Способ определения распределения пор по размерам

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОР ПО РАЗМЕРАМ, включающий пропитку жидкостью исследуемого образца, вращение его по фиксированному радиусу и изменение скорости вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем приближения условий эксплуатации образца к натурным, к образцу дополнительно прикладывают постоянное избыточное давление газа по направлению действия центробежных сил, скорость вращения образца постепенно увеличивают, последовательно раскрывая его поры, причем момент раскрытия пор определяют по увеличению расхода газа через поры, а распределение пор по размерам определяют по формулам 26со5в г PpjDbRa/ - 7ГР,. bf -радиус поры; где г -поверхностное натяжение жидкости; 6 & -краевой угол смачивания; (Л -постоянное избыточное давление газа; -плотность жидкости;О Р h -толщина образца; -угловая скорость вращения; и} N; -число пор радиуса г ; -расход газа через единицу площа ди образца при угловых скоростях «г KcJ. соответственно; со R -радиус вращения; 0 - вязкость газа. J

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) ()1) (51)4 G 01 N 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ где г;. б

Р, краевои угол смачивания; постоянное избыточное давление газа; плотность жидкости; О толщина образца;

У

Щ

N;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3713162/24 — 25 (22) 23.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. К 34 (72) В. К. Шелег, В. М. Капцевич, В.В. Савич, А; Н. Сорокина, В. В. Мазюк и P. P. Шумейко (71) Белорусское республиканское научнопроизводственное объединение порошковой металлургии (53) 539 — 217.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 280042, кл; G 01 N 1 5/08, 1964.

Ксенжек О. С. и др. Центробежный метод нахождения функции распределения пор по размерам в пористых средах. — ЖФХ, т. 41, К0 7, с. 1602-1607, 1967. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОР ПО РАЗМЕРАМ,. включающий пропитку жидкостью исследуемого образца, вращение его по фиксированному радиусу и изменение скорости вращения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности путем приближения условий эксплуатации образца к натурным, к образцу дополнительно прикладывают постоянное избыточное давление газа по направлению действия центробежных снл, скорость вращения образца постепенно увеличивают, последовательно раскрывая его поры, причем момент раскрытия пор определяют по увеличению расхода газа через поры, а распределение пор по размерам определяют по формулам

2бсоз 6

, ь а щ радиус поры; поверхностное натяжение жидкости; угловая скорость вращения; число пор радиуса r;; расход газа через единицу площади образца при угловых скоростях ит„и с );, соответственно; радиус вращения; вязкость газа.

l J, 1791

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения распределения пор по размерам при исследова ниих фильтров, кернов горных пород, лористых катализаторов, диафрагм, гидравлических 5 затворов и т.д.

Целью изобретения является повышение точности путем приближения условии эксплуатации образца к натурным.

На чертеже схематически показано устройство для реализации предлагаемого способа.

Исследуемый образец 1 в виде диска, пластины и т. ц. пропитывают жидкостью, например, под вакуумом. Потом образец герметизируют по боковой поверхности и помещают в корпус 2 в виде, например, Т-образной трубки.

Расстояние от образца до оси вращения R. Его выбирают таким, чтобы h: R . 1:10, ) )p, где h — толщина образца. Тем самым устраняется влияние на точность измерения толщины10 образца. Затем к образцу подводят газ, напри. мер воздух, под давлением Р величина которого недостаточна для раскрытия самой крупной поры в образце и определяется манометром 3. Образец в корпусе приводят во враще-25 ние, увеличивая угловую скорость до момента раскрытия первой поры в образце. Момент раскрытия фиксируют ло появлению показаний на датчике расхода 4. Этим же датчиком производят измерения расхода газа. Скорость вра-30 щения измеряют тахометром, например стробоскопическим. Изменение скорости вращения можно проводить либо с помощью редуктора либо изменяя напряжение питания приводного электродвигателя. Увеличивая угловую скорость

35 на шаг, измеряют новое значение расхода газа.

Эту операцию производят до прекращения увеличения расхода. Так получают зависимость расхода газа от скорости вращения. Преобразуя ее в зависимость расхода от размера пор и дифференцируя ее, получают дифференциальное распределение пор по размерам. Так как давление Р> остается постоянным во время эксперимента, то увеличение расхода одно61 значно связано с числом пор: расход увеличивается только за счет раскрытия новых пор.

Низкая точность измерений известного способа обусловлена малым количеством жидкости в порах образца, а следовательно, трудностью фиксации этого количества жидкости. По предложенному способу измеряют расход газа через поры, Так как величины расходов, особенно на начальном этапе опытов малы, то имеет смысл измерять объем газа, прошедший через поры образца за определенное время. 11оскольку объем воздуха в порах, в отличие от объема жидкости по известному способу, не ограничен, то его легко можно измерить с высокой точностью, достаточно лишь увеличить время измерения. Поэтому можно уменьшить шаг увеличения скорости вращения, увеличить число экспериментальных данных для одного об-: разца, а тем самым повысить точность измерения в целом. Известным способом можно контролировать образцы только в виде таблеток, желательно максимально возможных размеров. Предлагаемый способ в отличие ст известного, можно использовать для контроля мелких образцов„а также готовых изделий.

Пример, В качестве исследуемого материала выбран порошок бронзы марки

БрОФ 10 — 1 с размером частиц 0,4 — 0,5 мм.

Образцы имеют )К10 и толщину 3 мм. Образец пропитывают этиловым спиртом в вакууме. Пропитанный образец приводят во вращение по фиксированному радиусу R =

200 мм, прикладывая по направлению действия центробежных сил избыточное давление газа (воздуха) P 300 Па. Угловую ско- . рость увеличивают, измеряя при каждом значении 0 расход газа через поры образца. Затем по формулам находят размеры и число пор в образце. Результаты исследований приведены в таблице.

Предлагаемый способ позволяет на 54% Ilo высить точность определения распределения пор по размерам.

Число пор этого диаметра N, см

Расход газа, л/см мнн

Размер пор ч, мкм

9,8

132

115

14,3

0,27

96,4

0,74

19,1

1,34

83,1

22,9

67,4

156

28,2

1,76

58,3

2,1 1

31,9

304

49,1

2,34

36,4

2,44

41,0

272

41,4

227

34,1

46,8

2,48

116

23,5

52,4

2,49

24,0

58,1

2,49 апк

Редактор М. Циткина

Заказ 5654/42

Угловая скорость ), с

3 1179161 4

Составитель Е. Карманова

Техред С. Йовжий Koppexrop Л. Бескид

Тираж 897 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская йаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгорол, ул,йроектная, 4