---

D_{ — средний диаметр внутренних уплотнителей; D₂ — диаметр головки;

Q — объемная

с ко

сть

потока при давлении Р₂; Р_1} — атмосферное давление; Р₃ — давление на выходе из образца после
просачивания между уплотнительными кольцами, его устанавливают равным Р₂; Р₂ — Pq —

перепад давления на расходомере; Р — Р₂ — перепад давления на пористом металле

Рисунок 1

Примечание — Чтобы свести к минимуму поправку на прибор, расстояние Л должно быть как можно меньшим, а диаметр do должен быть приблизительно равен диаметру d

Рисунок 2

Проницаемость полых цилиндрических образцов удобно изме­рять, закрепив цилиндр симметрично между двумя плоскими поверх­ностями, чтобы жидкость проникла наружу через стенки цилиндра. Пример показан на рисунке 2. Расходомер размещают перед образ­цом. При закреплении пористого металлического цилиндра должны применяться достаточно гибкие уплотнители, чтобы охватить все неровности поверхности и предотвратить свободное просачивание.

Необходимость применения держателей, схемы которых приведены на рисунках 3 и 4, должна быть указана в нормативно-технической документации на конкретные изделия.

В большинстве случаев газы более удобны для испытания, чем жидкости (приложение Б).

Газы для испытания должны быть чистыми и сухими.

По соглашению между заинтересованными сторонами проницае­мость можно определить, при необходимости, с помощью конкрет­ной жидкости. Жидкость должна быть чистой и не содержать растворенных газов.

Класс чистоты жидкости для испытания (ГОСТ 17216) долже

н

1 — образец; 2~ крышка; J — резиновая прокладка; 4— уплотнение боковой поверхности об-
разца смесью, состоящей из 60% парафина и 40% канифоли, синтетической смоли или другим
уплотнителем; 5— основание; 6— каналы диаметром от 1,5 до 2,0 мм для отвода в манометр
газа или жидкости; 7 — каналы для подвода и отвода жидкости или газа
ь

Рисунок 3

1 — образец; 2 — крышка; 3 — резиновая втулка; 4 — основание; 5 — каналы диаметром от 1,5

до 2 мм для отвода в манометр газа или жидкости; 6 — каналы для подвода и отвода газа или

жидкости

Рисунок 416 17 18 19

1 — баллон со сжатым газом; 2 — редукционный вентиль; 3 — фильтр для очистки газа; 4 — осуши­тель; 5 — моностат для уравновешивания давления; 6 — кран точной регулировки подвода газа; 7,

9, 11, 13, 14, 15, 20, 21, 24, 26, 28, 29, 30 — краны подвода газа и жидкости; 10 и 12 — водяные ма­

нометры с верхним пределом измерения 3 кПа и погрешностью не более 10 Па; 22, 27 — ртутные
манометры с верхним пределом измерения 40 кПа (вместо водяных и ртутных можно использовать
образцовые манометры); 16, 17, 18, 31, 32, 33 — ротаметры или другие расходомерами с погрешнос-
тью измерения не более 1%; 8,25 — держатели для крепления образцов; 19, 34 — термометры для
измерения температуры жидкости или газа с погрешностью не более 0,5'С; 23 — бак с жидкостью
для испытания свободной от абсорбционных газовых пузырей и от загрязнений посторонними части-
цами или другими жидкостями

Рисунок 5

быть указан в нормативно-технической документации на материал (изделие).

лее /%.

тью измерения не

Термометр для определения температуры окружающей среды с погрешностью измерения не более 0,5*С

.

2. 7. ПОРЯДОК ИСПЫТАНИЙ

      1. Измерение толщины и площади испытуемого образца

         1. Плоские образцы для испытания

   Размер губок микрометра должен быть не более размера поверх­ностных неровностей и не менее размера пор.

   Площадь испытания определяют в направлении, перпендикуляр­ном потоку жидкости, при этом градиент давления должен быть постоянным.

   2. Образцы для испытания полой цилиндрической формы

   Толщину е и площадь испытания Л для полых цилиндров (рисунок 2) вычисляют по формулам:

   где г = 5.

   а

   D-d

   —г— мала по сравнению

   Е

   с d, например определяют по

   сли толщина стенок

   меньше О, U, то толщину е и площадь испытания А формулам:

   
   

   к L (D + d)

   
   

   2. Измерение перепада давлений

   Установка (аппаратура), используемая при испытании, должна быть проверена на герметичность.

   Установки (рисунок 5) проверяют на герметичность под давлением от 7 до 8 кПа.

   Перепад давления можно определить, измеряя давление на входе

   и выходе из образца отдельно или с помощью дифференциального манометра.

   Поправку на прибор получают, когда образец отсутствует в при­боре, наблюдая перепад давления за пределами требуемого диапазона скоростей потока. Поправка на прибор не должна превышать перепад давления более чем на 10% (таблица 1).

   3. Измерение скорости потока

   Скорость потока жидкости предпочтительно измерять первичным эталоном. Скорость потока должна быть скорректирована до средне­го давления и температуры образца. Более удобен в работе стандарт­ный расходомер (предварительно калиброванный по первичному эталону).

   4. Измерение давлений и температур

   Необходимо измерить давление и температуру на расходомере и испытуемом образце, чтобы скорректировать показания расходоме­ра, вычислить среднюю скорость потока через испытуемый образец, определить плотность и вязкость жидкости для испытания.

   Испытания проводят при температуре окружающей среды (22+5) °С. Аппаратура должна быть изолирована от источников тепла.

   5. Последовательность операции при определении проницаемости газов в условиях ламинарного течения.

   Закрывают краны 2, 6, 7, 13, 14, 15, 20. Открывают краны 2, 7, 13 и регулируя краном 6, подводят газ к держателю 8 с образцом, посте­пенно повышая перепад давления &(Pj — Р2), контролируемого маномет­ром 10. Установив определенный перепад давлений по манометру в интервале времени от 2 до 3 мин, проводят отсчеты данных расхода газа (QJ по ротаметру 16. Одновременно фиксируют давление и температуру газа, проходящего через ротаметр по манометру 12 и термометру 19 соответственно. Когда предел измерения расхода газа по ротаметру 16 достигнут, открывают кран 14 и закрывают кран 13. Измерение проводят по ротаметру 17. При переходе на ротаметр 18 открывают кран 15 и закрывают кран 14.

   Ротаметры (расходомеры) должны быть калиброваны по давлению и температуре.

   Вынимают образец из держателя 8 и измеряют перепад давления на держателе без образца А(Р'] - Р'2) манометром 10 для значений расхода газа (QJ, полученных во время испытаний образца, оперируя кранами, как и при испытании образца. Записывают расход газа по показаниям ротаметров (QJ, перепада давления газа на держателе с образцом Д(Р'| - Р'2) « перепада давления на держателе без образца А (Р’[ - Р'2). Различие между A (Pj - Р₂) и A (P'j - Р'₂) должно соот­ветствовать требованиям 7.2.Перепад давления на входной и выходной поверхностях образца (А Р),Н/м², вычисляют для каждого значения A(P_t— Р2) по формуле

   А Р = А<Р/ - Р₂) - А (Р'і - Р'₂),

   где (Р] — Р2) — перепад давления газа на держателе с образцом; А (Р 'j - Р '₂) — перепад давления газа на держателе без образца, т.е. поправка на прибор;

   (Р 'і - Р '2)“ давления потока газа, измереные вместо давлений Р/ и Р₂при отсутствии в приборе (держателе) испытуемого образца.

   6. Последовательность операций при определении проницаемости жидкостей в условиях ламинарного течения

   Как и для газов, испытания проводят на установке (чертеж 5). Закрывают краны 2,6, 7, 20, 24, 28, 29, 30 и устанавливают образец в держатель 25. Затем открывают краны 28, 24, 20,2. Меняя произвольно давление в системе краном 6, начиная от 1000 Па и кончая максималь­ным значением, допускаемым манометром 22, изменяют перепады дав­лений (Р] — Р^ на держателе с образцом, контролируемых манометром 27. Расход жидкости, проходящей через держатель с образцом (Qa) при установленном перепаде давлений k(P_}— Р2) реги­стрируют по ротаметру 31. Когда предел измерения расхода жидкости по ротаметру 31 достигнут, открывают кран 29 и закрывают кран 28. Далее измерение проводят по ротаметру 32. При переходе на ротаметр 33 открывают кран 30 и закрывают кран 29. Перепад давлений без образца, а также на входной и выходной его поверхности определяют, как указано в 7.5.

   2. 7. Проведение испытания при определении проницаемости газов и жидкостей в условиях, отличающихся от ламинарного течения, должно быть конкретизировано в нормативно-технической документации на конкретное изделие.

   3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТО

      1. Средняя скорость течения

   Показания расходомера ф корректируют, если он использовался некалиброванным, по значениям давления и температуры, используя коэффициент поправки на расходомер Q, установленный изготови­телем. Откорректированное показание расходомера Q_a находят из уравнения 12Qa = Cf Qf

   Для приведения откорректированного показания расходомера Q_a к средней скорости течения Q в пористом испытуемом образце применяют поправку C_s. Поправку вычисляют из уравнения закона газа

   Тогда средняя скорость течения будет

   Для занесения данных в таблицу применяют обобщенный коэф­фициент поправки С_о

   для получения средней скорости течения Q = Cq • Qf.

   При использовании газов для испытания среднюю скорость течения

   Q в м³/с в пористом испытуемом образце вычисляют по формуле

   где Q_a— откорректированные показания расходомера, м³/с;

   Р_а— давление на выходной (рисунок 1, Р_а= Р2) или входной (см. рисунки 2—4, Р_а= Pi) поверхностях образца, Н/м²;

   Т — половина суммы температур газа на выходе из образца и на его Т ₊т

   выходе (рисунки 1—4, Т = ” *), К;

   Р — половина суммы давлений на входе и на выходе или на входной и выходной поверхностях испытуемого образца

   (рисунки 1 и 7.5, Р = Р2 +

   рисунки 2—4, Р = Рі - ~), Н/м²;

   Т_а— температура газа на выходе из образца (чертеж 1) или на его входе (рисунки 2—4), К.

   Для получения средней скорости течения жидкости Q в испытуемом образце значения Q_a, ей соответствующие, корректируют на темпе-

   ратуру, равную половине суммы температур жидкости на входе в испытуемый образец и на выходе.

   Средние значения скорости течения Q должны быть найдены для всех перепадов давлений Р, вычисленных в 7.5 и 7.6.

   2. Средняя плотность и вязкость

   Среднее давление и средняя абсолютная температура в испытуе­мом образце позволяют получить средние плотности и вязкости на основе опубликованных данных.

   Значение вязкости и плотности газов и жидкостей принимают по данным таблиц физических констант.

   3. Вычисление результатов

   Коэффициенты вязкостной и инерционной проницаемости опре­деляют по одновременным измерениям скорости течения и перепада давления. Количество измерений скорости течения должно быть не менее пяти. Они должны быть равномерно распределены на всем интервале значений скорости течения, при этом наибольшее изме­рение должно быть не менее чем в десять раз больше наименьшего.

   Скачать бесплатно