1-АМТ(1 ф 1) и этилового спирта Количество сквозных пор на 1 смт сетки 80/720 определяют по зависимости (3) тих 1 дРср егй - ю .-(1 еА"рдР;10 где аР - условие раскрытия порысмразмера Й при пропиткесмесью ТС-АМТО;дРвР в-406 мм вод.ст,"Ссмсм 1Сег,спг щ б 5400.Объем задерживающих пор (грязе- емкость) единицы площади сетки 80/720 определяют по соотношению (4)( в)з ммзЧ = ---- 1,5 --831 еКсм Формула изобретенияСпособ определения объема задерживающих пор фильтрующего материала,заключающийся в пропускании газа поддавлением через сухой и пропитанныйжидкостью образец, снятии зависимости расхода газа от давления в обоихслучаях и вычислении объема пор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности определения,дополнительно измеряют расход газачерез единичную пору пропитанногожидкостью образца при давлении, соответствующем раскрытию данной поры,и учитывают полученное значечие привычислении объема пор.1394109 СЭ СЪ Фэ с:э эЯ фЭСЕ Ъь фСорректор М а ими аказ 221 5 л. Проектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужг 0 Тираж 847 ВНИИПИ Государст по делам изобр 13035, Москва, Ж Подписенного комитета СССтений и открытий5, Раушская наб., д