Устройство для исследования паропроницаемости пленочных материалов

 

Изобретение относится к технике определения теплофизических и массообменных характеристик тепломассопереноса через капиллярно-пористый материал. Цель изобретения - повышение точности определения проницаемости путем устранения термодиффузионных потоков. Устройство содержит две термостатированные камеры, разделенные испытуемым образцом, и два шторных затвора, размещенных в камерах по обе стороны образца, где верхняя камера измерительной ячейки выполнена в виде воздуховода, вход которого снабжен датчиком влажности, и соединен через блок подготовки газа, содержащий термостат и приспособление для регулирования влажности газа-носителя, с источником газа блока газа-носителя , выход - с блоком измерения влажности газа-носителя, снабженным в качестве чувствительного элемента детектором по теплопроводности и соединенным с расходомером блока газа-носителя. В нижней камере установлено средство для варьирования влажности газа под образцом, при этом нижняя камера частично заполнена жидкостью и снабжена приспособлением для регистрации ее расхода Новым в устройстве является то, что шторный затвор верхней камеры выполнен в виде подвижного программируемого блока задания температуры , а между испытуемым образцом и поверхностью блока установлен датчик влажности бинарной смеси, совмещенный с датчиком температуры, при этом испытуемый образец и нижняя камера разделены между собой переходной демпфирующей ячейкой, выполненной из высокотеплопроводного материала и снабженной датчиками влажности бинарной смеси и температуры, а в основании ячейки установлен капиллярно-пористый эталонный образец . 1 ил. - сь ел XI 00 XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю 6 01 N 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4469806/25 (22) 05.08.88 (46) 30,06.91. Бюл. Я 24 (71) Институт технической теплофиэики .АН

УССР (72) В.Н.Коваленко и З,Н.Малашенко (53) 539.217.1(088.8) (56) ГОСТ 8971-59. Метод определения паропроницаемости.

Авторское свидетельство СССР

N 1029051, кл. G 01 N 15/08, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПАРОПРОНИ ЦАЕМОСТИ ПЛЕНОЧНЫХ

МАТЕ РИАЛ О В (57) Изобретение относится к технике определения теплофизических и массообменных характеристик тепломассопереноса через капиллярно-пористый материал, Цель изобретения — повышение точности определения проницаемости путем устранения термодиффузионных потоков. Устройство содержит две термостатированные камеры, разделенные испытуемым образцом, и два шторных затвора, размещенных в камерах по обе стороны образца, где верхняя камера измерительной ячейки выполнена в виде воздуховода, вход которого снабжен датчиком влажности, и соединен через блок подИзобретение относится к контрольно, измерительной технике и может быть использовано при определении коэффициентов пэропроницаемости одежных и обувных материалов спецодежды горнорабочих, а также в тех отраслях промышленности, где есть потребность в исследовании паропроницаемости пленочных материалов, например в текстильной и.. Ж 1659787 А1 готовки газа, содержащий термостат и приспособление для регулирования влажности газа-носителя, с источником газа блока газа-носителя, выход — с блоком измерения влажности газа-носителя, снабженным в качестве чувствительного элемента детектором по теплопроводности и соединенным с расходомером блока газа-носителя. В нижней камере установлено средство для варьирования влажности газа под образцом, при этом нижняя камера частично заполнена жидкостью и снабжена приспособлением для регистрации ее расхода. Новым в устройстве является то, что шторный затвор верхней камеры выполнен в виде подвижного программируемого блока задания температуры, а между испытуемым образцом и поверхностью блока установлен датчик влажности бинарной смеси, совмещенный с датчиком температуры, при этом испытуемый образец и нижняя камера разделены между собой переходной демпфирующей ячейкой, выполненной из высокотеплопроводного материала и снабженной датчиками влажности бинарной смеси и температуры, а в основании ячейки установлен капиллярно-пористый эталонный образец, 1 ил. легкой промышленности для определения кинетических характеристик паропроницаемости натуральных или искусственных кож и т.п.

Цель изобретения — повышение точности определения проницемости путем устранения термодиффузионных потоков.

На чертеже показано устройство, общий вид (разрез по оси симметрии).

KI> =. Кэ р / э э Рр

ii:;A

>О

Устройство содержит верхнюю камеру, выполненную в виде воэдуховода l,:ечени:: которого может перекрываться штор.- ыми затворами 2 и 3, запасной воздуховод ., а заподлицо со стен:ой возд" ховода креплена нижняя кам -:ра 5, Нлжняя и;.,ерхняя камеры разделень: .:.cci;: —:.:, уе>лыг образцом 6, HB поверки с-;- абра:-iöÿ 6, -", начальный момет .таназл.л.эагог иодаих< ный (только в одной пл.".скости, регулируе: мый нагреватель 7 I Iкности бинарнс . смеси, совмещенный с датчи;ом 8 темпера

TgpbI, Испытуемый образеg 6 vi HY >I:I-Ili.i K3мера 5 pàçäåëeíi I lu ежду собсй параходнс.:: демпфирующей ячейкой 9, выполненной и;.. высокотеплопровоцного материала и снабженной датчиками i0 влажности бинарной смеСи и температуры, в основании ячейки установлен капиллярно-г;ористый зтало— ный образец 1I 1. 8>Б>ц -:ое отверс гиь основания ячейки с эталонным збразцом 11 перекрывается клапаном i2. 3 нил<нк>ю Ko" меру 5 входит подвою;,Illlèé г1атруб-;.; "„ ) через который в > и>кнюю :;:;èåpó 5 "iсcступает вода или раствор "4 оп1:;еделенн< и с;-.ли. P." основании нижней камерь !.- . агаLii,,.:;-;. .Он< установлен блок I .." програмглируемо: дания температуры..< .роме то: о, нижняя к =.мера .снабжена да: ",лком 6 вла><ности бинарной смеси : температуры, i II элоев "iT8flb 7 N блОк, .> сн б,кены устроиством водопод -oToBKI4. Система iкностью и температурой в ни><ней камере 5 и демпфирующей ячейке 9 включает дэ гч;iки 10 и 16 и вторичнь;й прибор 18, Относлтельная влажность в и><ней камере задается с помощь а раствора 14 сопл опре деленной концентрации или воды, Раствор поступает по патрубку 1Ь, связанному с блоком 19 подготовки раствора, контрольно-измерител ной аппара; урой 20, следящей за концентрацией и д;. .зрением раствора, с вакуумным агрегатом 21.

Устройство работае- следующлм об,:.;.=".Эом, При исследовании кинетики паропроницаемости пленочных материалов исследуемый образец 6 уста-: - =вливают в верхней части переходной,с емпфиругощей ячейки 9., в эталонный образец 11 — в основании ячейки 9. Затем на поверхности образца 6 закрепляют регулир, емый нагреватель 7, .в контактной изоте,>м ческой поверхь. с.и которого расположен дат.ик 8 темпеоазурь

,0

П (i > гl0

3,) и влажности бинарной смеси, После этого с помощью устройства 17 водоподготовки подводят воду к регулируемому нагревателю 7 и блоку 15, Перекрывают запорным клапаном 12 вход в переходную ячейку 9 и г:,одают в нижнюю камеру 5 раствор 14 соли от блока 19 подготовки раствора через подводящий патрубок 13, Осуществляют контроль за концентрацией рас-.вора и давлением с помощью аппаратуры 20 и вакуумного агрегата 21, Перекрывают сечение воздуховода 1 с помощью шторных затворов 2 и 3, а поток воздуха заданной температуры Т, относительной влажности ри скорости Б направляют по запасному (отводя дему) воздуховоду 4. Затем датчики 8, 10 и 16 подключают к вторичному прибору 18, запитуя его от сети, Набирают программу изменения температуры в течение опыта в нагревателе 7 и блоке 1!=., включают эти блоки в работу и контролируют температуру бинарной смеси и влажность по датчикам 8, 10 и 16. После того, как три датчика покажут одинаковое значение температуры, открывают вход переходной демпфирующей ячейки 9. С помощью датчиков 8 10 температуры и влажности осуществляется контроль за кинетикой паропроницаемости (в статике) через эталонный образец 11 и исследуемый образец 6. При этом воздушный поток не омывает поверхности исследуемого образца.

На основании полученных экспериментальных данных можно рассчитать HBKQTo рые параметры проиесса переноса паров воды через исследуемый материал. Так, коэффициент проницаемости Кр испытуемого образца рассчитывается по формуле где Кэ- проницаемость эталонного образца;

Ip, i;„— количество влаги, прошедшей за единицу времени через исследуемый и эталонный образцы площадью S<, ф р, Диэ — перепад химических потенциала-I по обе стороны исследуемсгго и эталонного образцов, Коэффициент диффузии можно рассчитать по формуле

2д 2 fünÿð <та 1ПЫТ21 (2)

=(л

72 ll где д- половина толщины исследуемого образца, .

1659787 (l2 — t1 ) — время диффузии;

Pp(t1 ), Pp(T2 ) — химические потенциалы в фиксируемый момент времени.

Затем поднимают и фиксируют в верхней части воздухопровода 1 регулируемый нагреватель 7 вместе с датчиком 8, одновременно открывая шторные затворы 2, 3 и перекрывая сечение запасного воздухопровода 4 и переходной ячейки 9. При этом воздушный поток омывает поверхность исследуемого образца 6, через который происходит тепло- и массообмен с объемом переходной демпфирующей ячейки 9. По показаниям датчика 10 исследуют кинетику паропроницаемости через образец 6 в динамическом режиме.

Формула изобретения

Устройство для исследования паропроницаемости пленочных материалов, содержащее измерительную и рабочую камеры с затворами, разделенные средством для крепления образца, рабочая камера снабжена входным патрубком, соединенным с источником газоносителя, и выходным — с расходомером, и датчиком влажности, а иэ5 мерительная выполнена с полостью для раствора, соединена с блоком подготовки раствора и снабжена датчиками температуры и влажности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определе10 ния проницаемости путем устранения термодиффуэионных потоков, один из затворов выполнен в виде подвижного поршня с размещенным в нем регулируемым нагревателем и снабжен датчиками влажности и

15 температуры, а другой — в виде жестко закрепленного поршня, в основании измерительной ячейки выполнено приспособление для крепления капиллярно-пористого эталонного образца, а в самой ячейке дополни20 тельно установлен датчик влажности и температуры.