автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Анализ теплоизмерительных процессов в системах термовакуумной влагометрии

Гб од

''' 1 Тосударставшшй комитет Российской Федерации по шстему образованию

Сшкт-ДэгербургскаЯ госуцарстванякй горкнй . институт ш.Г.В.Плеханова (Технический университет)

На правах рукописи Маларёв Вадал Игоревич анализ чшттшкж процессов з смстшх

ТЕИОЛАХУУЖОЙ. ЕЛАГО'ШИИ

Специальность 05.П.13

"Прибор! и метода контроля природной среда, веществ, материалов я изделий"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на солскиио учэной стеневд кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

. Работа ¿шшшэна в Санкт-Петербургском государсгБбчном горном институте им. Г.В. Плеханова , Северо-западном заочном политехническом институте Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Проскуряков Руслан Максимович

Офицвальш© оппонента - доктор технических паук, с.к.с.

Слаев Валерий Абдулловпч - каддвдат технических наук, допент ■ % . Златкин Виктор Иэраилевлч

Зёдущая организация - Санкт-Петербургский технологический

институт холодильной щхжшяенности

Запдата состоятся " 2% " 199 к г. в ^ ча-

сов мин. на заседании Спегиагшарованаого Совете Д.063.15.II яра Санкт-Петербургском государственном горком институте ш. Г.В. Йлехааова по адресу: 199025, г. Сачкт-Петербург В.О., 21 явная, д.2, ауд. &

С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института ш.Г.В. Плеханова

Автореферат разослан " «?- Ь. " 1994 г.

Учогпй' секретарь специализированного Совета Л-.063.15.11

л х

Мл (_д.ф.-м.н., проф,1 Скоебов В.Н,

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Эффективность управления технологическими процессами и повышение качества горно-химической продукции требует соверзбнстзования методов аналитического контроля з процессе ее производства, в том числе методов а приборов для измерения малости. Влакность (илагосодержанио) является од-' ним из основных показателей качества продукции и строго регламентируется Государственники стандартам более чем для 1500 твердых веществ и материалов.

Б нале?, стране применяются десятки тысяч влагомеров, основанных на применении различных методов измерения влажности твердых веществ. Однако к настоящему времени как в нашей стране, так и за рубежом не существует достаточно универсального катода, на основе которого можно било бы сиягезировг.ть приборы для обширного спектра материалов, влажность которых необходимо измерить з широком диапазоне. Поэтому множество организаций з России и десятки крупных зарубежжх фарм разрабатывают влагомеры. для конкретных веществ и конкретных диапазонов измерений. Эта задача особенно сложна щя продукции горно-химических производств, таких, например, как минеральные удобрения, химический состав и электрофизические свойства которых изменяются в широком диапазоне, непостоянны во времени, а наличие не вступивших в реакции в процессе производства кислот, щелочей и солей почти исключает применение электрических методов изме- , рения влажности. Несмотря на многочисленные исследования в области влагометрии,. для этих веществ еще не разработаны приборы пригодные для экспрессного контроля платности с приемлемой точностью. Поэтому в большинстве стандартов и техническая воловий принят термограБшлетрическг'.й метод, время измерения •;. плавности'которым лежит в пределах от одного до четырех часов при температурах от 25 до 130 °С. .•'..'.

Установлено, что при нагрева твердого тела при температуре около 100 °С вместо с водой улетучиваются некоторого другие вещества (;;:иры, свободные кислоты, азотистые основания и дру- '

гпа соединения), Получаемое значение вдатшоста, естественно, искажается - занижается или завышается. Получешю завышенных результатов обусловлено гидролизом таксах веществ» как соли, дасахарада и крахмал, дополнительным выделением воды за счет протекшая реакции окисления и конденсации. Креме того, при температуре около 100 °0 вода, сорбированная таордшл толом, может нэ закипеть, а слздовательно, не удалиться из вещества IIa основе проведенного анализа преимуществ и недостатков известных способов измерения влажности в качество перспектив ного euбрал тершвакуумный метод ( ТВ-метод ). В работе приведены и проанализированы основные результаты исследований ГВ-штода контроля влажности. На основе этого метода в Санкт-Петербургском государствогаюы горном институте» ?.м, Г.Е, Плеханова било разработано значительное число типов влггошров для сыпучих материалов различной физнко-хнмпчо ской структуры Практические результаты позволяют сделать швод о том, что метод является практически уназэрсалыым при опродадэ:ти маг лих значений влажности, а его точность соизмерима с методом Гильбо. Высокую оценку метрологических показателей метода дала специалисты Уральского научно-исследовательского пнетитутг метрологии ( КШ или, до перэЕывновашш, БШШСО ), лвлязо-щогося головным метрологический центром страны в области влага,атрии, Наряду с этим дглчнй кзтод облапает рядом недостатков, к котором мокно отнести сильную зависимость показаний о: начально!! разностк температур пробы исследуемого материала и стонок камеры нэрвичноро измерительного преобразователя, невозможность определения больших значений влажности, срапт-тольно.длительное время изморения для некоторых классов веществ и др, ' ' '

В диссертационной работа поставлена, задача создания динамического тзрмовакуулйного экспресс.-метода ( ДТВ-методе ) и •С1»дотв измерения вламюоти сылучих материалов с цель») расширения диапазона, увелачояая точности и уьяньшенпя'времени измерения влажности,.-Зто, в свои очоредь, опрэдолило необходимость болоо глубокого изучйим мехавпамов телло- и массопора-

>са во влатлых пористых средах. Одним из основных парамет-переносы теплоты и влаги является теплопроводность вла?-¡х пористых материалов. Исходя из этого, в работе уделено шлое внимание расчетным и экспериментальным методам опре-¡Л01ШЯ этой физической величины.

Идея -работы заключается в использовании параметров тепло-юсообмена в процессе вакуумной десорбции влаги из вещества целью измерения влажности сыпучих материалов.

Целью работы является создание теоретических основ динамичного термовакуукного экспресс-метода измерения влажности гпутих материалов; разработка теоретических нолокеиий и ап-[ратурной основа для исследования параметров тепло- и масоо-|реноса во влажных.сыпучих материалах.

Задача исследований:

представить ¡сласск'Тдкацию существующих катодов определения влажности дисперсных и жидких материалов; разработать методику расчета и экспериментального определения теплопроводности влашшх пористых материалов; обосновать теоретически и доказать экспериментально наличие однозначной зависимости иеяду влажностью сыпучих материалов и параметрами тепломассообмена в процесса вазсуумной десорбции влаги из пробы в период переходного процесса вакуутгаро-ванил;

разработать алгоритм и программу обработки результатов в динамическом режиме измерения влажности; дать описание разработанного первичного измерительного преобразователя, для определения влажности при динамическом режиме измерения;

дать количественную оценку .основных историков инструментальной и методической погрешностей, разработать методики расчета и метода выполнения измерений, позволлицио устранить или уменьшить эта погрешности,

■тодн исследований. 3 работе использован комплекс методов, жэчгп.тй анализ п обобщение результатов исследований, вы-'лненкых по изучаемой проблеме; лабораторный и произволе?-

еонкыо эксперимента, статистическая обработка их результатов. Для решения конкретных задач в работе привлечены представления и аппарат теории тепломассообмена, статистической фиата!, теории переноса в гетерогенных системах, метрологии, теории протекания, информационной теории измерительных устройств, математической статистики и регрессионного анализа.

В основу анализа исследований положен системный подход к физическим явлениям в вещество и процессам преобразования параметров в измерительных системах, взаимосвязанных медпу собой и внешними факторами, где теоретические представления играли определящую роль в обобщении опытных данных, а методы математической статистики тлели, напротив, подчиненное значение и рассматривались как необходимое средство обработки экспериментальных данных для определения достоверности полученных результатов. '*

Основные гтоложения. выносимне ira защиту.

1. Коэффициент спорости десорбции влаги d~u при вакуушрова-нии пробы влажного сыпучого материала является информативным 'параметром при опродолении влажности материала U0, зависимость мезду ними имеет обратно пропорциональный вид.

2. По скорости изменения температуры образца при его вакуу-мировании в начальном периоде можно определять влзяность сыпучих водонераствориыых материалов в диапазоне от 0,1 до 40 % относительной влаккости. .

3. Теплопроводность влахннх дисперсных материалов А а коэффициент сопротивления диффузии паров ju в пористых средах зависят как от структуры материала, так и от релшмных параметров - температуры Т , градиента температуры чТ и давления Р ; знание и JM- позволяет переходить к модели "тонкого слоя" при нахождении влатаости сыпучих материалов '1i0, еоли коэффициент неравномерности температурного поля У >С,8, что значительно упрощает процедуру определения Ъ10.

4. Значение кос*Ь]тндаопта сопротивления дг.'ГФузип пара можно экспериментально определять с псмо^ьн -зшорпматпа в диапазона температур от 0 до Ю0°С.

Дострпогностт, научлпх поло;~р;гуй. выводов а рекокеэдшгай, содаркодихся в диссертационной работе, под?вор.«дас1?ся ссот-ботс'Пйом фцзичоских иодолой роальшлл -процессам в дасяергиои штерпалв, лрогскащим в лерпод вакуумной десорбции влаги; хорошей сопоставимости:) реоудагатов тооротцчимаи л эксиерд-коктааышг. исследованийгполошигэлышми результатов исаол?.-зосгаш влагомеров, синтезированных на основа ТВ-истода; ярш>аеипси соврошшшх методов лаучиок» о&>&зегаш, анализа результатов прояззотаувдкх теюрвтачоских работ а практических расчетов, апробацией результатов исолодосанк"!, Каучпа;! номзпа работа загизочается в .сдодущзм:

1. Разработанный и ироагаушзировшпшй в работе долите скеЗ аориотмкуумаыС .метод юиорошш влатлостн сгшучих материалов ко шзвт оточаст£ошшх п ззрубезошх аяаяогов.

2. На основе методов теории протокшшя создана новая методика разчата топлофазачоскях овойст» влажных дисперсных систеи.

3. Силтоаяропаиа экспоримзитодьяая установка, позволившая определять как тооколроводооот* вяахша материалов, так и яоэф-. фпцпонт сопротивления диффузш и тшас скстемех.

4. Предложена новая модоль досорбциц влаги при вакууикровакия пробу;.

5. Создай метод.анализа шгодачэеких и ии<щ>умонтальасс йог- . рошкостай динамического тер.юдакуушого зяэго?,;ера.

Практичоскоз знатетпю ррботк;

- разработок ноЬа! когашэкс нпу--1Ио~11раз:'П1Чо сю« методик, который позволяет исследовать фпзико-структуриые хоракторисгмзц такие как азшкость, тешгсцроводаость, кооЭДшрохгг сопротивления диффузии пара дал длс.чзрсаых материалов;

- созданный по результатам доследований дакаьдазскиЗ термо-вакуумшй влагомер прошел лаборатории* асаитаная и может быть рекомендовал к использована» во многих отраслях дапсд-

- а -

ногохозяйтсза, например : производство киноральшлс удобрений, фармацевтическая, химическая, пщегая, горно-химическая и др. отрасли лрогялитекнйсти.

Это позволит получать значительней техшисо-эконодтчэсхий эффект, утоньшить объем исследований и разработок оригинальных влагомеров для различных материалов; - раздели работы, касащився создания первичных измерительна npoo6pa:-:o2aie-T:eii а методик оценки погрешностей изыерония ис-дользовань: в курсах лекций ^г/юрмадасш^измердтельные устройства а система уара5дзгаяп, "Элементы и системы гпдропнев-моавтоматаки" споцяальнлстд "Автоматизация s комплексная мо-..¡шшзяцая пзпяЕостроения" ( 2X03 ) п прпмаияются студантамл в курсовом и дгшлоаисм прооктцровакид.

Апробация тбощ. Осноыа:е полшезяя работа докла^пзались п били одобрены ка:

I. Есеоопзнол: научном семинаре "Проблем совержнгетвовалая тегглогокорирующей технази и технологии по певкагани» нефтеотдачи* ( Ухта, 1987 г. );

Оокцаа "Тспла&зачесзшо и ^лссбобглашгаз свойства веществ" Совата по проблеме "Тепдомассопореноо в технологических вроде ссах" Госкомитета по наука и. технике при Совмина СССР ( Калшжп, 1988 г.); :

3, ' Дйздзтародкам окшозаум-з по проблемам прикладной гооло-гая, горной наука д производства ( С.-Петербург, 1993 г.);

4. Мездуиароднсм симпозиуме "Проблемы геотермальной энергия" ( С.-Петербург, ÏS93 г.).

Кроме атого, ваучнш положения и основные результаты исследований додсаеюги обсуядолы па 1РГС в.ЛвЫйяградскау технологическом института холодильной ироглыяленности (-1286 г.), в ¿анидградоком институте точной мвханики >. оптика ( I98&, 29&Э, 1991 гг.), ъ йшшекском политехническом институте ( 1968 1'.), в Лэшшградсксм электрс-тахническом институте ( 1уеэ г.), в Институте тешго-м^ссообмона АН БССР ( Минск, 1990 р.), в Сяззро-паладпом заочном политехническом шгетк-туто (1992 г.).

Дубликату. Основные результаты диссертации опубликованы в 15 работах.

Стоут-тура я о бьем тебот н. Диссертация состоит введения, 5 глав, заключения л приложения. Ойций объем работа составляй т 165 страниц, включая 50 рисунков. Перйчень литературных источников содержит 70 наименований.

основное содешашб раб0ш

х. мзгода 1йшш влашости снпуш мшишюв

В налгай страна и за рубегом применяются десятки тысяч влагомеров, основанных на использовании рглтчных методов измерения старост:', твэрдюг п жидких катертлов. Термогра-впмотрпческай мотод является образцовым практически для всех маторлалоз. Несмотря на то, что петод является одним из салт точных, ему присущи оде;1уадио недостатки: при высушивания органических материалов наряду с потерей златя происходит потеря летучих веществ, одновременно клзет пес-то поглощение кислорода вследствие окзслвяая, а иногда я . термлчаскоо разлсденпо пробы; прекращению сушки соответствует равково сие кэзду давление« водяных паров в иатэрзаяе и окрузавдзй срэдз, а не полное удаление влаги; у некоторых материалов на поверхности образуется водонепроницаемая корка, препятствующая дальнейшей сушке. Прз измерении влажности косвенными шгодами для каздогс из влагомеров няод-дама шщввидуашшя градуировка по кандоку типу- изглорг-ягло-го материала. Кромо того, нагачаэ большого числа влиящах на точность пзкэропвя величин в косвенных мэтодах приводит к большей погрешности в отличав' от прямых шгодов. Исходя из этого, все косвенные методы могут быть использована только при создании рабочих срэдстз измерения влажности . для определенных классов веществ.

Таким образом, из сказанного следует, что в нашей стра- •

ке на сегодняшний день отсутс:иуэт универсальные экспрессные влагомеры, точность которых была бы Слизка к точности тврмо-граапштричоского метода. Следует, однако, сказать, что е;дв в ?0-х годах у нас бил предложен новый метод определения влажности, впоследствии названный тершвакуумным (ТВ), погрешность которого близка к погрешности тар/.огравжвтричеоного, а время измерения из превышает несколько минут. Суть метода состоит в.том, что кавет>, заполненную сыпучим материалом , помещают в герметичную камеру, из кочорой откачивает воздух и пары вода, одновременно измеряя VGi.aopdTypu пробы Т и камера 71. Путем решения уравнения энергетического баланса дая тонкого слоя толщиной Rv мояно найти связь изменения те-шературк пробы в вакууме с влашость» И0 . К основном достоинствам ТВ-мэтода моглко отнести высокую точность, возможность проводить измерения для любых дисперсных систем, при этом у.идкость г.:о;~от быть раствором; простоту технической реализации. Наряду с ami ТВ-метод обладает и рядом недостатков; - время измерения составляет несколько минут, в тачезшо этого времени из-за нестабильности параметров электронной схемы, вакуум-насоса и .других элементов вакуумной систзг.щ возникают аддитивные и ыультзшлакатпваыв погроааоота; - довольно длительное время измерения влажности влачат sa собой, кроме охла-едения пробы, такхо охлаждение стонок вакуумной KuiviaiJ, что приводит к изменению температурного напора пезду пробой а охлаздащой средой, т.о. изменяются условия теплообмена, что вызывает заметную логрэзшость, значение которой изменяется к накапливается в последующих иэме-¡йи;®; - в процессе вакуумирования пробы наряду с оттоком тепла за счет испарения влаги всогда присутствуют конвективная и лучистая составляющие притока теплоты к образцу, характеризуемые обща.; коэффициентом теплоотдачи oLr , который в процессе измерения непостоянен из-за изменения •тогаературы элементов измерительной системы и пробы, -колебания давления и ряда других факторов; - в случае большого

еодэрясянвя влаги в обрззцр за с юг сгмсзамарзалля влагп прекращается испарешю вода пз.пробы а результаты измерений % становятся нодостоверщдщ; - сутюоавущпо 13 - влагомеры по свободны от-влияния па точность дгшэ решит адиабатного расша-. роняя паровоздушной смосз в яаиэро в гсшлыкй иомэнг вакуу-кирования, выяыкшдого охяаадонле этой смэса, котороо црояхн , ляотсл как аддитивная погрешность лгморония случайного характера.

Для устранения перечисленных недостатков в диссертации била поставлена задача создания дан&мщчэского терловакуукно-, го -(ДО) 9кспросс-мотода азмороная ппазиоста сшучпх шторя-ояоп о цольэ расЕирзная диапазона азшропня, увеличения точ-аоста я: умевхшоняя временя вэмзрезшя.

2, ТНШ10!ЯССС£Ш?ЗКСС ВО ВЛШШ НОШЕД ШХЕгёЛШ

. Лгморояпо влажности ХВ-мотодец солроаоздазтся слоеными шотационаршаи яианвиад поранооа топлоз:; л влаги в оорао-цз. Кроме того, в ном когут проаоходать различные физико-хи-: гачосяао хтроцоссн, акшшщза ого структуру а состав". Зто ■ трэбуот углубленного вззгчешщ мохашзтдов переноса. теплота л ... влага а образце, которнэ в.значительной степени зависят от "садктда материала п. ршагднш: парамотров пропэсса азмеро- Л нпя. Исходя из огого, ¿ил ароээдон; шталаз основных механлз-г:ов тошхомассопсроноса во глшягх порлотас штордалах. Осо- ■ йоа зпагаяго удэдоио э^вхпшяоА згзплопроводноств влажных | ; гагоряалов .^аф, поскольку ога величина существенно ътиют[ на кбэйфвдэнг шравясмэрпоста тикпэратурного воля V , Ф-торай определяется как отнопенко срэдпоповорззюстпоа температура Т5 к сроднообмглгой Ту < В чаотноста, дяя захваты о заадгаой еоэйшфонт У маяно найтн по форыуло

гдз B.L » (cí-T g*, ^создана слоя вамшка.

Считается, что еслв1^ >0,3, то температурное пола является рашсмаршш» С учатш этого fjcc-шо. опродоллть, upa каких эна-Ы критерия Бно допустимо ксаользовать с наперед эа-дакной ксгрешостью модель "тонкого слоя" применительно к торковакуушюг.^ методу вшлэреквя.

В диссертации проддсеена модель вяазшшс аористах материалов, в которой учтено влияние характер распределения влаги в поровом пространство на Л ^.величина которой для такой кодола рассчитывается па основа штодов приведения к злэмеп-.тарио2 ячейке с использованием теории протекания. При этом анализ процессов тепло- а массоперокоса в,такой трехкошо-. иэптной система проведай последовательным сводониац os к <$ц-щраоп системе; Дла этого на первом стало опрэделяотся топ-лоЕроводность поравого пространства, содержащего влагу' а па. рогазову» смесь; на втором - ^ всего материала.

Веди общеь давление в порах Р мало отличается от дааяз-шш наезденшпе паров Рп нрн'данной температура Т « то оп-родоляацям шхаклемон тепломаесоперэноса во плавких ыатари-• алах становится дайуапя пара в поровоц пространство. Даф-§узирякая составленная теплопроводдооет 2 « пара с кояогз-лярной ыаесой М и коЩлдизнтом дк^узиа J> рассчитывается по формула

ч . ЯМРг__¿JjL (2)

■^»•juRTfPrPJ dT '

где г - тешюта парообразования, J4 - коэффициент сопротивления диффуэгш пара в пористса; тола«

Коэ®ицйонт U завЕсат 'от пористооти гл. , извахкегоо-та а проевзть пор, а ч&ухш от рекаешх параметров. Бшга прсведека езрня експориментов с долью определения вавЕса-иоста {U от пористости и градиента температуры (рис.2).

Примоняя продяозеннуэ модель распята ^ ^ с учетом дпф^у-знойного механизма переноса топлотн, получали зогасзноста ^ ^о? относительной объоиаой вжиахоота СО для пенобетона ч Щ в 0,0) и пористого стогна (ТЯ - 0,4) ара разят,<шнх Т . ■ (рве.I),'эта зависпшота хоропо солподам с. эзсслормягктгш.- ■..; нкгли дашшга.' • У"--"'''1

" Нрл алалпзо процессов толло- я шссоаореноса во вяаянах слабосвяэктгя зернистая материалах особое ипагаяяе ^до^ено влшявв> характера распрэделешш алэп: а зокя контакта частая на контактное тепловое сопротпвлокло. Расчет тагах си-

сю» проводится с примакэнвем метода приведения к' осрздазп-ксму. ол&лоиту зэршстой свстош. Подтчэно хорогзо соотазтст-еио иездсг распекший' завасшостяка а эхспаршаяеаяшма док-шгли. Измерения тгтаоттоозодностп вяазнвх ма^рааиов проводилась с помощь» - калориметра сравнения.

3. МОДЕЛЬ ПГСЩССА. ДЕСОРБЦИИ ШГК В ТВ » МЕТОДЕ •

С цель» распирвнзя вогмсаностоЯ ТБ-тлетода била разработана модель процесса десорбции злата, подводящая связать ка-еотнчзскпс! парометри до сорбции с решиякш параштр&'ли при вгшуумпрошш пробы. Бнло получено соотнсхение, сзязнвзадво параметр скорости десорбции влага в ваку-ука оСц с влаглое-тья проба Ни , шеющей кассу засцшси в сухом состоянии Ша?

• У

& (3)

4 -Я1ввту \ кТ У'

Обратно пропорциональная •завясикоать «езду немо подтверждается результатам экспериментальных исследований. С учэтоа времена задержки Ь начала интенсивного испарения после включения вакуум-насоса' уравнение термограмш проби для начального промежутка времени ттшет ьзд

О

: à Jîx

Л 'Miiii/

, 2

И V >

Л \ 3

Y: >

i Л>- о

г

Aja

qa од Q6 о,8 и;

* А 2 Г

/

'д

// ( > ■ ъ

9 .

0,2 0,4 oß Oß W

Рис. I. Заолсрмоогь. ^ от tú длл понобатона (а) и пористого стояла (б) прз различных тоыпоратурах ( I: Т « S4°C, 2:Т = 83°С, 3: T« 50°С ).

S

А

3 %

i

1

1

\ д -7—А

- 1— —

а 2 0 31 г

к

; Рио. 2. Эеагошость до^кцяедаа сопротоимкЕЯ даЗфуэип для поно-ботока ( (TV « 0,8) os градиента темнературы

m =T0-m)=ш

Изменило Q проподител, начиная с момонта времена "t j , с шагом временного сканирования f . Параметр cLu, соответственно и Uо , определяется о помощью методов регрессионного анализа. Если взять нетире точки сканирования, то

4. ГШРВТ'ЧНЬГЗ ШШЙШШШЕ ПРйОБРАЗОВШШ ТККЛОВШУМШ ВЛАГОМЕРОВ

При зклзчогаи форвакуумного насоса в начальный момент времен происходит розкоэ расширение паровоздушной смеси з каморе, в результате чего смесь охлаждается. Данное тепловое воздействие па'пробу является eyrie стяошзгтл при динамическом ревело измерения влазкоста и продставляз? собой причину появления составляющей погревностг. адаптивного характера. Анализ тепловых процессов в камере показывает, что рассматриваемая тепловая помеха меяет быть сшс-тэна, во-первых, за счот уменкзогшя объэма паровоздупной емзеа в камере, а во-вторых, за счет введения тепловой защиты между пробой и паровоздушной смесью. Исследования показачп, что при толгцшгс теплозащитного слоя, больней, чем 5 мм, плия-нио температурного возмущения пэ превышает 2 % от невозму-цошюго состояния при времени измерения до 30 с. Кроме того, с целыо о:це большего снижения влияния тепловой помеха была разработана новая конструкция вакуушой камеры, в которой значительно уменьшен объем паровоздушной смеси, и сама гамера сделана из материала с высокой топлопроводИостьа

(алшпная), ч':о способствует быстрому вырактванлю температуры посую адиабатного расширения смаса. Все эти фактор: позволяют сказать вллянао тепловой пег,юхн настолько, что пра азмэренаа влатаоста в динамическом рекам© ею шаю. пренебречь, что полностью подтверкдается результатами зксаера-: ментальных асследоваяай.

• ' 5. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПОГЕШШИ

шшвтшо твгаавшугиаго вшшера

• Опит эксплуатации влагомеров типа ТВВ-4, 7БЬ-5М, ТБВ-6 и акапаз результатов проведению: исследований ДГВ-мотода • позволили выявить основннэ асточнага погрешности) обусловленные как методикой выполнения измерения, так а самой измерительной аппаратурой.' К основшлл источникам погрешности супз^ат отнеств .влияние' начального температурного напора, неравномерность пробы по голцлш, нестабильность функционирования системы вэкуумиро'вапая а варааддн тедлофазачос-ках свойств пробы. Для одатса основннх составляздах пог-решгюста бкя проведен анализ процессов топло- а масссоб-.мэпа н системе проба-ксвета-ерэда на основе модели для сг-. стеш тел о сосредоточенными параметрами, Она может быть опасаяа системой обыкновенных дифференциальных уравнений относительно температур проби и яввэтк. Анализ рсаоная показывает, что влияние начального перегрева пробы оказывается несущественным в динамическом режиме азмереная. Проведанные исследования показали, что начальная разность те-шаратур между пробой а стенкама кдазрц являетсяосновным ; источником погрешности при измерении традиционным ТВ-методом» Применение непроразной температурной комлекеащд позволяет уменьшать эту составляет^ погрешности до уровня, соааметкаюго с погрешностью регистрации сагнала. Оценка ■ -динамической составляющей погрешности измерения температуры. показывает, что ео значеыге спустя 4 + 5 с после нача-

да пзмеро:шя уменьшатся до уро>;ня 0,05 К, а если учесть, что время покорения вжазшостя в ДТВ-мотодо составляет 101-15 с, то" этой составляачой погрешности искно пренебречь. Вариации теплофизичоских свойств проба л сродней интервале значений влажности (до 25 '¡I) приходуй к относительной погрешоста но болео чем л

Проведенный комплекащ". анаыгз методической и инструментальной погрешностей позволил ь*:явт.ть и устранить основные источники' логрзшноста аддитивного и иультшищкатшжого характера, в результате чого основная погромность влагсксра при вгэето отп до 3 % составляет во бол со 0,1 % ас'с, вла?а;оо-. та, а при влажности до 25 % ~ не йолпв 7 £ отк. платности.

. . ншощ

X. С пршвкопаом нового подхода проведен азаляз процессов топдо- а ыассопореноса во влаапих сшучах материалах, в том число в режима вакуушроз&ния. Разработашшо методики расчета-эффективной теплопроводности таких материалов хорош согласится с эшюршюнталышш дагашш. 2. Обосновано теорзтичеезш и доказано экспериментально на— лично однозначной завпсииоста г.гаяду платностьп енлучах материалов и параметрами таило- и иассопероноса в процессе вадуумщюзания пробу.

;,'. 3, Разработаны мотоцикл, основэкиыз па аналитической оип-садил продосса яаморзния, к^торыо возводя»?- синтезировать . структура и конструкции перэпчньсс азкорательнше прообразе-, ватолой ТВ-влагомеров.

4. Разработан метод экспериментального определения яоэ££я- ' даонта сопротивления дпф$.уола пара во влазшшс материалах : на основа .Я - колориметра. ?

5.Проводана количественная оцаюса инструментальной я роз- : личных шходичасках составляздах погреиности измерения алгоноота торловлхуумшм методом в данамячоском рояшлэ из-

->

иэроння.

По' таг-до диссертации опубликовали следухкшо работа:

1. Теоретические основы и анализ енотом гориоваиуушюй вла-гоглетрия. - Л.: Издательство ЛГУ, 1991.- 180 о. (глава 10) (соавтора Р,М.Проскуряков, А.Г.Волчешсо).

2. Установка для исследования теплопроводности горных пород в условиях» прабликенннх к Пластовым // Дрвбори и устройства для исследования к контроля вещества, материалов, издавай: Об. научи, тр. / Л.: Л1140, 1386.- С.32 (соавтора Г.Н. Дульнов, Л.П.Волков, А„Б.Уткин).

3. Коэффициент'сопротивления да<$йузии газов в пористых тагах // Ишешркс-физичеокий ¡курная,- 1988»- Т.55.- й 6.«

С.948-952 (соавтор Г.Н.Душюв).

4. Теплопроводность шгакных эорнистих систем // Нняеиаряо-фвзэтескай г /риал.- 1939.- Т.56,- Л I,- С.141 (соавтор Г.Н. Лулыхев).

5. Теплопроводность влашшх пористых материалов // Инаанвр-жНвктосяий журнал,- 1989,- Т.56,- Я 2,- С.281-291 (соавтор Г.Н.Лульн8в, Л.П.Волков).

С. Теплопроводность и проницаемость газонефтеиайщекннх пород // Сб. докладов Всесоюзного научного семинара "Проблемы советыенствоваяия теплогенарарухпей техника и технологии по повышении нефтеотдачи". М.: Ухта, 1909.- 0.151-166 (соавторы Г.Н.Дульнев, Д.П.Волков, Б.Л.Муратова, А.Б.Уткан).

7. Распрэделешю влздных и сухих пор во влажном пористом материале (вероятностная модель) // Идасенерно-физнчэский

. .журнал.- 1990,- Т.5Э,- » 2,- С.255-259.

8. Теория кротеканяя в проблеме проводгмости неоднородных сред // Июганерно-фшчэскай дурная,- 1990,- Т.59.- ^ 3.0.522-539 (соавтор Г.Н.Дульнов).

3. Динамический термовакуушшй метод измерения влагосодер-езния сшучах материалов // Тезаск докладов Международного симаози^Тла по проблзмам геологии, 'горной науки а производства. Новые технологии добыча полэанюс ископаемых (горные

маагинн). С.-Петербург.: СПГГИ, .1593,- С.194-205 (соавтора И.В.Богданов, Р.М.Проскуряков).

10. Улучзениз тепловой помехоустойчивости первичного преобразователя з термовакуумном методе измерения влагосодеряа-нпя // Там хо, С.20о-213 (соавтор Р.М.Проскуряков).

11. Тепло- и массоперонос во влакных слабосвязных зернио-тых породах // Тезисы докладоз Моздународного симпозиума "Проблемы геотермальной анергия". С.-Петербург.: СЩТИ, 1993.- С.55 (соавтор Р.М.Проскуряков).

12. Коэффициент извилистости пор в дисперсных материалах // Тезисы докладов Международного симпозиума "Проблемы кот-локслого использования руд". С.-Петербург. : СШТИ, 1994.-С.85 (соавтор Р.М.Проскуряков).

13. Влияние размероз частиц пробы на выбор тоометрическах параметров датчика в термовакуумном влагомере // Там же, С.8в (соавтор Р.М.Проскуряков).

14. Улучиение метрологических характеристик динамического термовакуумного метода измерения влаглости сыпучих ката-, риалов // Тал гэ, С.67 (соазтор Р.М.Проскуряков).

15. Влияние дисперсности пробы на точность измерения в динамической торловакуумвой влагометрии // Там яе, С.88 (соавтор Р.М.Проскуряков).

m С-ПГГИ, II.11.94. 3.451 т.ICC oí 199026, Санка-ПотерЗург, 21-я линия,