Способ измерения распределения пор по размерам в капиллярно- пористых телах

Ф" и a< л "9ск я я

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Совхоз Советских

Социалистических

Республик (11) 696351,Г ( (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 03.0578(21) 2611197/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.2

G 01 t4 15f08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 539.217..1(088.8) ОпубликованО 0511.79. Бюллетень Мо 41

Дата опубликования описания 05.11.79 (72) Аа,с>рь! изобретения

С. С. Корчунов и В. И. Суровов

71) ".1 „,„ Всесоюзный научно-исследовательский институт ( торфяной промышленности (54 ). СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОР

ПО РАЗМЕРАМ В КЛППЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ

ТЕЛ - Х

Изобрете ие относится к способами:. определения структуры капиллярнопористых тел, в частности распределения пор по размерам, и может быть использовано в облаcòÿõ техники, где применяются пористые тела.

Известен способ измерения паристости (1), заключающийся в вытеснении меченой радиоактивным изотопом жидкости другой, не смешивающейся с первой, в режиме одноосной фильтрации. Радиусы пор рассчитывают по формуле Пуазейля или Дарси.

Вследствие необходимости строгого соблюдения правил работы с радиоактивными изотопами ограничена область применения этого способа.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ определения дифференциальной пористости (2), включающий измерение изменения скорости фильтрации через воздушно-сухой образец в неустановившемся режиме одноосной сквозной фильтрации под небольшим избыточным давлением, Этим способом невозможно с достаточной точностью определить размер пор. Способ осуществляется только в режиме насыщения образца влагой и поэтому не учитывается гистеризис влаги. В условиях неустановившегося режима сквозной фильтрации под дав5 лением создается неоднородность влажности по высоте образца, а следовательно, неоцнородность фильтрационных свбйств исследуемого тела, что отражается на точности результатов измерений. Кроме того, необходимость создания избыточного давления делает этот способ трудоемким.

Цель изобретения — повышение точности измерений и учет гистерезиса влаги.

Поставленная цель достигается тем, что определяют изменение влагопроводности путем измерения градиента потенциала влаги внутри образца при изменении объемной влажности в заданном стационарном режиме подачи и последующего отвода влаги.

При реализации способа находят функцию распределения объемов пор по радиусам, для чего в цилиндр помещают образец почва-грунта (торфа),,насыщают водой и затем ставят на испарение в заданном стационарном режиме отвода влаги. В образце на заданных высотах устанавливают керамические датчики для измерения гради Ф

696351 О где оБ,баб У ,ИК

0,72 ента потенциала влаги. По результатам измерений определяют коэффициент влагопроводности образца и его объемную влажность 9/<,q . Исходя из того что при изменении объемной влажности изменение коэффициента влагопроводности зависит не только от величины изменения влажности, но и от радиуса пор (освободившихся от влаги или заполненных ею) полученные из опыта характеристики ис— пользуют для вычисления радиуса капилляра по формуле:! 8) dA р2 ад

О5 15 изменение влагопроводности при изменении объемной влажности; плотность воды, равная

1 10 кг/мэ; динамическая вязкость

-3

2 воды, равная 1 10 нс/и.

Определив значения радиусов капилляров при соответствующих значениях влажности (или пористости), строят кривую распределения объема пор по размерам, используемую для оценки структуры материала, которая выраж-.-ется соотношением о

1(! )= °

Йг

Аналогичные операции можно выпол— нить при увлажнении образца путем подачи влаги в стационарном режиме.

После изменений получают несколько 35 дРугую кривую распределения объема пор по размерам. Раэличис кривых характеризует гистерезис в процессе сушки-увлажнения.

На чертеже показана кривая распределения пор по размерам: а — при удалении влаги иэ образца, б — при насыщении образца влагой.

Способ был проверен в.лабораторHkJx условиях, па образцах торфа, взятых из торфя..» залежи: верховых торфах слаб»й и средней степени разложения, на ни-.инных торфах средней степени разложения и на торфах, переработанных машиной по переработке .-.орфяной э -ежи.

Формула иэобретени я

Способ измерения распределения пор по размерам в капиллярно-пористых телах с проведением измерений в режиме одноосной фильтрации при неполном влагонасыщении образца, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений и учета гистерезиса влаги, определяют изменение Влагопроводности путем измерения градиента потея,. ла влаги внутри образца при "эм. нении объемной влажности в за,-- пном стационарном режиме подачи и последующего отвода влаги.

Источники информации, принятые ао внимание при эксгертизе

1. Воларович N. П. Чураев Н. }3.

Исследование торфа при помощи радиоактивных изотопов М., АН СССР, 1960 с. 23-?9.

2. Авторское свидетельство СССР

9 515972, кл. G 01 N 15/08, 1973 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 6756/43

Тираж 1073 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная, 4