Способ определения коэффициентов влагопереноса пористых материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4379561/25 (22) 17.02.88 (46) 23.04.91. Бюл. № 15 (71) Научно-исследовательский институт строительной физики Госстроя СССР (72) В. И. Лукьянов и Б. А. Малкин (53) 531.7.08 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 269587, кл. G 01 М 15/08, 1970.

Глобус А. М. Экспериментальная гидрофизика почв. — Л.: Гидрометеоиздат, 1969, с. 206 — 208. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЛАГОПЕРЕНОСА ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано при исследовании процессов влагопереноса в неизотермических условиях с переменной

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов перемещения влаги в строительных и других пористых материалах, находящихся в неизотермических условиях и при наличии градиентов водорастворимых компонентов, а именно в строительной теплофизике, промышленности строительных материалов, легкой, химической промышленности, сельском хозяйстве, гидрогеологии и т.д.

Целью изобретения является расширение информативности путем одновременного определения коэффициентов влагопереноса пористых материалов: коэффициентов влагопроводности, термовлагопроводности и солевлагопроводности.

На фиг. 1 представлена зависимость

lgtJ (w)) от водонасыщен ности для двух строительных материалов, (а — газосиликат, б — керамзитобетон); на фиг. 2 зависимости коэффициентов влагопереноса: влагопроводности К, термовлагопроводности К и солевлагопроводности Кс, ке„„SU„. 1643996 A 1 (51)5 G 01 N 15 08

2 концентрацией водорастворимых компонентов. Целью изобретения является расширение информативности способа путем одновременного определения трех коэффициентов влагопереноса (КВ), а именно коэффициентов влагопроводности, термовлагопроводности и солевлаго про води ости (осмоса) и повышение точности их определения. КВ определяют путем измерения расхода жидкости через исследуемый образец, изолированный от свободной жидкости с обеих сторон полупроницаемыми мембранами, и отдельно через мембраны при определенном перепаде давления на указанных элементах, измерения зависимости остаточной насыщенности образца от перепада давления и последующего расчета по математическим формулам. 2 ил. рамзитобетона р,=1100 кг/м от его водонасыщенности при двух значениях градиента капиллярного давления, полученные по данному способу.

Способ осуществляют следующим образом.

Из керамзитобетона р,=1100 кг/м приготовлены три одинаковых образца высотой

h=0,01 м и диаметром d=0,03 м. Две полупроницаемые мембраны изготовлены из керамики р,=2000 кг/м, h=0,01 м. Они насыщены водой под вакуумом. При перепаде давления ХР =4-10 Па определены расходы жидкостей через одну мембрану, которая располагается ниже образца и используется для определения как расхода жидкости, так и функциональной зависимости

У (w) (функции Леверетта) керамзитобетона, две мембраны, соединенные между собой, и систему, состоящую из образца и присоединенных к его поверхностям мембран, которые испытаны.

Затем удаляется вода из первой камеры, а также верхняя мембрана. Под действием

1643996 избыточного давления газа из образца через нижнюю мембрану выдавливается остаточная жидкость и таким образом определяется зависимость капиллярного давления от остаточной водонасыщенности, т.е. функция Леверетта 1(в), которая приведена на фиг. 1 в логарифмическом масштабе.

Снова собирается система из образца и двух мембран, при этом водонасыщенность образца снижена до необходимого уровня, равного 0,75. При выбранном перепаде давления AP=4 10 Па определяется расход жидкости через полученную систему.

Для оставшихся двух образцов выполнены те же измерения, за исключением измерений, имеющих отношение только к мембранам.

Для остальных значений перепадов давления соответственно равных bP=10; 2,5Х

5.

X10, 6 ° 10 Па выполнены перечисленные операции.

По формулам определены коэффициенты влагопереноса для 1(=300 и !р=20, которые приведены на фиг. 2.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает расширение информативности путем одновременного определения трех коэффициентов влагопереноса пористых материалов: влагопроводности, термовлагопроводности, солевлагопроводности, а также уменьшение времени и испытаний.

Формула изобретения

Способ определения коэффициентов влагопереноса пористых материалов, заключающийся в создании условий с постоянными температурой t и концентрацией раствора

С в нагнетательной и измерительной камерах, размещении между ними системы, состоящей из двух полупроницаемых мембран и испытуемого образца с известной функцией Леверетта, помещенного между этими мембранами, измерении расхода жидкости через указанную систему при заданных значениях перепада давления AP на ней и водонасыщенности и)(1 испытуемого образца, отличающийся тем, что, с целью расширения информативности путем одновременного определения трех коэффициентов влагопереноса, дополнительно измеряют расход жидкости через указанную систему из двух мембран и испытуемого образца при его полной водонасыщенности и отдельно через две мембраны при одном и том же значении напорного градиента, а коэффициенты влагопереноса рассчитывают: коэффициент влагопроводности К /ы,t,c) м /ч, по формуле

К (w, t, с ) = - - — ф-— (с — — P a (w, С, с ) X

t с (й ° 1(и))) х — „ коэффициент термовлагопроводности

К((и),t,с), кг/(м.ч. С), по формуле

К, (w,t,ñ) =р (t,ñ) — (— )" Рь (ю,t,ñ) Х ,Я? (t,б)

5 а"

1 — Ло(° t коэффициент солевлагопроводности

К,(и),t,c), кг/(м.ч.н/л), по формуле

Х1(и));

25 интегральная пористость материала; соответственно водонасыщенность образца, температура, концентрация раствора, проходящего через образец; соответственно плотность и вязкость жидкости (раствора) при температуре t и концентрации с); угол смачивания; соответственно поверхностное натяжение воды при

t 0, (".-=О, коэффициента влияния t и С соли на поверхностное натяжение раствора; проницаемость образца при его полной водонасыщенности и), Па; перепад давления, при котором измеряют расход жидкости через мембраны и через систему из мембран и испытуемого образца, Па; расход жидкости через систему, состоящую соответственно только из двух мембран, из двух мембран и образца п ри его полном водонасыщенности и водонасыщенности при и)(1; соответственно толщина и площадь сечения образца. и),t,c

30 р (t,с),р, (1,с)—

8 а„Ло(,Ло, 40 яж.о. (t c) AP

):и,Jtt /

h,S

К (w,t ñ) =P (t,ñ) -" 3) — (— - ; — Р (сс,t,ñ) X

Ло

Х < .

15 rack(auÀ )=,.(t с) -(,: ) д;

1р (,с). Р (1 — 1,/1.)

w — а

®б (1

20 =j(1) /(1)1() з ь ,10 ./

P ) (т. 1 — Ло,.t) (1+Лп,.с) .cos8

1643996

-5

0 ОР

04 06 Од /0

Ьобонасыщениость, и

4Ьг 7,1б43996

15 с ъ 72

7 1,0

Ъ 025 н)

Я

09 CG 03 1

8о0оиасыщенносгпь,и

Фиг. 2

Составитель А. Кощеев

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 235 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101