DETERMINAREA POROZITĂŢII MATERIALELOR FILTRANTE SINTERIZATE

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "DETERMINAREA POROZITĂŢII MATERIALELOR FILTRANTE SINTERIZATE"

Λάρισα Μεσσηνέζης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 DETERMINAREA POROZITĂŢII MATERIALELOR FILTRANTE SINTERIZATE 1. Consideraţii generale Materialele utilizate ca eleente filtrante trebuie să îndeplinească urătoarele condiţii: caracteristici filtrante ridicate (pereabilitate sau capacitate de curgere şi capacitate de filtrare); posibilitatea regenerării uşoare a structurii pereabile prin decolatare; rezistenţă ecanică suficientă pentru solicitările exterioare (presiunea de lucru a fluidului, solicitările din tipul procesărilor ecanice); rezistenţă la acţiunea corozivă a fluidului; să perită evacuarea copletă a turtei depuse; cost scăzut; prelucrabilitate bună în tipul procesărilor tehnologice de fabricare. În practica filtrării se utilizează o ultitudine de edii şi ateriale filtrante. Materialele filtrante sunt ateriale poroase pereabile, de regulă dispuse în straturi de grosie corespunzătoare, sub foră de ebrane sau în vrac (granulare). Oricare ar fi natura ateriei priare din care este confecţionat ediul filtrant (etalică, neetalică, organică, inerală, sintetică, vegetală, anială), odul de îpachetare şi arhitectura structurii poroase pereabile, un corp poros pereabil filtrant este considerat ca fiind constituit din două faze coponente: scheletul solid (atricea solidă) şi reţeaua porilor intercounicanţi. Matricea solidă de bază asigură fora fizică a ediului

2 2 sau eleentului filtrant şi capacitatea portantă la solicitările ecanice exterioare în funcţionare. Reţeaua porilor intercounicanţi înconjoară faza solidă, asigurând funcţiile de filtrare: pereabilitatea şi capacitatea de filtrare. Cele două faze se deterină reciproc una pe cealaltă. Astfel, dacă proporţia voluică procentuală a uneia creşte, cealaltă scade procentual în od corespunzător. Sisteele poroase reale sinterizate prezintă o varietate are de odele deterinate de fora şi diensiunea porilor, de orientarea lor în spaţiu, datorită odului de aşezare al particulelor pulberii, de ăriea şi fora acestora. Aseenea structuri poroase existente în practică (prezentate în figura 1), sunt obţinute prin sinterizarea pulberilor etalice din diferite fore geoetrice ale particulelor (a structuri din pulbere sferică de bronz; b structuri din pulbere sferică de inox; c ide din pulbere neregulată). Se constată fora neregulată şi ăriea diferită a porilor, datorită aranjaentului neordonat al granulelor pulberii, precu şi datorită forei şi ăriii acestora. Studiul şi caracterizarea cât ai perfectă a funcţiilor filtrante şi a coportării ecanice a aterialelor filtrante ipune definirea structurii şi paraetrilor acestora. Consideră că o aseenea structură poroasă este binară fiind copusă din două faze. Matricea solidă spaţială preia funcţiile de structură de rezistenţă a corpului poros. A doua fază este reprezentată de sisteul spaţial al porilor, de regulă intercounicanţi, care înconjoară faza solidă şi care copletează sisteul structural al unui aterial poros sinterizat. Sisteul spaţial al porilor intercounicanţi realizează procesele de filtraţie şi oferă posibilitatea curgerii fluidelor prin corpul poros. Porozitatea este principalul paraetru structural al unui aterial filtrant sinterizat care are influenţă asupra caracteristicilor filtrante, în special asupra pereabilităţii.

3 a. b. c. Fig. 1. Structuri pereabile sinterizate din: a.

porilor şi voluul total al aterialului poros.

3 3 a. b. c. Fig. 1. Structuri pereabile sinterizate din: a. pulbere sferică din bronz; b. pulbere sferică inox; c. pulbere de foră neregulată din inox 2. Porozitatea Porozitatea se defineşte prin raportul dintre voluul porilor şi voluul total al aterialului poros. relaţia: Astfel, porozitatea totală P a unui corp poros se calculează cu P = de unde: P = p P = p = - = 1 1 ρ = 1 1 ρ (1) 1 ρ ρ (2)

4 4 dar: ρ = 1 P = 1 ρ unde: 1 este asa probei poroase uscate; p voluul porilor; 1 (3) voluul aterialului copact (atricei etalice); ρ voluul total al corpului poros; densitatea aterialului poros; ρ densitatea aterialului copact (atricei etalice). Relaţia (3) perite calculul porozităţii totale a unui corp poros de foră regulată al cărui volu poate fi deterinat prin calcul geoetric. În aterialele poroase se deosebesc trei tipuri de pori (fig.2): deschişi (intercounicanţi), înfundaţi şi închişi. Porii deschişi sau intercounicanţi, counică atât între ei cât şi cu suprafeţele exterioare ale corpului poros, îndeplinind funcţia de filtrare şi de pereabilitate a lichidelor sau gazelor, în prezenţa gradientului de presiune. Totalitatea porilor deschişi deterină porozitatea deschisă intercounicantă P 1 a aterialului poros. Porii închişi (porozitatea P 3 ) şi cei înfundaţi (P 2 ) nu asigură pereabilitatea şi nu prezintă interes din punct de vedere al proprietăţilor filtrante Fig. 2. Tipuri de pori în ediul pereabil. 1 pori deschişi; 2 pori înfundaţi; 3 pori închişi 3. Principiul etodei de deterinare şi aparatură Pentru deterinarea porozităţii deschise, epruveta se cântăreşte în aer, apoi se ipregnează într-un lichid corespunzător, iar apoi se cântăreşte în aer şi în apă.

5 5 Porozitatea deschisă, definită ca voluul porilor, expriat în procente din voluul piesei sinterizate, se calculează prin creşterea asei după ipregnare, cu un lichid cu densitate cunoscută. 4. Aparatură, ateriale şi reactivi balanţă analitică cu o precizie de 0,01 g; recipient cu apă distilată (de preferinţă degazată) cu diensiuni corespunzătoare epruvetei şi dispozitivului de cântărire; dispozitiv de cântărire a epruvetei în aer şi în apă, confor fig. 3. Pentru construirea dispozitivului se recoandă folosirea unei sâre din oţel inoxidabil sau de argint, cu diaetrul de 0,1.; instalaţia care să perită ipregnarea epruvetei în vid (fig. 4); epruvetă din aterial poros sinterizat sau eleent filtrant sinterizat. lichid de ipregnare. Teperatura de încercare a epruvetei şi a apei trebuie să fie aceeaşi. 5. Modul de lucru Epruveta se cântăreşte în aer ( 1 ), apoi se ipregnează cu un lichid insolubil în apă (confor fig. 4). Lichidul de ipregnare şi teperatura de ipregnare se aleg în scopul asigurării unei bune ipregnări şi reţinerii totale a lichidului în porii epruvetei în cursul operaţiilor de cântărire urătoare. Dacă ipregnarea se face la teperatura abiantă, se recoandă folosirea unui ulei cu viscozitate cineatică la 20 ºC cuprinsă între 50x10-6_ şi 300 x /s.

6 6 Cântărire în aer Cântărire în apă a. b. Cântărire în aer Cântărire în apă c. d. Cântărire în aer Cântărire în apă e. f. Fig. 3. Modalităţi de cântărire a epruvetei în aer şi în apă

7 7 1. Proba poroasă 2. asul probei 3. Dop 4. as cu lichid 5. Suport Fig. 4. Schea instalaţiei de ipregnare în vid În vasul care conţine uleiul şi epruveta de ipregnat se reduce presiunea prin interediul popei de vid P la axi 10 4 N/ 2 (0,1 bar) şi se enţine tip de aproxiativ 30 de inute, după care din piesă nu ai trebuie să se degajă bule de aer (sen că degazarea a fost copletă şi toţi porii deschişi au fost upluţi cu ulei). Se readuce presiunea în recipient la presiunea atosferică şi se lasă în continuare epruveta cufundată în ulei o durată cel ult egală cu durata de enţinere la presiune redusă. Se scoate epruveta din lichid şi se şterge cu atenţie cu o ţesătură oale, neabsorbantă. Epruveta ipregnată se cântăreşte în aer ( 2 ) şi apoi în apă ( 3 ). Se recoandă folosirea unei oglinzi pentru verificarea eliinării bulelor de aer aderente pe întreaga suprafaţă a epruvetei. 5. Expriarea rezultatelor Porozitatea deschisă (P d ) se calculează cu forula: ( 2 1) ρapa P d = 100 ( ) ρ unde ρ apă este densitatea apei (vezi tabelul 1) [%] (4)

8 8 Tabelul 1. Densitatea apei Teperatura [ºC] Densitatea [g/c 3 ] Teperatura [ºC] Densitate [g/c 3 ] 18 0, , , , , , , , , , , , ,9973 Pentru piese poroase de foră regulată, la care se poate evalua voluul, relaţia de calcul a porozităţii deschise este: (2 1) P d = 100 [%] (5) ρ l Porozitatea deschisă se calculează cu o precizie de + 0,5 %, în valoare absolută. Rezultatele ăsurărilor vor fi trecute în tabelul 2. Tabelul 2. Rezultatele ăsurărilor Schiţele pieselor: Nr. probă Materialul Densitatea Diensiuni [] teoretică [g/c 3 ] l 1 l 2 l 3 l 4 1 [g] 1 [g] 1 [g] [c 3 ] P [%]

Σχετικά έγγραφα

DETERMINAREA PERMEABILITĂŢII LA FLUIDE A ELEMENTELOR FILTRANTE

DETERMINAREA PERMEABILITĂŢII LA FLUIDE A ELEMENTELOR FILTRANTE. Consideraţii generale şi definiţii Pereabilitatea este caracteristica unui filtru poros de a perite trecerea unui fluid, sub acţiunea gradientului