GOST 25283-93
GOST 25283−93 (ISO 4022−87) Materiały spiekane przepuszczalną. Określenie przepuszczalności cieczy
GOST 25283−93
(ISO 4022−87)
Grupa В59
MIĘDZYPAŃSTWOWY STANDARD
MATERIAŁY SPIEKANE PRZEPUSZCZALNĄ
Określenie przepuszczalności cieczy
Permeable sintered metal materials. Determination of fluid permeability
OX 77.160
ОКСТУ 1790
Data wprowadzenia 1997−01−01
Przedmowa
1 OPRACOWANY przez komitet Techniczny dla normalizacji TK 150 «metalurgia Proszkowa"
WPISANY Przez Rosji
2 PRZYJĘTY Międzypaństwowych Rady w sprawie normalizacji, metrologii i certyfikacji (protokół N 3−93 od 17.02.93)
Za przyjęciem głosowało:
Nazwa państwa | Nazwa produktu krajowego organu normalizacyjna |
Republika Azerbejdżanu | Азгосстандарт |
Republika Armenii | Армгосстандарт |
Republika Białoruś | Bełstandart |
Republika Kazachstanu | Казгосстандарт |
Republika Mołdawia | Молдовстандарт |
Federacja Rosyjska | Gosstandart Rosji |
Turkmenistan | Туркменглавгосинспекция |
Republika Uzbekistanu | Узгосстандарт |
Ukraina | Gosstandart Ukrainy |
3 Standard zawiera pełny autentyczny tekst normy ISO 4022−87 «Materiały spiekane przepuszczalną. Określenie przepuszczalności cieczy» z dodatkowymi wymaganiami, które odzwierciedlają potrzeby gospodarki kraju
4 Uchwała Komitetu Federacji Rosyjskiej ds. standaryzacji, metrologii i certyfikacji z dnia 19 czerwca 1996 r. N 382 międzypaństwowy standard GOST 25283−93 (ISO 4022−87) wprowadzony w życie bezpośrednio jako normy państwowej Federacji Rosyjskiej z dniem 1 stycznia 1997 r.
5 ZAMIAN GOST 25283−82
1 CEL I ZAKRES ZASTOSOWANIA
Niniejszy standard określa sposób określania przepuszczalności cieczy przepuszczalnych spieków metalowych materiałów z otwartą lub pass-through porowatości. Badania prowadzone w takich warunkach, aby przepuszczalność płynów mogła być wyrażona współczynnikami lepkości i ogromny przepuszczalności (załącznik A).
Dopuszcza się oznaczanie metodą przepuszczalności gazów przepuszczalnych spieków metalowych materiałów.
Niniejszy standard nie ma zastosowania na długie puste cylindryczne próbki o małej średnicy, dla których niedopuszczalne jest lekceważenie spadkiem ciśnienia cieczy przy przejściu wzdłuż jamy cylindra w porównaniu ze spadkiem ciśnienia płynu podczas przechodzenia przez ściany (załącznik A).
Dodatkowe wymagania, które odzwierciedlają potrzeby gospodarki kraju, wpisane kursywą.
2 POWOŁANIA NORMATYWNE
W tym standardzie używane linki na następujące standardy:
GOST 166−89 Штангенциркули. Warunki techniczne
GOST 6507−90 Mikrometrów. Warunki techniczne
GOST 17216−71* Przemysłowa czystość. Klasy czystości cieczy
______________
* Na terenie Federacji Rosyjskiej działa GOST 17216−2001, tu i dalej w tekście. — Uwaga producenta bazy danych.
GOST 18898−89 Wyroby proszkowe. Metody oznaczania gęstości, zawartości oleju i porowatości
3. ISTOTA METODY
Skasowanie płynu do badania o znanej lepkości i gęstości przez badany próbki, pomiar spadku ciśnienia i objętości prędkości przepływu.
Wyznaczanie współczynników lepkości i ogromny przepuszczalności, które są parametrami formuły opisującej związek pomiędzy spadkiem ciśnienia, objętości prędkością przepływu, lepkości i gęstości cieczy do badań i wymiarach porowatego metalu badanej próbki, impregnowanego tym płynem.
Współczynnik lepkości przepuszczalności materiałów określają w warunkach laminarnego przepływu cieczy lub gazu, a ogromny współczynnik przepuszczalności — za ich burzliwy okres.
4 OZNACZENIA I DEFINICJE
Terminy stosowane w standardzie, przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1 — Terminy i definicje
Termin | Konwój- powieszenie innych rzeczy- nie |
Jednostka mierzenia- renu |
Definicja |
1 Przepuszczalność | - | - | Zdolność porowatego metalu przepuszczać płyn pod wpływem gradientu ciśnienia |
2 Powierzchnia testy | m |
Powierzchnia porowatego metalu, prostopadła do kierunku przepływu cieczy. (Powierzchnia aktywna, postrzegane jako część powierzchni próbki, uczestniczących w badaniu) | |
3 Grubość | m | Rozmiar próbki w kierunku przepływu cieczy: a) dla próbek płaskich wynosi ich grubości; b) dla pustych butli znajduje się w równaniu (7.1.2) | |
4 Długość | m | Długość cylindra (rysunek 2) | |
5 ogromny Współczynnik przepuszczalności | m |
Objętościowa prędkość przepływu, z której płyn w jednostkę lepkości jest pomijany przez jednostkę powierzchni porowatego metalu pod wpływem jednostki gradientu ciśnienia, przy tym opory przepływu cieczy powstaje w wyniku strat na lepkość. To nie zależy od ilości widzianego porowatego metalu | |
6 ogromny Współczynnik przepuszczalności | m | Objętościowa prędkość przepływu, z której płyn w jednostkę gęstości jest pomijany przez jednostkę powierzchni porowatego metalu pod wpływem jednostki gradientu ciśnienia, przy tym opory przepływu cieczy powstaje w wyniku strat na pokonanie bezwładności. To nie zależy od ilości widzianego porowatego metalu | |
7 Objętościowa szybkość przepływu |
m |
Prędkość przepływu masy cieczy, podzielona przez jej gęstość | |
8 Ciśnienie przepływu na wejściu |
Ciśnienie przepływu przed wzorem | ||
9 Ciśnienie przepływu na wyjściu |
N/m |
Ciśnienie przepływu za wzorem | |
10 Średnie ciśnienie | Połowa kwoty ciśnień na wejściu i na wyjściu | ||
11 Różnica ciśnień | N/m |
Różnica ciśnień na sygnał wejściowy i wyjściowy powierzchni próbki | |
12 Gradient | N/m |
Spadek ciśnienia, деленный na grubość próbki | |
13 Prędkość | m/z | Stosunek objętości prędkości przepływu do placu testy | |
14 Gęstość | kg/m |
Gęstość płynu do badania przy średnich wartościach temperatury i ciśnienia | |
15 lepkość Dynamiczna | N·s/m |
Współczynnik całkowitej dynamicznej lepkości, który zgodnie z prawem Newtona | |
16 Zmiana na urządzenie (odejmuje się od obserwowanego różnicy ciśnień) | - | N/m |
Różnica wejściowego i wyjściowego ciśnienia na wylotach ciśnienia, gdy próbka brakuje w przyrządzie do badania. (Poprawka zmienia się wraz ze zmianą prędkości przepływu przez urządzenie i zwiększa się w zależności od efektów rurki Venturiego na wylotach ciśnienia i w innych przypadkach) |
17 Średnia temperatura bezwzględna |
Do | Połowa kwoty temperatury cieczy na wlocie do próbki i wyjściu z niego |
5 POBIERANIE PRÓBEK
Przed testem należy za pomocą gazu usunąć z pory próbki cały płyn. Olej i smar powinny być usunięte za pomocą odpowiedniego rozpuszczalnika metodą ekstrakcji. Próbka musi być suszony przed testem.
5.1 Pobieranie próbek odbywa się w normatywno-technicznej dokumentacji proszkowe produkty.
5.2 Badania przeprowadza się na próbkach w postaci dysków o średnicy od 25 do 100 mm i grubości od 0,25 do 10 mm lub prostopadłościanu, pierścienia lub wydrążonego cylindra (rurki) z aktywną powierzchnią od 5 do 100 cmprzy stosunku wysokości do średnicy zewnętrznej nie więcej niż 2:1. Najlepiej używać jako próbki do badania gotowych wyrobów (blachy, taśmy, itp.), jeżeli spełniają one określone kryteria.
5.3 Jeżeli produkty nie spełniają wymagań 5.2, badania przeprowadza się na próbkach uzyskanych w technologii produkcji kontrolowanej partii wyrobów i bliskich im kształt.
5.4 Najmniejszy wymiar aktywnej powierzchni próbki do badania musi być więcej niż 100-krotnie, a grubość próbki jest większa niż 10-krotny średniej średnicy cząstek proszku, z którego wykonany jest materiał próbki.
5.5 Dozwolone obróbka mechaniczna powierzchni próbki, na którym dokonywana jest uszczelnienie systemu, za wyjątkiem powierzchni, przez którą przenika gaz lub ciecz.
5.6 Próbki przeznaczone do badania, muszą być w pełni nasycone tym płynem bezpośrednio przed testem.
6 APARATURA
6.1 Sprzęt
Wybór sprzętu zależy głównie od wielkości, kształtu i fizycznych właściwości badanej próbki.
Aktualny standard przewiduje wykorzystanie dwóch typów przyrządów do określania przepuszczalności cieczy porowatych próbek.
6.1.1 Głowica z uszczelkami do badania płaskich próbek.
Ten typ testowego urządzenia zalecane do wykonywania badań nieniszczących poszczególnych odcinków płaskich porowatych arkuszy.
Metalowy przepuszczalne arkusz zaciska się między dwoma parami ruchomych uszczelek. Wewnętrzna para, odpowiednia placu testy, ma średni średnica . Zewnętrzna para, średnia średnica której
tworzy pierścień wokół modelkę powierzchnia, jego szczelność pomaga uniknąć wycieku stronie z placu testy (rysunek 1). Szerokość otworu, wykształconego uszczelkami głowicy, powinna być nie mniejsza niż grubość blachy, tj.
.
— średnia średnica wewnętrznych uszczelek;
— średnica głowicy;
— objętościowa prędkość przepływu przy ciśnieniu
;
— ciśnienie atmosferyczne;
— ciśnienie na wylocie z próbki po przecieku między pierścieniami uszczelniającymi, jego ustalają wartość
;
— spadek ciśnienia na zwężce;
— spadek ciśnienia na пористом metalu
Rysunek 1
Boczna wyciek sprowadza się do minimum uszczelkami głowicy z powodu tego samego ciśnienia w wewnętrznej i zewnętrznej kamery. Osiąga się to od strony górnej powierzchni próbki jak można duży wzrost przejścia między górnymi kamery (rysunek 1). Ze strony dolnej powierzchni próbki po przecieku wewnętrzna kamera łączy się z przepływomierzem i znajduje się, jak zwykle, pod niewielkim противодавлением, a kamera zewnętrzna łączy się z atmosferą poprzez zawór, wyrównującej ciśnienie. Ten zawór jest przeznaczony do wyrównywania ciśnienia w wewnętrznej i zewnętrznej kamery. Jest dozwolone zainstalować ogranicznik między próbką i przepływomierzem, aby zwiększyć ciśnienie wsteczne i w ten sposób ustabilizować sterowanie zaworem wyrównania ciśnienia.
W idealnym przypadku ciśnienie na dolnej powierzchni próbki powinno być jak najbardziej zbliżone do atmosferycznego ciśnienia, ogranicznik nie stosuje się, z wyjątkiem przypadku, gdy należy wyregulować ciśnienie różnicowe na zwężce.
Do wewnętrznych uszczelnień zalecane są toroidalne pierścienie uszczelniające (O — ringi).
Uszczelki powinny być na tyle elastyczne, aby objąć wszystkie nierówności powierzchni i naruszenia płaskości porowatych metali. W niektórych przypadkach może wystąpić konieczność oddzielnie ładować wewnętrzne i zewnętrzne uszczelki w celu zapewnienia uszczelnienia, wyłączającym swobodne przesiąkanie.
Obowiązkowe dwa górne i dwa dolne uszczelki. Powinny one być umieszczone w jednej linii w stosunku do siebie.
6.1.2 uchwyt do próbek formy pustych butli
Przepuszczalność pustych cylindrycznych próbek wygodnie mierzyć, zabezpieczając cylinder symetrycznie między dwiema płaskimi powierzchniami, aby ciecz dostała się na zewnątrz przez ścianki cylindra. Przykład pokazany jest na rysunku 2. Przepływomierz umieszczone przed próbką. Po przypięciu porowatego metalowego cylindra powinny być stosowane wystarczająco elastyczne uszczelki, aby objąć wszystkie nierówności powierzchni i zapobiec swobodny wyciek.
Uwaga — Aby zminimalizować poprawkę na urządzenie, odległość powinna być mniejsza, a średnica
musi być w przybliżeniu równa średnicy
.
Rysunek 2
6.1.3 Uchwyty do mocowania próbek (wyrobów) małych rozmiarów.
Konieczność stosowania uchwytów, schematy których przedstawiono na rysunkach 3 i 4, powinna być podana w zgodności dokumentacji technicznej na konkretne produkty.
1 — próbka; 2 — pokrywa; 3 — gumowa uszczelka; 4 — uszczelnienie powierzchni bocznej próbki mieszaniny składającej się z 60% parafiny i 40% kalafonia, syntetycznej смоли lub innym uszczelniaczem; 5 — podstawa; 6 — kanałów o średnicy od 1,5 do 2,0 mm do odprowadzenia w manometr gazu lub cieczy; 7 — kanały do doprowadzenia i odprowadzenia cieczy lub gazu
Rysunek 3
1 — próbka; 2 — pokrywa; 3 — tulejka gumowa; 4 — podstawa; 5 — kanały o średnicy od 1,5 do 2 mm do odprowadzenia w manometr gazu lub cieczy; 6 — kanały do doprowadzenia i odprowadzenia gazu lub cieczy
Rysunek 4
6.2 Płynu do badania
W większości przypadków gazy są bardziej wygodne dla próby, niż płynu (załącznik B).
Gazy do badań powinny być czyste i suche.
W drodze porozumienia między zainteresowanymi stronami przepuszczalność można określić, w razie potrzeby, za pomocą danej cieczy. Płyn musi być czyste i nie zawierać rozpuszczone gazy.
Klasa czystości płynu do badania (GOST 17216) powinien być określony w zgodności dokumentacji technicznej na materiał (wyrób).
6.3 Instalacja do określenia współczynnika lepkości przepuszczalności cieczy i gazów, której schemat przedstawiono na rysunku 5. Instalację stosuje się tylko w warunkach laminarnego przepływu cieczy i gazów.
1 — butla ze sprężonym gazem; 2 — zawór regulacji ciśnienia; 3 — filtr do oczyszczania gazu ziemnego; 4 — osuszacz; 5 — моностат dla zrównoważenia ciśnienia; 6 — zawór precyzyjnej regulacji dopływu gazu; 7, 9, 11, 13, 14, 15, 20, 21, 24, 26, 28, 29, 30 — zawory dopływu gazu i cieczy; 10 i 12 — wodne manometry z górnej granicy pomiaru 3 kpa i błędem nie więcej niż 10 Pa; 22, 27 — manometry rtęciowe górnej granicy pomiaru 40 kpa (zamiast wodnych i lamp można użyć wzorowe manometry); 16, 17, 18, 31, 32, 33 — ротаметры lub inne расходомерами z błędem pomiaru nie więcej niż 1%; 8, 25 — uchwyty do mocowania próbek; 19, 34 — termometry do pomiaru temperatury cieczy lub gazu z dokładnością nie większą niż 0,5 °C; 23 — zbiornik z płynem do badania wolne od абсорбционных pęcherzyków gazowych i od zanieczyszczeń obcymi cząstkami lub innymi płynami
Rysunek 5
6.4 Suwmiarka z błędem pomiaru nie większym niż 0,05 mm GOST 166 do pomiaru próbek o wymiarach 1 mm i więcej.
6.5 Mikrometr według GOST 6507 do pomiaru próbek o wymiarach poniżej 1 mm.
6.6 Manometr do określenia ciśnienia atmosferycznego z błędem pomiaru nie więcej niż 1%.
6.7 Termometr do pomiaru temperatury otoczenia, z błędem pomiaru nie większym niż 0,5 °C.
7 KOLEJNOŚĆ BADAŃ
7.1 Pomiar grubości i powierzchni badanej próbki
7.1.1 Płaskie próbki do badań
Rozmiar szczęk mikrometrów musi być nie więcej wielkości powierzchni nierówności i nie mniej mapie pory.
Powierzchnia testy określają w kierunku prostopadłym do strumienia cieczy, przy czym gradient ciśnienia musi być stały.
7.1.2 Próbki do badań puste cylindryczny kształt
Grubość i powierzchnia testy
dla pustych butli (rysunek 2) obliczamy według wzoru:
,
,
,
gdzie .
Jeśli grubość ścianki jest mała w porównaniu z
, na przykład mniej niż 0,1
, grubość
i powierzchnia testy
określają na podstawie poniższego wzoru:
;
.
7.2 Pomiar różnicy ciśnień
Instalacja (aparatura), używana przy badaniu, powinna być sprawdzona na szczelność.
Instalacji (rysunek 5) sprawdza się na szczelność pod ciśnieniem od 7 do 8 kpa.
Spadek ciśnienia można określić, mierząc ciśnienie na wejściu i wyjściu z próbki oddzielnie lub z pomocą manometru różnicowego.
Poprawkę na urządzenie uzyskuje się, gdy próbka nie ma w urządzeniu, obserwując spadek ciśnienia poza żądany zakres prędkości przepływu. Poprawka na urządzeniu nie powinna przekraczać spadek ciśnienia o więcej niż 10% (tabela 1).
7.3 Pomiar prędkości przepływu
Prędkość przepływu cieczy najlepiej mierzyć podstawowym punktem odniesienia. Prędkość przepływu powinna być dostosowana do średniego ciśnienia i temperatury próbki. Bardziej przydaje się w pracy standardowy przepływomierz (wstępnie skalibrowany na podstawowym wzornika).
7.4 Pomiar ciśnienia i temperatury
Trzeba zmierzyć ciśnienie i temperaturę na zwężce i испытуемом próbce, aby skorygować wskazania przepływomierza, obliczyć średnią prędkość przepływu przez testowana próbka, określić gęstość i lepkość płynu do badania.
Badania prowadzone w temperaturze otoczenia (22±5) °C. Aparatura musi być odizolowany od źródeł ciepła.
7.5 Kolejność operacji podczas określania przepuszczalności gazów w warunkach laminarnego przepływu.
Zamykają zawory 2, 6, 7, 13, 14, 15, 20. Otwierają się zawory 2, 7, 13 i, dostosowując kranu 6, wprowadza się gaz do uchwytu 8 z wzorem, stopniowo zwiększając spadek ciśnienia , kontrolowanego manometrem 10. Ustawiając określony spadek ciśnienia w манометру w przedziale czasu od 2 do 3 min, przeprowadzają obliczenia danych zużycia gazu (
) w ротаметру 16. Jednocześnie utrwalają ciśnienie i temperaturę gazu przepływającego przez ротаметр w манометру 12 i termometru 19, odpowiednio. Gdy limit pomiaru przepływu gazu w ротаметру 16 osiągnięty, otworzyć kran 14 i zamknąć kran 13. Pomiar przeprowadza się w ротаметру 17. Po przejściu na ротаметр 18 otwierają zawór 15 i zamknąć kran 14.
Ротаметры (przepływomierze) powinny być skalibrowany w ciśnieniu i temperaturze.
Wyjąć próbkę z uchwytu 8 i mierzą spadek ciśnienia na uchwycie bez wzoru manometrem 10 dla wartości przepływu gazu (
), uzyskanych podczas badań próbki, pod kranów, jak i przy badaniu próbki. Rejestrują zużycie gazu na terenie ротаметров (
), różnicy ciśnienia gazu na uchwycie z wzorem
* i różnicy ciśnień na uchwycie bez próbki
. Różnica między
i
musi spełniać wymagania 7.2.
________________
* Zgodność z oryginałem. — Uwaga producenta bazy danych.
Spadek ciśnienia na sygnał wejściowy i wyjściowy powierzchni próbki (), N/m
, obliczamy dla każdej wartości
według wzoru
,
gdzie — spadek ciśnienia gazu na uchwycie z wzorem;
— spadek ciśnienia gazu w uchwycie bez próbki, czyli zmiana na urządzenie;
— ciśnienie przepływu gazu, zmierzone zamiast ciśnień
i
w przypadku braku w urządzeniu (uchwycie) badanej próbki.
7.6 Kolejność operacji podczas określania przepuszczalności cieczy w warunkach laminarnego przepływu
Jak dla gazów, badania prowadzone na instalacji (rysunek 5). Zamykają zawory 2, 6, 7, 20, 24, 28, 29, 30 i ustawiają próbkę w uchwycie 25. Następnie otwierają się zawory 28, 24, 20, 2. Zmieniając dowolnie ciśnienie w układzie kranu 6, począwszy od 1000 Pa i kończąc wartością maksymalną, dopuszczalną przez manometrem 22, zmieniają spadki ciśnień na uchwycie z wzorem, kontrolowanych manometrem 27. Zużycie płynu, przechodzącej przez uchwyt z próbką (
) w trakcie spadku ciśnienia
rejestrują w ротаметру 31. Gdy limit pomiaru przepływu cieczy w ротаметру 31 osiągnięty, otwierają zawór 29 i zamykać zawór 28. Dalej pomiar przeprowadza się w ротаметру 32. Po przejściu na ротаметр 33 otworzyć kran 30 i zamykać zawór 29. Spadek ciśnienia bez próbki, a także na wejściowy i wyjściowy powierzchni określają, jak określono w 7.5.
7.7 Przeprowadzenie badania przy ustalaniu przepuszczalności gazów i cieczy w warunkach różniących się od laminarnego przepływu, musi być przypadek w zgodności dokumentacji technicznej na konkretny produkt.
8 PRZETWARZANIE WYNIKÓW
8.1 Średnia prędkość przepływu
Wskazania przepływomierza , poprawić, jeśli był używany некалиброванным, według wartości ciśnienia i temperatury, przy użyciu współczynnik zmiany na przepływomierz
zamontowany przez producenta. Rewidujący wskazanie przepływomierza
znajdujemy z równania
.
Do oddania dopasowanego wskazania przepływomierza do średniej prędkości przepływu
w пористом испытуемом próbce stosuje się poprawkę
. Poprawkę obliczamy z równania ustawy gazu
.
Wtedy średnia prędkość przepływu będzie
.
Do wprowadzania danych do tabeli stosuje się uogólniony współczynnik poprawki
w celu uzyskania średniej prędkości przepływu .
Przy użyciu gazów do badania średnią prędkość przepływu w m
/z w пористом испытуемом próbce obliczamy według wzoru
,
gdzie — rewidujących wskazania przepływomierza, m
/s;
— ciśnienie wyjściowe (rysunek 1
) lub input (patrz rysunki 2−4,
) powierzchniach próbki, N/m
;
— połowa kwoty temperatury gazu na wyjściu z próbki i na jego wyjściu (rysunki od 1 do 4
);
— połowa kwoty ciśnień na wejściu i na wyjściu lub na wejściowy i wyjściowy powierzchni badanej próbki
(rysunki 1 i 7.5, ;
rysunki 2−4, ), N/m
;
— temperatura gazu na wyjściu z próbki (rysunek 1) lub na jego wejściu (rysunki 2−4), K.
W celu uzyskania średniej prędkości przepływu cieczy w испытуемом próbce wartości
, jej odpowiednie, dostosowane na temperaturę, równą połowie sumy temperatur cieczy na wejściu w testowana próbka i na wyjściu.
Średnie wartości prędkości przepływu powinny być znalezione dla wszystkich spadków ciśnień
, które oblicza się w
7.5 i 7.6.
8.2 Średnia gęstość i lepkość
Średnie ciśnienie i średnia temperatura bezwzględna w испытуемом próbce pozwalają uzyskać średnie gęstości i lepkości na podstawie opublikowanych danych.
Wartość lepkości i gęstości gazów i cieczy przyjmuje się według tabel stałych fizycznych.
8.3 Obliczenie wyników
Współczynniki lepkości i ogromny przepuszczalności określają na jednoczesne pomiary prędkości przepływu i różnicy ciśnień. Ilość pomiarów prędkości przepływu musi być nie mniej niż pięciu. Muszą być równomiernie rozłożone w całym przedziale wartości prędkości przepływu, przy czym największy wymiar nie powinno być mniej niż dziesięć razy więcej najmniejszego.
Wyniki analizują o równanie
(załącznik A, równanie A. 2).
To równanie można przepisać w postaci ,
gdzie;
.
Wartości i
obliczają dla poszczególnych poziomów różnicy ciśnień i prędkości przepływu. Odpowiednie wartości
i
zadają na zdjęcia papieru w kratkę i przeprowadzić linię prostą, optymalnie łączącej te punkty.
Na przecięcia tej linii z osią określają odwrotną вязкостную przepuszczalność
.
Tangens kąta nachylenia tej linii daje wartość odwrotną ogromny przepuszczalności .
W przypadku trudności bezpośrednia linia powinna być określona metodą najmniejszych kwadratów.
Uwaga — Przy pomiarze prądów w ламинарном trybie określają współczynnik lepkości przepuszczalności (patrz załącznik A).
8.4 Widok wyników
Współczynnik lepkości przepuszczalności zapisują się w odległości 10m
(1 µm
), a ogromny współczynnik przepuszczalności 10
m (1 µm) z dokładnością ±5% w stosunku do ich wielkości.
Zasady zaokrąglania wyników obliczeń współczynników przepuszczalności musi być podany w zgodności dokumentacji technicznej na konkretny produkt.
Uwaga — Jednostkę pomiaru współczynnika lepkości przepuszczalności (µm) czasami nazywane darcy.
9 RAPORT Z BADAŃ
Protokół badania powinien zawierać następujące informacje:
a) link na aktualny standard;
b) wszystkie elementy niezbędne do identyfikacji badanej próbki;
c) rodzaj używanego sprzętu;
g) płyn służący do badania;
d) wynik;
e) wszystkie czynności nie zastrzeżone niniejszym standardem lub rozważających jako opcjonalne;
g) losowe czynniki, które mogłyby mieć wpływ na wynik.
ZAŁĄCZNIK A (obowiązkowe). CIĄGU PŁYNU PRZEZ MATERIAŁY POROWATE
ZAŁĄCZNIK A
(obowiązkowe)
A. 1 przez Wytrzymała
Wzór empiryczny przepływu cieczy przez materiały porowate została wyhodowana po raz pierwszy Darcy na podstawie danych doświadczalnych z wodą. Ona ustawia proporcjonalną zależność spadku ciśnienia na jednostkę grubości od prędkości przepływu na jednostkę powierzchni i lepkości. Można ją zapisać w postaci
, (A. 1)
przy tym straty występują w wyniku ścinania na lepkość.
A. 2 Wytrzymała i инерционное przez
W rzeczywistości ciągu cieczy i gazu przez materiały porowate składa się z kilku mechanizmów, z których wiele może odbywać się równocześnie. Doświadczenie pokazuje, że w większości przypadków w ciągu cieczy i gazów przez materiały porowate działają zazwyczaj tylko trzy mechanizmu. To wytrzymała, инерционное i ruchoma ciągu. Инерционное przez towarzyszy utrata energii w wyniku zmiany kierunku przepływu cieczy przy przejściu na krętych pory i wystąpienia lokalnych zjawisk turbulencji w porach. W przypadku braku ruchu prądy bezwładności straty zostały połączone Форшхаймером ze stratami przy вязком biegu na Darcy i przedstawiona równaniem
, (A. 2)
który używa w tym standardzie (8.3). Jednak przy małych prędkościach przepływu płynów bezwładność w równaniu (A. 2) jest znikoma w porównaniu z lepkości i można go zaniedbać, aby uzyskać uproszczone równanie (A. 1).
A. 3 Ślizgowy przez
Równanie (A. 1) zakłada się, że wielkość porów więcej średniej wolnego przebiegu cząsteczek gazu do badania. Ja nie dotyczy pory bardzo małych rozmiarów i gazów przy obniżonym ciśnieniu lub wysokiej temperaturze. Ruchoma ciągu ma miejsce, jeżeli średni wolny przebieg cząsteczek i wymiary czasu metalu są wartościami tej samej kolejności. W przypadku ruchomej prądy porowaty metal ma większą przepuszczalność, niż w przypadku jego braku. Tak jak w przypadku ruchomej prądy zwykle brak bezwładności straty, równanie (A. 2) można zapisać w postaci
, (A. 3)
gdzie — współczynnik przepuszczalności w przypadku ruchomej prąd.
Znajdują poprawkę przesuwne prądu
, (A. 4)
gdzie — obserwująca вязкостная przepuszczalność w przypadku ruchomej przebiegu;
— współczynnik prawdziwej lepkości przepuszczalności;
— mnożnik Клинкенберга, który jest stały dla danego gazu i porowatego materiału i ma wymiar ciśnienia.
Związek między i
można przedstawić w postaci
. (A. 5)
Stąd, po zmierzeniu w całym zakresie różnych ciśnień (czyli
i
), budują zależność
od
i otrzymać linię prostą.
Tangens kąta nachylenia tej linii jest równy . Punkt przecięcia tej linii z osią
daje вязкостную przepuszczalność
.
Mnożnik Клинкенберга wzrasta wraz ze spadkiem wielkości porów, zmniejszenie względnej masy cząsteczkowej i wzrostem temperatury i lepkości gazu.
A. 4 Efekty ściany i marginalne
Równanie (A. 2) dla przepływu cieczy stosuje się, jeżeli porowatość jednolite i równomierne, w rzeczywistości na powierzchni badanej próbki jest zróżnicowanie. Rozważają dwa przypadki:
efekt ściany dla badanych próbek, krawędzie, które uszczelnione w kontenerze;
efekt krajowej na wyjściowy i wejściowy powierzchniach wszystkich badanych próbek.
Dla materiału z granulatu efekt ściany, z reguły nie biorą pod uwagę, jeśli średnica próbki, nie mniej niż 100 razy większa niż średnica cząstek porowatego metalu. Jeśli średnica próbki około 40 średnic cząstek, to błąd mniej niż 5%.
Краевыми efektów można pominąć przy grubości próbki nie mniej niż 10 średnic cząstek, które tworzą porowate metal. Tak samo, jak w przypadku efektu ściany, krajowej efekt zależy od różnicy między porowatości powierzchni i wewnętrznej porowatości.
A. 5 Długie rurki z porowatych metali
Równanie (A. 2), obliczanie powierzchni i grubości (7.1.2) i zmiana spadku ciśnienia (7.2) sugerują, że ciśnienie na wejściu na całym wzoru taką samą. Dla długich rur z małymi otworami możliwe są odchylenia. Aby ustalić, że błąd spowodowany spadkiem ciśnienia cieczy na całej długości osi rury, mniej niż 5%, można skorzystać z jednej z następujących metod:
a) podróżują drugi spust ciśnienia w najbardziej odległe od wejścia płynu koniec i porównać jego wskazania z otrzymanym na wycofanie ciśnienia, znajdującym się przy wejściu płynów;
b) pokrywają się z jednego końca rurki w przybliżeniu w połowie placu. Mierzą przepuszczalność перекрытой rurki, przy tym неперекрытая część rurki znajduje się jak najbliżej lub jak najdalej od końca logowania płynu. Porównują oba wskaźnika przepuszczalności.
ZAŁĄCZNIK B (obowiązkowe). PŁYN DO BADANIA
DODATEK B
(obowiązkowe)
W większości przypadków korzystać z gazy wygodniejsze niż cieczy. Trudności, które mogą powstać przy stosowaniu płynów, są następujące:
trudno jest usunąć wszystkie cząstki stałe, które mogą dostać się do pory porowatego metalu i w ten sposób zmienić przepuszczalność;
rozpuszczone gazy mogą wyróżniać się w porach, powodując zjawisko «blokady gazem»,
hydrostatyczne ciśnienie płynu może spowodować dodatkowe trudności przy pomiarze różnicy ciśnień;
więcej płynu drogie i niewygodne w pracy;
niektóre metale mogą reagować adsorpcji z niektórych cieczy, w wyniku czego zmniejsza wielkość porów;
ze względu na efekty капиллярности i powierzchniowej aktywności stopień nawilżenia powierzchni porowatego materiału może mieć wpływ na obserwowane przepuszczalność, szczególnie w przypadku porowatych metali z małymi wymiarami czasu.
W rzadkich przypadkach używają płynu, jeśli jest wymagane określenie przepuszczalności za pomocą danej cieczy. Jeśli ten fluid jest płynem Newtona, należy uwzględnić następujące warunki:
w cieczy nie powinna być cząstek stałych i gazów rozpuszczonych;
pełna porowaty metal musi być nasączona płynem, nie dopuszcza do powstawania pęcherzyków gazu na powierzchni i w porach badanej próbki z porowatego metalu.
Gdy pory są duże, wyniki określania przepuszczalności, otrzymywane przy użyciu gazów i cieczy, zwykle są takie same. Dlatego, gazy wykorzystać lepiej, niż cieczy.
W przypadku korzystania z gazów wzrasta prawdopodobieństwo инерционных strat i dlatego zaleca się, aby korzystać z równania (A. 2) aplikacje A.