Способ определения капиллярного давления в капиллярно- пористых материалах

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения давления в капиллярно-пористых материалах. Цель изобретения - повышение точности измерения. Цель достигается за счет того, что исследуемый материал последовательно облучают инфракрасным излучением через жидкий фильтр и без него. При этом сохраняют постоянное расстояние между источником излучения и материалом. Интенсивность суммарного отраженого игфракрасного излучения (с фильтром и без фильтра) фиксируют стандартными детекторами и с помощью стандартных преобразователей , получают относительную величину сигнала Ui ис/1)ф. Отрицательное капиллярное давление рассчитывают по формуле PI Ро ехр(-Кр Ui), где Р0 - исходная величина давления в материале, определяется экспериментально, Us - относительная величина сигнала; Кр - коэффициент, характеризующий особенности взаимодействия ИК-излучения с влажными капиллярно-пористыми материалами, определяется экспериментально . 3 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 (7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

АЫ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662777/10 (22) 13,03.89 (46) 07,11,92, Бюл. Гч 41 (71) Тверской политехнический институт (72) А, Е,Афанасьев (56) Авторское свидетельство СССР

bh 587346, кл. G 011 27/00, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАПИЛЛЯРНОГО ДАВЛЕНИЯ В КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХХ МАТЕ P ИАЛ АХ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения давления в капиллярна-пористых материалах. Цель изобретения — повышение точности измерения, Цель достигается за счет того, что исследуемый материал последовательно облучают инфракрасным излучением через жидкий фильтр и без него.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения давления в капиллярно-пористых материалах.

Целью изобретения является повышение точности измерения отрицательного капиллярного давления, измеряемого на поверхности исследуемого ь.атериала.

На фиг. 1 показано устройство для определения капиллярного давления в торфах; на фиг. 2 — схема гидропресса, используемая в устройстве для определения калиллярного давления; на фиг. 3 — графики функциональной связи между капиллярным давлением и отношением интенсивностей отраженного излучения без фильтра и с фил ьтром.,,. Ы,, 1774198 А1

При этом сохраняют постоянное расстояние между источником излучения и материалом.

Интенсивность суммарного отраженого инфракрасного излучения (с фильтром и без фильтра) фиксируют стандартными детекторами и с помощью стандартных преобразователей, получают относительную величину сигнала Ui = U

PJ = Pp ехр(-Кр Ui), где Pp — исходная величина давления в материале, определяется экспериментально, Ui — относительная величина сигнала; Kp — коэффициент, характеризующий особенности взаимодействия

ИК-излучения с влажными капиллярно-пористыми материалами, определяется экспериментально. 3 ил.

Устройство содержит оптический фильтр 1 (красное стекло), отсекающий видимое излучение от инфракрасного, два стандартных детектора инфракрасного излучения 2, смонтированных на устройстве 3, связанном стенками 4 с гидропрессом 5. @

На вращающемся обтюраторе 6, составляющем единый измерительный блок с источником излучения, установлены жидкий (водяной) фильтр 7 и прозрачный для инфракрасного излучения фильтр 8, Гидропресс

5 состоит из основания 9, на поверхности которого выполнены радиальные канавки

10 и концентрические канавки 11. Над этими канавками расположена керамическая пористая мембрана 12, связанная с исследуемым материалом 13. С помощью соеди17?4198 РорЫуукно

HQMCIJ нительной трубки 14 гидропресс соединен с ртутным U-образным манометром 15 и через вакуумный кран 16 с форвакуумным насосом.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы закладывают исследуемый образец торфа 13 на керамическую пористую мембрану 12 гидропресса 5.

В радиальных канавках 10 и концентрических канавках 11, а также в соединительной трубке 14 находится жидкость (вода), которая при работе вытягивается в U-образный манометр 15. После закладки образца 13 с помощью гидропресса 5 форвакуумного насоса и манометра 15 устанавливают первую, самую маленькую по абсолютному значению величину давления, После достижения равновесия давлений в образце 13 и манометре 15 и соединительной трубке 14 (в этом случае высота жидкости Ah в трубке

14 сохраняется постоянной) снимают сигнал с датчиков 2, полученный в результате облучения материала 13 последовательно инфракрасным излучением, прошедшим через жидкий фильтр 7 и без фильтра 8.

В результате опытов получают с датчиков 2 значения Ui = Uc/Оф. Далее получают эти значения и для других, уже больших по величине, давлений одного образца торфа.

Затей строят графики в полулогарифмическом масштабе: капиллярное давление— сигнал с прибора (Р = f(UI) фиг, 3. Каждая кривая получена для одного образца. По этим графикам определяют значения угпового коэффициента Кр и величину начального давления Ро при Ui = О. Получив эти данные, рассчитывают отрицательное ка5 пиллярное давление в торфе по формуле(1):

Р = Ро exp (-Кр й).

С помощью экстраполяции графиков tgPi=

= f(Ui) на ось-ординат или формулы (1) для конкретных значений Ui u Pi определяют

10 исходное давление Р из формулы Po = Pix. х exp . (-Кр . ф).

Формула изобретения

Способ определения капиллярного давления в капиллярно-пористых материалах, 15 включающий изготовление образца из исследуемого капиллярно-пористого материала, насыщение его водой до достижения термодинамического равновесия, о TR и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точно20 сти, образец капиллярно-пористого материала облучают инфракрасным излучением через водяной жидкий фильтр, регистрируют интенсивность отраженного излучения, затем облучают его инфракрасным излуче25 нием той же интенсивности без жидкого фильтра и регистрируют интенсивность отраженного излучения. а капиллярное давление Р определяют по соотношению

PI = Pp exp(-Кр и.!Uq,), 30 где U< и Оф — интенсивности отраженного излучения без фильтра и с фильтром;

Ро и Кр — величины, определяемые путем предварительной градуировки.

1774198

1ю ГО

bz, am т ап ю и

Редактор

Заказ 3921 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101. f0

gal

2

/ г У

//

Составитель С. Кулакова

Техред М.Моргентал КорректоР(Е,Папп