ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 53-053-03

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Исследование различных пористых материалов показали, что характеристики их проницаемости строго индивидуальны и попытки получить универсальные зависимости, связывающие толщину, пористость материалов, размеры пор и расходные характеристики не дают удовлетворительных результатов. В то же время свойства воздухопроницаемости целиком описываются двумя коэффициентами обобщенного уравнения Дарси, которые определяются экспериментально.

Задача, таким образом, состоит в том, чтобы иметь возможность достаточно быстро и надежно определять эти характеристики. Существующие методы определения воздухопроницаемости дают дискретные значения расхода воздуха через пористый материал для определенных значений перепада давления. В связи с этим требуется проведение большого количества экспериментов для получения обобщенной зависимостиV=F ( P). Использование современных компьютерных систем непрерывного измерения и обработки данных позволяет получить такую зависимость в течение одного эксперимента.

Экспериментальная установка для определения воздухопроницаемости пористых материалов, созданная в ОрелГТУ, состоит из герметичной емкости, объемом до 20 л, компрессора для создания в емкости давления порядка 10 кПа, аллонжа для закрепления фрагмента изучаемого однородного или многослойного материала, коллектора, запорных вентилей и отсечного клапана.

Перепад давления на исследуемом материале измеряется с помощью дифференциального датчика давленияMPX5010DPчувствительностью 450 мВ/кПа. Одновременно измеряется давление и температура воздуха в емкости. Сигналы с электрических датчиков подаются на аналого-цифровой преобразователь и в цифровом виде вводятся в компьютер, отфильтровываются от случайных помех и обрабатываются в реальном режиме времени по заданному алгоритму. В результате на экране монитора строится зависимость расхода воздуха от перепада давления на материале и автоматически рассчитываются линейный и квадратичный коэффициенты уравнения Дарси.

Продолжительность эксперимента на разработанной установке составляет несколько минут и необходимое количество повторностей для проведения статистической обработки и получения надежных регрессионных зависимостей может быть получено за достаточно короткое время. Установка может быть использована в учебных целях для демонстрации и изучения процессов массопереноса в пористых материалах и средах.