автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка метода "мгновенного" источника влаги и устройства для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах

На правах рукописи

МОЧАЛИН Сергей Николаевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА «МГНОВЕННОГО» ИСТОЧНИКА ВЛАГИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕНОСА ВЛАГИ В ТОНКОЛИСТОВЫХ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛАХ

05.11.13- Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 9 ЛЕК 2010

Тамбов 2010

004617118

Работа выполнена на кафедре «Управление качеством и сертификация» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ГОУ ВПО ТГТУ).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Пономарев Сергей Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Рудобашта Станислав Павлович

доктор технических наук, профессор Майникова Нина Филипповна

Ведущая организация Государственное научное учреждение

«Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве», г. Тамбов

Защита диссертации состоится 23 декабря 2010 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.260.01 ГОУ ВПО ТГТУ по адресу: г. Тамбов, Советская, 106, ТГТУ, Большой актовый зал.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ГОУ ВПО ТГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.260.01.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО ТГТУ по адресу: 392032, г. Тамбов, ул. Мичуринская, 112, корп. «Б», а с авторефератом диссертации дополнительно - на официальном сайте ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»: www.tstu.ru.

Автореферат разослан 22 ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При выполнении научных исследований, проектировании новых технологических процессов тепло- и/или влагопереноса, а также при модернизации действующих производств и оборудования широко применяются методы оптимизации режимных и конструкционных параметров рассматриваемых процессов и аппаратов, основанные на использовании математических моделей в виде краевых задач влагопровод-ности, включающих в себя дифференциальное уравнение Фика в частных производных с соответствующими начальными и граничными условиями. Параметрами таких математических моделей являются значения характеристик переноса влаги, в частности коэффициент диффузии ат, плотность р0 абсолютно сухого материала и коэффициент влагопроводности Хт = атр0. Следует отметить, что во многих случаях при осуществлении технологических процессов используются тонколистовые капиллярно-пористые материалы, на основе целлюлозы, хлопчатобумажной и искусственной пряжи. Доступные в настоящее время справочники и базы данных содержат информацию о значениях характеристик влагопереноса ат,р0,Хт лишь для небольшого количества веществ и материалов.

Наиболее надежным путем получения данных о параметрах математических моделей процессов влагопереноса является разработка методов и устройств для экспериментального измерения характеристик переноса влаги ат,р0,Кт. Поэтому актуальность разработки метода «мгновенного» источника влаги и устройства для измерения характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов не вызывает сомнений.

Цель работы заключается в повышении точности и сокращении длительности измерения характеристик влагопереноса методом «мгновенного» источника влаги за счет выбора оптимальных режимных параметров измерительных операций и рациональных значений конструкционных размеров используемого измерительного устройства.

Для достижения сформулированной цели на основании результатов составленного обзора литературы и проведенного патентного поиска были поставлены и решены следующие задачи:

1) разработать математическую модель и теоретически обосновать проектируемый метод «мгновенного» источника влаги и измерительное устройство для его реализации;

2) с использованием разработанной математической модели осуществить выбор как основных оптимальных режимных параметров измерительных операций нового метода, так и рациональных конструкционных размеров измерительного устройства;

3) выполнить анализ источников погрешностей измерений характеристик влагопереноса и указать пути снижения влияния этих источников на результирующие погрешности метода и устройства;

4) расчетным путем получить теоретические оценки погрешностей измерения искомых характеристик влагопереноса ат, ро,

5) разработать конструкцию, изготовить измерительную установку и информационно-измерительную систему (ИИС) для осуществления разрабатываемого метода, в том числе уточнить порядок осуществления измерительных операций метода «мгновенного» источника влаги при его использовании в составе изготовленной ИИС;

6) экспериментально проверить работоспособность и осуществить отладку разработанного метода и изготовленного измерительного устройства в процессе их работы в составе ИИС;

7) получить экспериментальные оценки погрешностей измерения характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов с применением разработанных метода, измерительного устройства и информационно-измерительной системы.

Объектом исследования являются метод «мгновенного» источника влаги и устройство для его реализации.

Предметом исследования являются: I) физическая и математическая модели процессов влагопереноса, происходящих в исследуемом материале в ходе эксперимента; 2) теоретическое обоснование выбора как оптимальных режимных параметров измерительных операций, так и рациональных конструкционных размеров измерительного устройства; 3) подтверждение по результатам экспериментальной оценки метрологических характеристик правильности выполненного теоретического обоснования разработанных метода и устройства.

Научная новизна диссертационной работы заключается в теоретическом обосновании разработанного метода и устройства для его реализации и в экспериментальной проверке результативности выполненных исследований.

Элементы научной новизны содержатся в следующих результатах выполненного исследования:

1) на основе разработанной математической модели процессов переноса влаги в образцах тонколистовых капиллярно-пористых материалов получены расчетные формулы метода «мгновенного» источника влаги, предназначенные для вычисления искомых характеристик влагопереноса по непосредственно измеряемым значениям физических величин;

2) полученные расчетные формулы использованы при разработке математического описания зависимостей относительных погрешностей 8оя, 5р0, Ыт измерения коэффициента диффузии ат, плотности р0 абсолютно сухого материала и коэффициента влагопроводности Ат — ат ро как от безразмерного параметра а = (С/(г, т) -и0)/( 11тах - £/0), так и от абсолютных погрешностей Дг, ДС/, Д¡V измерения геометрических размеров г, влагосодержания и и мощности ^«мгновенного» источника влаги;

3) теоретически обоснованы выбор оптимального значения контролируемого в ходе эксперимента безразмерного параметра а^ = 0,48 и диапазон его допустимых значений 0,3 < а < 0,65, обеспечивающие минимизацию погрешностей измерений;

4) разработана методика выбора рациональных значений основных конструкционных размеров используемого измерительного устройства, что позволило дополнительно минимизировать погрешности измерения искомых характеристик влагопереноса;

5) разработан метод измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения длительности измерений, размещенный на подложке исследуемый образец накрывают пластиной из влагонепроницаемого материала, в центре которой высверлено сквозное отверстие для подачи влаги, а на определенном расстоянии от центра этого отверстия размещают электроды гальванометрического датчика влагосо-держания с известной градуировочной характеристикой и, непосредственно перед моментом действия «мгновенного» источника влаги, регистрируют начальное значение сигнала датчика £0» после действия «мгновенного» источника влаги регистрируют значения сигнала Е, датчика влагосо-держания, определяют максимальное значение ¿¡"max этого сигнала, а испытания заканчивают, когда текущее значение сигнала Et гальванометрического датчика влагосодержания после достижения максимального значения Е1тх снизится до величины Ej<E0 + 0,6 (iw-£o)> после завершения

Е—Е

эксперимента вычисляют значения а = —'--—, фиксируют два моментах ~ ¿о

та времени х', т", соответствующие значениям а = 0,48 и а = 0,67, а значения искомых характеристик влагопереноса вычисляют по приведенным ниже формулам (6а), (66), (7), (8а), (86);

6) экспериментально получены оценки метрологических характеристик разработанных метода «мгновенного» источника влаги и измерительного устройства, подтвердившие правильность теоретических положений выполненной диссертационной работы.

Практическая ценность работы. Результаты выполненного анализа источников погрешностей измерения позволили разработать конструкцию измерительного устройства для реализации предложенного метода.

Изготовлено измерительное устройство и создано программное обеспечение как для управления процессом измерения характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов, так и для обработки получаемых экспериментальных данных при использовании этих метода и устройства в составе информационно-измерительной системы.

Работоспособность разработанного метода и изготовленного измерительного устройства, достоверность получаемых с их помощью результатов измерений подтверждены при исследовании характеристик влагопереноса ряда тонколистовых капиллярно-пористых материалов.

Практические применения полученных в диссертации научных результатов подтверждены актами о внедрении на ООО «Заводское», в учебный процесс и практику при выполнении научных исследований, курсовых работ и дипломных проектов на кафедре «Управление качеством и сертификация» ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет», о передаче результатов научных исследований для использования на ООО «БизнесСтрой». Результаты диссертационной работы были использованы при выполнении научно-исследовательских работ по грантам РФФИ 09-08-97583-р, 07-08-00489-а и по госконтракту № 14.740.11.0141.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» (2007-2010 гг.), на Шестой (2007 г.) и Седьмой (2010 г.) международных теплофизических школах (г. Тамбов), на Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области индустрии наносистем и материалов» (г. Белгород, 2009 г.), на международном научно-техническом семинаре «Актуальные проблемы сушки и термо-влажностной обработки материалов» (г. Воронеж, 2010 г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в трех статьях в журналах, рекомендованных ВАК, семи статьях в сборниках научных трудов и материалов конференций, в монографии, подана заявка на патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (127 наименований) и приложений. Основная часть диссертации изложена на 145 страницах, содержит 21 рисунок и 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, рассмотрены цели и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая ценность работы, приведены сведения о реализации и апробации результатов диссертационной работы.

В первой главе «Обзор методов и устройств для определения характеристик влагопереноса в капиллярно-пористых материалах» на основе публикаций, приведенных в монографиях, статьях, охранных документах на изобретения и Интернете, выполнен анализ стационарных и нестационарных методов и устройств для измерения характеристик переноса влаги по теме выполненной диссертационной работы. На основе этого анализа определено, что наиболее подходящим (для достижения цели выполненного исследования) является так называемый метод «мгновенного» источника влаги. Однако для классического варианта осуществления этого метода, предполагающего определение момента времени т^, соответствующего достижению максимального значения влагосодержания 1/(г, тшах) = ишх, характерны большие погрешности измерений коэффици-

ента диффузии ат из-за значительных погрешностей определения значения тгаах. В результате определена необходимость модернизации метода «мгновенного» источника влаги с целью повышения точности измерения значений искомых характеристик влагопереноса ат, р0, Хт. Приведен обзор методов и средств измерения локальных влагосодержаний в твердой фазе. В результате установлено, что для измерения локальных влагосодержаний наилучшим образом подходят так называемые гальванометрические первичные измерительные преобразователи (ПИП). В заключительном параграфе сформулированы цель и задачи дальнейших исследований.

Во второй главе «Теоретические основы разработанных метода и устройства для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-порнстых материалах» рассмотрены несколько вопросов.

В параграфе 2.1 приведены сведения о трех вариантах конструкции (рис. 1) измерительного устройства (отличающихся исполнением гальванометрических ПИП локальных влагосодержаний) и основные измерительные операции, осуществляемые при экспериментальном определении характеристик влагопереноса в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

Основой измерительного устройства (см. рис. 1) являются две пластины / и 2, между которыми размещают тонколистовой капиллярно-пористый материал 3. В центре верхней пластины 1 просверлено отверстие 4, предназначенное для подведения необходимого количества влаги к исследуемому тонколистовому капиллярно-пористому материалу 3. На нижней поверхности верхней пластины 1 через специально просверленные небольшие отверстия установлены датчики влагосодержания в виде пары электродов, изготовленных из медной и оцинкованной проволочек. При этом возможны 3 варианта (I, И и III) выполнения этих электродов.

В варианте I электроды 5 и б размещают вдоль одной окружности радиуса г так, чтобы расстояние между ближними концами этих электродов 5 и б было порядка 1... 2 мм.

В варианте II основной электрод 7 размещают на окружности радиуса г, а электрод 8 - на окружности радиуса г'< г, причем, расстояния между электродами 7 и 8 также находятся в пределах 1...2 мм. В варианте III оба электрода 9 к 10 выполняют в виде иголок, размещенных на окружности радиуса г, причем при сборке измерительного устройства эти электроды-иголки 9, 10 прокалывают исследуемый материал 3, а заостренные концы электродов-иголок 9 и 10 входят в полость 11, профрезерованную со стороны верхней поверхности нижней пластины 2.

В процессе эксперимента обеспечивают хороший контакт верхней 1 и нижней 2 пластин с исследуемым материалом 3 за счет использования специального прижимающего механизма, который выполнен в виде груза 12, равномерно распределенного по верхней поверхности пластины 1. Конический канал 13 обеспечивает доступ к отверстию 4 в пластине /.

Рис. 1. Три варианта конструкции измерительного устройства

Измерительные операции согласно предлагаемому методу осуществляют, в основном, в следующем порядке:

а) образец исследуемого тонколистового капиллярно-пористого материала 3, имеющий начальное влагосодержание и0, размещают между верхней I и нижней 2 пластинами измерительного устройства;

б) за счет использования прижимного устройства в виде груза 12 создают постоянную для всех экспериментов силу, обеспечивающую хороший контакт медных и цинковых электродов 5 и б (либо 7 и 8, либо 9 и 10) датчика влагосодержания с исследуемым материалом 3;

в) до начала активной стадии эксперимента измеряют сигнал датчика влагосодержания (с известной градуировочной характеристикой); этот сигнал Е0 представляет собой электродвижущую силу, развиваемую парой электродов 5 и б (либо 7 и 8, либо 9 и 10), и зависит от начального влагосодержания 1/0 образца;

г) в момент начала активной стадии через канал 13 в грузе 12 и отверстие 4 в центре верхней пластины 1 вводят заданное количество влаги (в виде капли воды из дозирующего шприца);

б

д) на протяжении всей активной стадии эксперимента с заданным шагом во времени Дтш в моменты времени т,= т,_| + Дтш(/ = 1, 2, ..., п\ То = 0) измеряют и регистрируют значения Е, (/ = 1,2, ..., п) сигнала датчика влагосодержания;

е) по зарегистрированным значениям £, определяют максимальное значение £тах сигнала датчика влагосодержания;

ж) эксперимент прекращают в момент времени, когда сигнал Е1 датчика влагосодержания снижается до величины

£,<£0 + Р(£тах-£о),

где Етлх - максимальное значение сигнала датчика влагосодержания, достигнутое в ходе эксперимента в момент времени тгаах; Е, - текущее значение сигнала датчика влагосодержания в момент времени т,; (3 - заданное значение из диапазона 0 < (3 < 1, принятое в качестве критерия окончания эксперимента;

з) искомые значения коэффициента диффузии ат, плотности р0 сухого материала и коэффициента влагопроводности исследуемого тонколистового капиллярно-пористого материала вычисляют на основе полученной в эксперименте первичной информации путем ее обработки по приведенным ниже зависимостям и алгоритмам.

Математическая модель метода «мгновенного» источника влаги и устройства для измерения характеристики влагопереноса в тонколистовых капиллярно-пористых материалах имеет вид:

ди(г,х) 1 д

---- = (2 —-—

дъ т г дг

'гдЦ(г,х)

дг

+—5(г)5(т), т>0, 0 < г < со, (1) Ро

и (г, о)=С/0 = сош1, (2)

(3)

ММ-п

дг '

и(*,т) = и0, (4)

где £/(г,т) - влагосодержание в цилиндрическом сечении исследуемого материала на расстоянии г от места подвода влаги к образцу в момент времени т; ат - коэффициент диффузии влаги; 5(г), б(т) - б-функции Дирака; ро - плотность сухого исследуемого материала; IV — мощность «мгновенного» источника влаги, вычисляемая как отношение количества влаги (подведенной из шприца-дозатора) к толщине листа исследуемого материала; и0 - начальное влагосодержание исследуемого образца в момент времени т = 0.

Доказано, что решение краевой задачи (1) - (4) имеет вид

С/(г,т)-£/0 = -~^-ехр 4яХшт

г2

4атт

где Хт = атр0 - коэффициент влагопроводности (произведение коэффициента диффузии ат на плотность р0 сухого исследуемого материала). На основе решения (5) получены базовые расчетные формулы:

л2 Ш

Ро=—2777-77Т' (7)

^и=£»и(Ро = --—-— , (8)

41гетти(г/тах-£/0)

позволяющие вычислять искомые характеристики влагопереноса ат, р0, по экспериментально измеренным значениям физических величин г, IV, итвх, и,о, ттах. Недостатком расчетных формул (6), (8) является необходимость использования значения ттах, определяемого на практике с большой относительной погрешностью 5ттах ~ 10 ... 15%.

В параграфе 2.3 на основе решения (5) с использованием безразмерного параметра

(9)

получены новые расчетные соотношения:

(6а)

"т 4г'т'' Л

4г"т

ЦП

(66)

' ш п.

Ро%ег2Иг,т'(а))^0]; (7Э) Ш

К = Ап^(итгх-и0У (8а) IV

К = 4пк'Аи^-Щ)' (8б)

где г', г" - больший и меньший корни уравнения 8

zexp(l-z) = a,

(10)

соответствующие моментам времени т' и т", при которых достигается заданное значение безразмерного параметра а, представляющего собой отношение текущей разности влагосодержаний U(r, т(а)) - U0 к максимальной разности влагосодержаний Umm - U0.

Из рисунка 2 видно, что определение значения тюах по кривой U(r, т) связано со значительными погрешностями, так как эта экспериментально определяемая кривая имеет зашумленный и очень размытый максимум в окрестности точки ттах. Если величину максимального влагосодержания Um3X удается измерить с достаточно хорошей точностью, то значение момента времени тшах определяется с большой относительной погрешностью, достигающей 10 ... 15%. Использование безразмерного параметра (9) позволяет вместо измерения значения ттах перейти к измерению моментов времени т', х" (в которые экспериментальная кривая удовлетворяет соотношению (9), а уравнение (10) имеет решения z' и z"). Из рисунка 2 видно, что абсолютные погрешности Дт', Дт" определения моментов времени т' и т" значительно меньше абсолютной погрешности Дттах определения момента времени тгаах.

Рис. 2. Изменение во времени т влагосодержания Щг, т) - С/0 и иллюстрация непостоянства абсолютных погрешностей Дт определения моментов времени в ходе эксперимента при постоянной абсолютной погрешности А(7 измерения влагосодержания

С применением математических методов теории погрешностей на основе расчетных соотношений (6а), (66), (7а), (8а), (86) были получены формулы для вычисления относительных среднеквадратичных погрешностей измерений Ьа'т, Ъа"т, брд, ?>'к'т,Ь'к"т :

AU

=

482г +

б и„

т'е [1-2'(а)]ехр(-г'(а))

2 г

1 сЫ{а) г'(а) с/а

а

(И)

5а* =, 482г+

ьи„

х"е[1-2"(а)]ехр(-2"(а))

1 (¿"(а)

г"(а) сЬ

а

5р0=л52^ + 462/- + (5{/тах)2

\а

■+1 ;

1+-^52(/тах;

(12) (13)

5?4=1/(8а;)2+(5р0)2 ; 5ГИ = ТЙТ+Ы^• (И)

По полученным формулам (11)-(14) были рассчитаны (рис. 3) зависимости относительных среднеквадратичных погрешностей 5р0,для различных значений а, IV, г.

«

Рис. 3. Зависимости относительных погрешностей измерений 5а'т, Ъа"т, 8р0,8Х'т, ЪХ"т от значений параметра а при 0,01 кг/м, г = 4 мм, Дг = 0,2 мм, &1> = 0,01 кг в л ./кг сух. в-ва, А1Г= 0,0001 кг/м

Из рисунка 3 видно, что при использовании графика 8а'т = 8а'т(а), соответствующего (см. рис. 2) нарастанию влагосодержания £/(г, т) при т<тшах, оптимальное значение а^ =0,48 находится в диапазоне 0,4 ... 0,6. При использовании экспериментальных данных, соответствующих снижению влагосодержания (см. рис. 2) при т>ттах, из графика 8а"т =Ьа"т(а) видно, что оптимальное значение ОоПТ =0,67 находится в диапазоне 0,55 ... 0,75. Значения относительных погрешностей Ъа"т,8Х"т измерения характеристик влагопереноса ат, Хт (при их вычислении по большему моменту времени г") оказываются заметно выше по сравнению со значениями 8а'т,8Х'т при вычислении ат,Хт по величине меньшего момента времени т', соответствующего аопт = 0,48, т.е. от использования значения х" следует отказаться. Для минимизации среднеквадратичных относительных погрешностей измерения плотности ро сухого материала следует использовать экспериментальные данные при а= 1, когда влагосодержание С/(г, т) в момент времени т = ттах достигает (см. рис. 2) максимума 11(г, ттах)= итгх.

В процессе выполнения исследования стало очевидно, что наряду с выбором оптимального значения параметра а = аопт = 0,48 следует определить рациональную величину расстояния г (от центра действия «мгновенного» источника влаги до места измерения влагосодержания), при котором среднеквадратичные относительные погрешности Ьат, 5р0 измерения характеристик влагопереноса ат и р0 минимальны.

0 0,2 0.4 а 0,6 0,8 1

Рис. 4. Линии равных уровней относительных погрешностей 8а'т и 5ро

измерения характеристик влагопереноса а„ и р0

Из рисунка 4 видно, что минимальное значение относительной среднеквадратичной погрешности Ъат = 12,4% достигается при а = 0,48, г-4 мм, а приемлемые значения погрешностей 5ат имеют место при 0,3 < а < 0,65; 3,75 < г < 4,25 мм. Аналогично, минимальное значение погрешности 5р0 = 12,3% достигается при а = 1, г = 4 мм, а приемлемые значения - при 0,9 < а < 1; 3,65 < г < 4,4 мм.

В заключительном параграфе 2.4 второй главы рассмотрен порядок осуществления разработанного метода, скорректированного с учетом сформулированных выше рекомендаций по выбору как оптимальных режимных параметров измерительных операций, так и рационального значения основного конструкционного размера измерительного устройства.

В параграфе 3.1 третьей главы «Измерительная установка и информационно-измерительная система для экспериментального определения характеристик переноса влаги в образцах тонколистовых капиллярно-пористых материалов» приведен анализ источников погрешностей измерения характеристик влагопереноса ат,р0,\т, разделенных на две группы: I) источники погрешностей измерений, обусловленные неточностями определения физических величин, непосредственно измеряемых в процессе эксперимента; 2) источники погрешностей из-за неполного соответствия используемой математической модели влагопереноса реальным физическим процессам, происходящим в исследуемом материале в ходе эксперимента. Обсуждены пути снижения влияния рассмотренных источников погрешностей.

В параграфе 3.2 рассмотрены результаты разработки экспериментальной установки (рис. 5) для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

Рис. 5. Основные составные части экспериментальной установки

Установка состоит из следующих частей: БПОМ - блок подготовки образцов материалов, включающий в себя эксикаторы, бюретки, штативы-подвески, микрометр, шприц-дозатор; ЭВ - электронные весы; СШ - сушильный шкаф; ИИС - информационно-измерительная система, в состав которой входят три измерительных устройства (ИУ1, ИУ2, ИУЗ), лицензионная плата и программная среда Lab VIEW, персональный компьютер ПК.

В параграфе 3.3 представлены результаты разработки трех конструкций измерительных устройств (ИУ1, ИУ2, ИУЗ), отличающиеся используемыми вариантами I, II, III гальванометрических ПИП, представленными выше на рис. 1.

Разработанный в параграфе 3.4 порядок выполнения измерительных операций при практическом осуществлении разработанного метода «мгновенного» источника влаги в составе созданной ИИС представлен в виде поточной диаграммы, приведенной в диссертации.

После завершения эксперимента, взвешивания сухого образца и дополнительной обработки информации в базе данных ИИС сохраняются как первоначальные рассчитанные значения ат,рд,Хт, так и уточненные (по результатам взвешивания образца) значения р0в, Хш.

В параграфе 4.1 четвертой главы «Оценка погрешностей измерения и практическое применение разработанных метода и устройства для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах» приведены результаты предварительной оценки среднеквадратичных относительных погрешностей Ъа'т,Ъа"т, 8р0,8X'm, 5Х*,. В рамках этой части работы были заданы верхние границы диапазона изменения абсолютных погрешностей: Дгтах = 0,2 мм,

1/Г DJT J/Г BJJ

ДС/тах =0,01-——, ДW™* =0,0001 . С учетом этих значений

кгсух.в-ва м

были введены переменные Zr= Д/-/Дгтах, AU/AÜ™*, Zw=AW/AWaax, а затем по методике параграфа 2.3 были рассчитаны зависимости относительных погрешностей измерений Ъа"т, 5р0,Ъ\'т,8к"т (аналогичные проиллюстрированным на рис. 3) при следующих уровнях значений Zr = Zu = Zyf = 1, Zr — Zu~ Zw= 0,707, Zr— Z¡j— Z¡y— 0,5, Zr— Zjj— 0,25. По результатам вычислений, проиллюстрированным в диссертации в виде графиков (аналогичных рис. 3), для каждого уровня изменения величин Z„ Zu, Zw были определены минимальные значения относительных погрешностей (50шп>. (5am)mm>(SPo)mm, ФК )тш. )min > Приведенные На рис. 6.

Из рисунка 6 видно, что за счет снижения абсолютных погрешностей измерений Ar, A U, A W результирующие относительные погрешности )шш. (5<> )min > (5Ро )min> )min> (8К )mia М01УГ быТЬ умеНЬШвНЫ В

3-4 раза. Причем, от вычисления значений а"т, Х"т по данным нисходящей ветви (см. рис. 2) экспериментально измеренной зависимости Щг, т) следует отказаться, так как {ЬсГш)Ып >(&4)тш. Юппп >(5Юты-

В параграфе 4.2 приведены экспериментальные оценки погрешностей измерений характеристик переноса влаги а„, р0, ~кт с применением разработанных метода, устройств и ИИС. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что относительные погрешности 8ат,8р0,8Хт измерений искомых характеристик влагопереноса находятся на уровне 4 ... 14% (при измерении коэффициента диффузии ат и плотности р0 сухого материала) и на уровне 5 ... 19% (при измерении коэффициента влагопровод-ности Хт), что соответствует современным требованиям к точности таких измерений.

Рис. б. Зависимости минимальных значений относительных погрешностей измерений (Ьа'т(ЬсГт{Ър0)ш, (6^)^, (8Х"т)^п от значений величин Лг/Дт""1,ША1Г", ДИ7АИ-™"

В параграфе 4.3 приведены результаты экспериментального измерения значений характеристик влагопереноса ат, р0, Хт ряда тонколистовых капиллярно-пористых материалов.

В заключении приведены основные выводы и результаты работы, в приложении представлены результаты экспериментальных исследований, акты об использовании и внедрении результатов работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе сформулированной математической модели процессов влагопереноса в тонколистовых капиллярно-пористых материалах получены расчетные формулы для вычисления характеристик влагопереноса ат, р0, Хт по непосредственно измеряемым и контролируемым значениям физических величин г, U, W, т, а, разработана совокупность измерительных операций нового метода.

2. С использованием разработанных математических описаний погрешностей измерений теоретически обоснован выбор как оптимальных режимных параметров измерительных операций нового метода «мгновенного» источника влаги, так и рациональных конструкционных размеров используемых измерительных устройств.

3. Выполненный анализ возможных источников погрешностей измерений характеристик влагопереноса и рекомендации по снижению влияния этих источников погрешностей позволили разработать конструкции трех разновидностей измерительных устройств, а также уточнить алгоритм функционирования ИИС для осуществления разработанного метода.

4. Теоретические и экспериментальные оценки погрешностей измерения характеристик влагопереноса ряда тонколистовых капиллярно-пористых материалов подтверждают работоспособность разработанного метода «мгновенного» источника влаги, что свидетельствует о достижении цели выполненного диссертационного исследования.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах;

1. Мочалин, С.Н. Выбор оптимальных условий измерения характеристик влагопереноса в тонколистовых капиллярно-пористых материалах методом «мгновенного» источника влаги / С.Н. Мочалин, И.Н. Исаева, C.B. Пономарев // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2010. - Т. 16, № 3. - С. 533 - 545.

2. Мочалин, С.Н. Анализ источников погрешностей измерений характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах / С.Н. Мочалин // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - 2010. -№ 79(30). - С. 329 - 337.

3. Пономарев, C.B. О выборе оптимальных условий измерения теп-лофизических свойств веществ методом мгновенного источника тепла / C.B. Пономарев, И.Н. Исаева, С.Н. Мочалин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2010. - Т. 76, № 5. - С. 32 - 36.

4. Мочалин, С.Н. Измерение характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов методом «мгновенного» источника влаги : монография / С.Н. Мочалин, C.B. Пономарев. - М. : Изд-во «Спектр», 2010.-100 с.

5. Мочалин, С.Н. К вопросу о выборе оптимальных режимных параметров метода измерения коэффициента диффузии влаги в тонколисто-

вых капиллярно-пористых материалах / С.Н. Мочалин, C.B. Пономарев // Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов : материалы Междунар. науч.-техн. семинара / Федер. агентство по образованию ; ГОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2010. - С. 63 - 67.

6. Мочалин, С.Н. Имитационное моделирование процесса обработки экспериментальных данных при определении зависимости коэффициента диффузии влаги от влагосодержания в тонколистовых капиллярно-пористых материалах / С.Н. Мочалин // Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг : материалы Седьмой междунар. тегаюфиз. школы. В 2 ч. - Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. - Ч. II. -С. 176-178.

7. Мочалин, С.Н. Анализ источников погрешностей измерения характеристик влагопереноса в тонколистовых капиллярно-пористых материалах методом «мгновенного» источника влаги / С.Н. Мочалин // Тепло-физические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг : материалы Седьмой междунар. теплофиз. школы. В 2 ч. - Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. - Ч. И. - С. 303-304.

8. Мочалин, С.Н. Математическая модель экспрессного метода измерения коэффициента диффузии влаги в капиллярно-пористых материалах / С.Н. Мочалин // Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством : материалы Шестой междунар. теплофиз. школы. В 2 ч. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. - Ч. II. - С. 160-161.

9. Пономарев, C.B. Математическое моделирование методов измерения коэффициента диффузии влаги в капиллярно-пористых материалах / С.В Пономарев, С.Н. Мочалин // Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством : материалы Шестой междунар. теплофиз. школы. В 2 ч. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. - Ч. I. - С. 116 -119.

10. Мочалин, С.Н. Метод измерения коэффициента диффузии влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах / С.Н. Мочалин, C.B. Пономарев // Труды ТГТУ : сб. науч. статей молодых ученых и студентов / Тамб. гос. техн. ун-т. - Тамбов, 2008. - Вып. 21. - С. 135 - 139.

11. Мочалин, С.Н. Метод измерения коэффициента диффузии влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах / С.Н. Мочалин, C.B. Пономарев // Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области индустрии нано-систем и материалов», Белгород, 16-20 нояб. 2009 г. - Белгород, 2009. -С. 195 -197.

Подписано в печать 22.11.2010 Формат 60 х 84/16. 0,93 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 576

Издательско-полиграфический центр ГОУ ВПО ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14

Введение

ЧАСТЬ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕНОСА

ВЛАГИ В КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛАХ.

Глава 1. Обзор методов и устройств для определения характеристик влагопереноса в капиллярно-пористых материалах.

1.1. Основы математического описания процессов переноса влаги в капиллярно-пористых материалах.

1.1.1. Основной закон влагопроводности.

1.1.2. Дифференциальное уравнение влагопроводности.

1.1.3. Краевые условия, используемые при записи краевых задач расчета переноса влаги в капиллярно-пористых материалах

1.1.4. Методы решения прямых и обратных краевых задач влагопереноса.

1.2. Основные сведения о методах и устройствах для измерения характеристик влагопереноса.

1.2.1. Стационарные методы и устройства для измерения характеристик влагопереноса в капиллярно-пористых материалах

1.2.2. Нестационарные методы и устройства для измерения характеристик влагопереноса в капиллярно-пористых материалах

1.3. Об измерении локальных влагосодержаний в твердой фазе при экспериментальном определении характеристик влагопереноса.

1.3.1. Величины, применяемые для количественного описания содержания влаги в твердых материалах.

1.3.2. Методы измерения содержания влаги в твердых материалах.

1.4. Цель и задачи дальнейших исследований.

Глава 2. Теоретические основы разработанных метода и устройства для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

2.1. Конструкция измерительной установки и основные измерительные операции, осуществляемые при экспериментальном определении характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

2.2. Математическая модель метода и устройства для измерения коэффициента диффузии влаги в тонколистовом капиллярно-пористом материале. '

2.2.1. Аналитическое решение рассматриваемой краевой задачи

2.2.2. Базовые расчетные формулы для вычисления характеристик переноса влаги по экспериментальной информации.

2.3. О выборе оптимальных условий измерения коэффициента диффузии влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

2.3.1. Вывод соотношений для вычисления погрешностей.

2.3.2. Оценка погрешностей измерений [112].

2.4. Порядок осуществления разработанного метода, скорректированный с учетом результатов решения задачи о выборе оптимальных режимных параметров измерительных операций и рационального конструкционного размера измерительного устройства.

ЧАСТЬ 2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА И ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕНОСА ВЛАГИ В ТОНКОЛИСТОВЫХ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛАХ

Глава 3. Измерительная установка и информационно-измерительная система для экспериментального определения характеристик переноса влаги в образцах тонколистовых капиллярно-пористых материалов.

3.1. Анализ источников погрешностей измерений характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

3.1.1. Пути снижения влияния источников погрешностей измерений характеристик влагопереноса в тонколистовых капиллярно-пористых материалах, обусловленных неточностями измерений влагосодержания, мощности «мгновенного» источника влаги, геометрических размеров и значений моментов времени.

3.1.2. Пути уменьшения влияния источников погрешностей измерений искомых характеристйк влагопереноса, обусловленных неполным соответствием математической модели реальным физическим процессам влагопереноса, происходящим в исследуемом тонколистовом капиллярно-пористом материале в ходе эксперимента.

3.2. Экспериментальная установка для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах

3.3. Конструкции измерительных устройств для экспериментального определения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

3.4. Порядок выполнения измерительных операций при практическом осуществлении разработанного метода «мгновенного» источника влаги при экспериментальном определении характеристик влагопереноса в тонколистовых капиллярно-пористых материалах

3.4.1. Подготовка образцов к измерению характеристик влагопереноса

3.4.2. Подготовка и проведение активной стадии эксперимента и получение первичных экспериментальных данных.

3.4.3. Основная обработка первичных экспериментальных данных.

3.4.4. Завершение эксперимента и дополнительная обработка данных.

Глава 4. Оценка погрешностей измерения и практическое применение разработанных метода и устройства для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

4.1. Результаты предварительной оценки погрешностей измерения характеристик влагопереноса

4.1.1. Результаты предварительной оценки погрешностей определения характеристик влагопереноса с использованием разработанных метода и устройства.

4.1.2. Имитационное моделирование процесса обработки экспериментальных данных при определении коэффициента диффузии влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах

4.2. Результаты экспериментальной оценки погрешностей измерений характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

4.3. Результаты применения разработанных метода и устройства для измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах.

При выполнении научных исследований, проектировании новых технологических процессов тепло- и(или) влагопереноса, а также при модернизации действующих производств и оборудования, широко применяются методы оптимизации режимных и конструкционных параметров рассматриваемых процессов и аппаратов, основанные на использовании математических моделей в виде краевых задач влагопроводности [1 - 22], включающих в себя дифференциальное уравнение Фика в частных производных с соответствующими начальными и граничными условиями [2 — 4, 11 — 15, 18, 22, 36-41]. Параметрами таких математических моделей являются значения характеристик переноса влаги, в частности коэффициент диффузии ат, плотность ро абсолютно сухого материала и коэффициент влагопроводности Хт = ат р0. Следует отметить, что во многих случаях при осуществлении технологических процессов используются тонколистовые капиллярно-пористые материалы на основе целлюлозы, хлопчатобумажной и искусственной пряжи. Доступные в настоящее время справочники и базы данных содержат информацию о значениях характеристик влагопереноса ат,р0,Хт лишь для небольшого количества веществ и материалов.

Наиболее надежным путем получения данных о параметрах математических моделей процессов влагопереноса является разработка методов и устройств для экспериментального измерения характеристик переноса влаги ат, р0Дш. Поэтому актуальность разработки метода и устройства для измерения характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов не вызывает сомнений.

Цель работы заключается в повышении точности измерения характеристик влагопереноса методом «мгновенного» источника влаги за счет выбора оптимальных режимных параметров измерительных операций, рационального конструкционного размера используемого измерительного устройства и правильной организации процесса обработки экспериментальной получаемой информации.

Для достижения сформулированной цели на основании результатов составленного обзора литературы и проведенного патентного поиска были поставлены и решены следующие задачи:

1) разработать математическую модель и теоретически обосновать проектируемый метод «мгновенного» источника влаги и измерительное устройство для его реализации;

2) с использованием разработанной математической модели осуществить выбор как основных оптимальных режимных параметров измерительных операций нового метода, так и рациональных конструкционных размеров измерительного устройства;

3) выполнить анализ источников погрешностей измерений характеристик влагопереноса и указать пути снижения влияния этих источников на результирующие погрешности разрабатываемого метода и устройства;

4) расчетным путем получить теоретические оценки погрешностей измерения искомых характеристик влагопереноса ат, р0, Хт;

5) разработать конструкцию, изготовить измерительную установку и информационно-измерительную систему (ИИС) для осуществления разрабатываемого метода, в том числе уточнить порядок осуществления измерительных операций разработанного метода «мгновенного» источника влаги при его использовании в составе изготовленной ИИС;

6) экспериментально проверить работоспособность и осуществить отладку разработанного метода и изготовленного измерительного устройства в процессе их работы в составе ИИС;

7) получить экспериментальные оценки погрешностей измерения характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов с применением разработанных метода, измерительного устройства и информационно-измерительной системы.

Объектом исследования являются метод «мгновенного» источника влаги и устройство для его реализации.

Предметом исследования являются: 1) физическая и математическая модели процессов влагопереноса, происходящих в исследуемом материале в ходе эксперимента; 2) теоретическое обоснование выбора как оптимальных режимных параметров измерительных операций, так и рациональных конструкционных размеров измерительного устройства; 3) подтверждение правильности сделанного выбора по результатам экспериментальной оценки метрологических характеристик разработанных метода и устройства.

Научная новизна диссертационной работы заключается в теоретическом обосновании разработанного метода и устройства для его реализации и в экспериментальной проверке результативности выполненных исследований.

Элементы научной новизны содержаться в следующих результатах выполненного исследования:

1) на основе разработанной математической модели процессов переноса влаги в образцах тонколистовых капиллярно-пористых материалов получены базовые расчетные формулы метода «мгновенного» источника влаги, предназначенные для вычисления искомых характеристик влагопереноса по непосредственно измеряемым значениям физических величин;

2) полученные расчетные формулы использованы при разработке математического описания зависимостей относительных погрешностей ба^бро^А,^ измерения коэффициента диффузии ат, плотности р0 абсолютно сухого материала и коэффициента влагопроводности %т = атр0 как от безразмерного параметра а = (С/(г,х)-С/0)/(/7тах ~и0) (представляющего собой отношение разности влагосодержания V(г,х) и начального влагосодер-жания 1/0 образца к разности между максимальным влагосодержанием 1/так и начальным влагосодержанием образца), так и от абсолютных погрешностей Аг,А1Г,АЖ измерения геометрического размера г, влагосодержания II и мощности Ж «мгновенного» источника влаги;

3) теоретически обоснованы выбор оптимального значения контролируемого в ходе эксперимента безразмерного параметра аопт = 0,48 и диапазон его допустимых значений 0,3 < а < 0,65; оптимальные режимы осуществления измерительных операций и обеспечивающие минимизацию погрешности измерений;

4) разработана методика выбора рациональных значений основных конструкционных размеров используемого измерительного устройства, что позволило дополнительно минимизировать погрешности измерения искомых характеристик влагопереноса ат, р0 ,Хт;

5) разработан метод измерения характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах, отличающийся тем, что с целью повышения точности и сокращения длительности измерений размещенный на подложке исследуемый образец накрывают пластиной из влагонепроницаемого материала, в центре которой высверлено сквозное отверстие для подачи влаги, а на определенном расстоянии от центра этого отверстия размещают электроды гальванометрического датчика влагосодержания с известной градуировочной характеристикой и, непосредственно перед моментом действия «мгновенного» источника влаги, регистрируют начальное значение сигнала датчика Ео, после действия «мгновенного» источника влаги регистрируют значения сигнала датчика влагосодержания, определяют максимальное значение Етах этого сигнала, а испытания заканчивают, когда текущее значение сигнала Егальванометрического датчика влагосодержания после достижения максимального значения Етах снизится до величины Е[ <Е$ + 0,6(£тах - Ео), после завершения эксперимента вычисляют значения

Е —Е а = —--—, фиксируют два момента времени т' и г", соответствующие значениям а = 0,48 и а = 0,67, а значения искомых характеристик влагопереноса вычисляют по приведенным в данной работе формулам (2.15), (2.15а), (2.166), (2.17), (2.17а);

6) экспериментально получены оценки метрологических характеристик разработанных метода «мгновенного» источника влаги и измерительного устройства, подтвердившие правильность теоретических положений выполненной диссертационной работы.

Практическая ценность работы. Результаты выполненного анализа источников погрешностей измерения позволили разработать конструкцию измерительного устройства, обеспечившую повышение точности измерения искомых характеристик влагопереноса по сравнению с ранее известным вариантом метода «мгновенного» источника влаги.

Изготовлено измерительное устройство и создано программное обеспечение как для управления процессом измерения характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов, так и для обработки получаемых экспериментальных данных при использовании этих метода и устройства в составе информационно-измерительной системы.

Работоспособность разработанного метода и изготовленного измерительного устройства, достоверность получаемых с их помощью результатов измерений подтверждены при исследовании характеристик влагопереноса ряда тонколистовых капиллярно-пористых материалов.

Практические применения полученных в диссертации научных результатов подтверждены актами о внедрении на ООО «Заводское» (г. Тамбов), в учебный процесс и практику при выполнении научных исследований, курсовых работ и дипломных проектов на кафедре «Управление качеством и сертификация» ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет», о передаче результатов научных исследований для использования на ООО «БизнесСтрой» (г. Тамбов). Результаты диссертационной работы были использованы при выполнении научно-исследовательских работ по грантам РФФИ 09-08-97583-р, 07-08-00489-а и по госконтракту № 14.740.11.0141.

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» (2007-2010 гг.), на Шестой

2007 г.) и Седьмой (2010 г.) международных теплофизических школах (г. Тамбов), на Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области индустрии на-носистем и материалов» (г. Белгород, 2009), на международном научно-техническом семинаре «Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов» (г. Воронеж, 2010).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в одной монографии, трех статьях в журналах, рекомендованных ВАК, семи статьях в сборниках научных трудов и в материалах конференций, подана заявка на патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (127 наименования) и приложений. Основная часть диссертации изложена на 145 страницах, содержит 21 рисунок и 5 таблиц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы были получены следующие научные и практические результаты.

1. В процессе составления обзора литературы и проведения патентного поиска было принято решение о целесообразности положить в основу выполненного исследования так называемый метод «мгновенного» источника влаги. На основе этого решения была сформулирована цель диссертационной работы, заключающаяся в повышении точности и сокращении длительности измерения характеристик влагопереноса методом «мгновенного» источника влаги за счет выбора оптимальных режимных параметров измерительных операций и рациональных значений конструкционных размеров используемого измерительного устройства, а затем поставлены и решены задачи, обеспечившие успешное достижение цели работы.

2. Разработана математическая модель процессов влагопереноса во внутренних точках исследуемого образца при измерении коэффициента диффузии ат , плотности ро сухого материала и коэффициента влагопровод-ности Хт предложенным методом. Эта математическая модель сформулирована в виде краевой задачи влагопроводности, включающей в себя одномерное дифференциальное уравнение Фика с правой частью (записанной с применением дельта-функций Дирака), начальные и граничные условия, записанные для полубесконечного образца в цилиндрической системе координат.

3. На основе полученного и аналитически проверенного решения этой краевой задачи получены так называемые базовые расчетные формулы для вычисления искомых характеристик влагопереноса ат, р0, Хт по экспериментально измеренным значениям физических величин: 1) расстояние г от места действия «мгновенного» источника влаги до места измерения локальных значений влагосодержания £У(г, г) исследуемого образца; 2) значения момента времени ттах, в который достигается максимальное значение влагосодержания итох=и{г,хтгу)\ 3) мощность Ж «мгновенного» источника влаги, вычисляемая как отношение количества влаги (подведенной из шприца-дозатора) к толщине листа исследуемого капиллярно-пористого материала. Эти базовые расчетные формулы с математической точки зрения являются аналогами известных в теплофизике зависимостей, положенных в основу так называемого метода «мгновенного» источника тепла.

4. Показано, что применение базовых расчетных формул, основанных на использовании экспериментально измеряемого значения момента времени ттах, не обеспечивает проведение измерений искомых характеристик влаго-переноса ат, р0, с требующейся точностью, так как значение ттах обычно измеряется с относительными погрешностями в диапазоне 10. 15%. Для преодоления этого недостатка было принято решение получить новые расчетные формулы, позволяющие повысить точность измерения характеристик влагопереноса ат, ро, %т.

5. На основе использования безразмерного параметра а = [£/(г, т) - £У0 ]/[£/тах - С/о ], представляющего собой отношение текущего значения разности влагосодержаний £/(г,т)-£/0 к максимальному значению итах~и0 этой разности влагосодержаний, получены новые расчетные формулы а'т =г2/(4г'т'), а"т = г2/(4г"т"), р'0 =^-а/(лег2[С/(г,т'(а ))-£/0]), р"0 =Ж-а/(тгег2[С/(г,т"(а))-С/о]), Хт = ^/[4тгег'т'(С/тах -С/0)],

Х"т = ¡¥/[4пег"т"(итах -С/0)], где г', г" - больший и меньший корни уравнения 2-ехр(1-г) = а, соответствующие моментам времени т', т", при которых достигается заданное значение безразмерного параметра а = [и(г,т)-и0]/[итах-и0].

Использование этого безразмерного параметра а позволяет вместо измерения момента времени ттах перейти к измерению моментов времени т' и т", погрешности 5т', 5т" определения которых значительно меньше погрешностей 5ттах определения момента времени ттах.

6. На основе новых расчетных формул с применением методов теории погрешностей были получены математические описания зависимостей относительных среднеквадратичных погрешностей измерений Ьа'т,Ьа"т,Ьр$, ЬХ'т, ЬХ"т от значений величин г, а, и, Ж, ат, р0, Хт, т', т" и от относительных погрешностей 8г, 8£/тах> 8х', 8т" измерения физических величин. В результате вычислительных экспериментов установлено, что значения относительных погрешностей Ъа"т,ЪХ"т измерения характеристик влагопереноса ат, Хт (при их вычислении по большему моменту времени т") оказываются заметно выше по сравнению со значениями Ъа'т, ЪХ'т при вычислении ат,Хт по величине меньшего момента времени т', соответствующего аопт=0,48, т.е. от использования значения времени т" следует отказаться. Для минимизации среднеквадратичных относительных погрешностей измерения плотности р0 сухого материала следует использовать экспериментальные данные при а=1, когда влагосодержание Щг, т) в момент времени т = ттах достигает максимума С/(г,ттах)= £/тах.

7. В процессе выполнения исследования стало очевидно, что наряду с выбором оптимального значения параметра а - аопт= 0,48 следует определить рациональную величину расстояния г (от центра действия «мгновенного» источника влаги до места измерения влагосодержания), при котором среднеквадратичные относительные погрешности Ьат, 8ро измерения характеристик влагопереноса ат и р0 минимальны.

В ходе выполненной работы было установлено, что минимальное значение относительной среднеквадратичной погрешности Ъат = 12,4 % достигается при а = 0,48, г = 4 мм, а приемлемые значения погрешностей Ъат имеют место при 0,3 < а < 0,65; 3,75 < г < 4,25 мм. Аналогично, минимальное значение погрешности 8р0=12,3% достигается при а = 1, г = 4 мм, а приемлемые значения - при 0,9 < а < 1, 3,65 < г < 4,4 мм.

8. Рассмотрен порядок осуществления разработанного метода, скорректированного с учетом сформулированных выше рекомендаций по выбору как оптимальных режимных параметров измерительных операций, так и рационального значения основного конструкционного размера измерительного устройства.

9. Приведен анализ источников погрешностей измерения характеристик влагопереноса ат, р0, А.,„, разделенных на две группы: 1) источники погрешностей измерений, обусловленные неточностями определения физических величин, непосредственно измеряемых в процессе эксперимента; 2) источники погрешностей из-за неполного соответствия используемой математической модели влагопереноса реальным физическим процессам, происходящим в исследуемом материале в ходе эксперимента. Обсуждены пути снижения влияния рассмотренных источников погрешностей.

10. Рассмотрен состав и работа экспериментальной установки, состоящей из следующих частей: БПОМ - блок подготовки образцов материалов, включающий в себя эксикаторы, бюретки, штативы-подвески, микрометр, шприц-дозатор; ЭВ - электронные весы; СШ - сушильный шкаф; ИИС - информационно-измерительная система, в состав которой входят три измерительных устройства (ИУ1, ИУ2, ИУЗ), лицензионная плата и программная среда Lab VIEW, персональный компьютер ПК.

11. Представлены результаты разработки трех конструкций измерительных устройств (ИУ1, ИУ2, ИУЗ), отличающиеся используемыми вариантами I, II, III гальванометрических ПИП. При разработке этих трех конструкций были использованы результаты анализа источников погрешностей измерений искомых характеристик влагопереноса ат, р0, Хт.

12. В заключительном параграфе главы 3 рассмотрен разработанный порядок выполнения измерительных операций при практическом осуществлении разработанного метода «мгновенного» источника влаги в составе созданной информационно-измерительной системы (ИИС), представленный в виде поточной диаграммы.

13. Приведены результаты теоретической оценки относительных сред-неквадратических погрешностей измерений характеристик влагопереноса Ьат, 5р0, 5А.Ш. Показано, что за счет снижения абсолютных погрешностей измерений А г, А £/, АЖ результирующие относительные погрешности 8ат, 8р0, бХ^ могут быть уменьшены в 3-4 раза. Причем от вычисления значений а"т, Х"т по данным нисходящей ветви (см. рис. 2.2) экспериментально измеренной зависимости £/(г, т), следует отказаться, так как (^ш)шт ^(^/и^т» (^т)тш •>(^,/и)тт*

14. Выполнены работы по экспериментальной оценке погрешностей измерений характеристик переноса влаги ат,р0,Хт с применением разработанных метода, устройств и ИИС. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что относительные погрешности 8ат,8ро,8Хт измерений искомых характеристик влагопереноса находятся на уровне 4. 14% (при измерении коэффициента диффузии ат и плотности ро сухого материала) и на уровне 5. 19% (при измерении коэффициента влагопроводности Хт), что соответствует современным требованиям к точности таких измерений.

15. Приведены результаты экспериментального измерения значений характеристик влагопереноса ат,р0,Хт ряда тонколистовых капиллярно-пористых материалов.

16. Взаимное соответствие результата теоретических и экспериментальных оценок погрешностей измерения характеристик влагопереноса ряда тонколистовых капиллярно-пористых материалов подтверждают работоспособность разработанного метода «мгновенного» источника влаги, что свидетельствует о достижении цели выполненного диссертационного исследования.

17. Результаты выполненных исследований приняты для использования ООО «Заводское», ООО «БизнесСтрой» и ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет». Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов диссертации работы составляет 444 тыс. руб.

1. Лыков, A.B. Теория сушки / A.B. Лыков. 2-е изд. - М. : Энергия, 1968. -471 с.

2. Лыков, A.B. Тепломассообмен : справочник / A.B. Лыков. М. : Энергия, 1978.-480 с.

3. Лыков, A.B. Теория тепло- и массопереноса / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. -М.-Л. : Госэнергоиздат, 1963. 536 с.

4. Рудобашта, С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / С.П. Рудобаш-та. М. : Химия, 1980. - 248 с.

5. Муштаев, В.И. Сушка дисперсных материалов / В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. М. : Химия, 1988. - 352 с.

6. Crank, J. The Mathematics of Diffusion / J. Crank. Oxford : Clarendon Press, 1975.-414 p.

7. Чалых, A.E. Диффузия в полимерных системах / А.Е. Чалых. М. : Химия, 1987.-312 с.

8. Crank, J. Diffusion in Polymers / J. Crank, G.S. Park. London - New York : Acad. Press, 1968.-452 p.

9. Райченко, А.И. Математическая теория диффузии в приложениях / А.И. Рай-ченко. Киев : Наукова думка, 1981. - 396 с.

10. Гинзбург, A.C. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов / A.C. Гинзбург, И.М. Савина. -М. : Легкая и пищевая промышленность, 1982.-280 с.

11. Рудобашта, С.П. Диффузия в химико-технологических процессах / С.П. Рудобашта, Э.М. Карташов. М. : Химия, 1993. - 208 с.

12. Кришер, О. Научные основы техники сушки : пер. с нем. / О. Кришер ; под ред. A.C. Гинзбурга. М. : Изд-во иностр. лит., 1961. - 536 с.

13. Теоретические и практические основы теплофизических измерений / C.B. Пономарев, C.B. Мищенко, А.Г. Дивин, В.А. Вертоградский, A.A. Чуриков ; под ред. C.B. Пономарева. М. : Физматлит, 2008. - 408 с.

14. Пономарев, C.B. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений : монография. В 2 кн. / C.B. Пономарев, C.B. Мищенко, А.Г. Дивин. -Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. Кн. 1. - 204 с.

15. Пономарев, C.B. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений : монография. В 2 кн. / C.B. Пономарев, C.B. Мищенко, А.Г. Дивин. -Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. Кн. 2. - 216 с.

16. Шервуд, Т. Массопередача : пер. с англ. / Т. Шервуд, Р. Пигфорд, Ч. Уилкин ; под ред. В.А. Малюсова. М. : Химия, 1982. - 695 с.

17. Беляев, П.С. Тепло- и массоперенос в полимерных материалах с пористой структурой. Методы и средства контроля / П.С. Беляев, C.B. Мищенко. М. : Машиностроение, 2000. - 284 с.

18. Лыков, A.B. Явления переноса в капиллярно-пористых телах / A.B. Лыков. -М. :ГИТТЛ, 1954.-296 с.

19. Шубин, Г.С. Проектирование установок для гидротермической обработки древесины / Г.С. Шубин. М. : Лесн. пром-сть, 1983. - 272 с.

20. Шубин, Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины / Г.С. Шубин. М. : Лесн. пром-сть. 1990. - 336 с.

21. Кречетов, И.В. Сушка древесины / И.В. Кречетов. М. : Лесн. пром-сть, 1980.-432 с.

22. Лыков, A.B. Теория переноса энергии и вещества / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. Минск : Изд-во АН БССР, 1959. - 330 с.

23. К вопросу определения концентрационной зависимости коэффициента диффузии в полимерах / О.Ф. Беляев, B.C. Воеводский, Л.М. Безрукавникова, Б.А. Май-зелис // Высокомолекуляр. соединения. 1976. - Т. 18, № 6. - С. 1345-1348.

24. Малкин, А.Я. Диффузия И' вязкость полимеров. Методы измерения / А.Я. Малкин, А.Е. Чалых. М. : Химия, 1979. - 303 с.

25. Цимерманис, Л.Б. Термодинамические и переносные свойства капиллярно-пористых тел / Л.Б. Цимерманис. Челябинск : Юж.-рал. кн. изд-во, 1970. - 202 с.

26. Чураев, Н.В. Физикохимия процессов массопереноса в пористых телах / Н.В. Чураев. М. : Химия, 1990. - 272 с.

27. Лыков, A.B. Теоретические основы строительной теплофизики / A.B. Лыков. Минск : Наука и техника, 1961.-519с.

28. Секанов, Ю.П. Влагометрия сельскохозяйственных материалов / Ю.П. Сека-нов. М. : Агропромиздат, 1985. - 278 с.

29. Приборы контроля и управления влажностно-тепловыми процессами : справочная книга / П.С. Беляев, И.Ф. Бородин, Б.И. Герасимов, В.Л. Епифанов, C.B. Мищенко, Е.М. Наумов, C.B. Пономарев, Н.П. Федоров, A.A. Чуриков. М. : Россельхозиздат, 1985. - 240 с.

30. АСУ влажностно-тепловыми параметрами : справочная книга / П.С. Беляев, И.Ф. Бородин, Б.И. Герасимов, В.Л. Епифанов, C.B. Мищенко, C.B. Пономарев, A.A. Чуриков ; под ред. И.Ф. Бородина, C.B. Мищенко. М. : Росагропромиздат, 1988. - 224 с.

31. Бояринов, А.И. Методы оптимизации в химической технологии / А.И. Боя-ринов, В.В. Кафаров. М. : Химия, 1975. - 576 с.

32. Островский, Г.М. Оптимизация химико-технологических процессов: Теория и практика / Г.М. Островский, Т.А. Бережинский. М. : Химия, 1984. - 240 с.

33. Балакирев, B.C. Оптимальное управление процессами химической технологии / B.C. Балакирев, В.М. Володин, A.M. Цирлин. М. : Химия, 1978. - 384 с.

34. Кафаров, В.В. Основы автоматизированного проектирования химических производств / В.В. Кафаров, В.Н. Ветохин. М. : Наука, 1987. - 624 с.

35. Мищенко, C.B. Разработка автоматизированной системы научных исследо-, ваний и проектирования технологических процессов тепломассопереноса / C.B. Мищенко, C.B. Пономарев // Теорет. основы хим. технологии. 1994. - Т. 8, № 6. - С. 547-555.

36. Лыков, A.B. Теория теплопроводности / A.B. Лыков. М. : Высшая школа, 1967. - 600 с.

37. Коздоба, Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности / Л.А. Коздоба // Физика и химия обработки материалов. 1968. - № 4. - С. 3-9.

38. Коздоба, Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности / Л.А. Коздоба. М. : Наука, 1975. - 227 с.

39. Коздоба, Л.А. Решения нелинейных задач теплопроводности / Л.А. Коздоба. -Киев : Наукова думка, 1976. 136 с.

40. Пономарев, C.B. Методы и устройства для измерения эффективных тепло-физических характеристик потоков технологических жидкостей /C.B. Пономарев, C.B. Мищенко. Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 1997. - 248 с.

41. Диткин, В.А. Интегральные преобразования и операционное исчисление / В.А. Диткин, А.П. Прудников. М. : Наука, 1974. - 542 с.

42. King, G. Trans Faraday Soc., 1945. Vol. 41. - P. 479-486.

43. Rouse, P.EJ. Am. Chem. Soc., 1947. Vol. 69. - P. 1068-1074.

44. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. -М. : Наука, 1973. 832 с.

45. Экспериментальное исследование и расчет тепло- и массопереноса во влажных телах / Г. Канавче, М. Урошевич, М. Стефанович, Д. Воронец // Инженер.-физ. журн. 1994. - Т. 67, № 5-6. - С. 445-460.

46. Казанский, В.М. К теории новых кинетических методов измерения массо-переносных свойств дисперсных тел / В.М. Казанский // Инженер.-физ. журн. -1976. Т. 30, № 5. - С. 884-890.

47. Толстых, С.Г. Разработка метода и устройства для измерения коэффициента диффузии влаги в капиллярно-пористых материалов : дис. . канд. техн. наук / С.Г. Толстых. Тамбов, 2004. - 240 с.

48. Цирлин, О.В. Сорбционный метод определения коэффициента массообмена / О.В. Цирлин, В.И. Лукьянов, А.А. Юшкин // Метрология. 1990. - № 2. - С. 55-61.

49. Журавлева, В.П. Исследование диффузии влаги в капиллярно-пористых телах / В.П. Журавлева // Тепло- и массообмен в капиллярно-пористых телах. Минск : Наука и техника, 1965. - С. 60-64.

50. Луцик, П.П. Определение коэффициентов диффузии тепла и влаги по кривым кинетики сушки / П.П. Луцик, Е.А. Страшкевич, М.Ф. Казанский // Инженер.-физ. журн. 1972. - Т. 22, № 4. - С. 635-639.

51. Лыков, А.В. Метод измерения коэффициента диффузии / А.В. Лыков, Ф.М. Полонская // Труды НИКОИ. 1958. - Вып. 2. - С. 37-41.

52. Беляев, М.П. Неразрушающий экспресс-контроль коэффициента диффузии полярных растворителей в тонких изделиях / М.П. Беляев, В.П. Беляев // Вестн. Тамб. гос. техн. ун-та. 2008. - Т. 14, № 1. - С. 41-47.

53. А. с. 1053189 А Российская Федерация, МПК Н 01 Ь 21/66. Способ определения коэффициента диффузии в полупроводниках / К.Г. Барбакадзе. -№3374273/18-25 ; заявл. 04.01.82 ; опубл. 07.11.83, Бюл. №41.

54. Кулаков, М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств / М.В. Кулаков. М. : Машиностроение, 1983. - 424 с.

55. Берлинер, М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности / М.А. Берлинер. M.-JI. : Энергия, 1965. - 488 с.

56. Берлинер, М.А. Измерения влажности / М.А. Берлинер. М. : Энергия, 1973.-400 с.

57. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов / Е.С. Кричевский, В.К. Бензарь, М.В. Венедиктов и др. М. : Энергия, 1980.-240 с.

58. Ваня, Я. Анализаторы газов и жидкостей / Я. Ваня. М. : Энергия, 1970. -552 с.

59. Мищенко, C.B. Определение локальных значений содержания жидкой фазы в дисперсных материалах / C.B. Мищенко, П.С. Беляев, А.П. Фролов // Метрология. -1988.-№8.-С. 55-61.

60. Беляев, П.С. Методы и устройства для контроля характеристик тепло- и мас-сопереноса композиционных материалов : дис. . д-ра техн. наук : 05.11.13 / П.С. Беляев. Тамбов, 1998. - 537 с.

61. Бугров, А.В. Высокочастотные емкостные преобразователи и приборы контроля качества / А.В. Бугров. М. : Машиностроение, 1982. - 94 с.

62. Фримштейн, М.И. Локальное определение влажности при теплофизических испытаниях ограждающих конструкций : дис. . канд. техн. наук / М.И. Фримштейн. М., 1968. - 140 с.

63. Белкин, А.Я. Создание и исследование искробезопасных датчиков гальвано-э.д.с. для автоматических систем контроля в угольной промышленности : дис. . канд. техн. наук / А.Я. Белкин. М., 1973. - 146 с.

64. А. с. 173991 СССР, МКИ G 01 К. Устройство для измерения влажности сыпучих материалов / А.Я. Белкин // Бюл. изобрет. 1965. - № 16. - 2 с.

65. А. с. 195409 ССС, МКИ Е 21 f. Устройство для определения степени увлажнения угольного пласта / А.Я. Белкин // Бюл. изобрет. 1976. - № 10. - 2 с.

66. А. с. 271841 СССР, МКИ G 01 К 17/00. Устройство для измерения влажности сыпучих материалов / А.Я. Белкин II Бюл. изобрет. 1970. - № 18. - 2 с.

67. Борисова, Т.И. Диэлектрический метод исследования целлюлозы / Т.И. Борисова // Методы исследования целлюлозы. Рига : Зинатне, 1981. - С. 96-110.

68. Мищенко, C.B. Градуировка гальванических преобразователей концентрации жидкой фазы в дисперсных средах / C.B. Мищенко, П.С. Беляев, А.П. Арутюнян ;

69. Тамб. ин-т хим. машиностроения. Тамбов, 1987. - 16 с. - Деп. в ОННИИТЭХИМ 5.10.87, № 1126-хп-87.

70. Серегина, В.Г. Моделирование и оптимизация процесса удаления многокомпонентного растворителя из полимерных материалов на основе сложных эфиров целлюлозы : дис. . канд. техн. наук : 05.17.08 / В.Г. Серегина. Тамбов, 1992. -182 с.

71. Исследование теплофизических характеристик композиционного полимерного материала в зависимости от параметров его переработки : отчет о НИР (за-ключ.) / Тамб. ин-т хим. машиностроения (ТИХМ) ; рук. Мищенко C.B. Тамбов, 1981.-212 с. -№ ГР 80001865.

72. Способ измерения коэффициента диффузии влаги в капиллярно-пористых листовых материалах : заявка 2010130744 А1 Рос. Федерация : МПК G 01 V 13/00 / C.B. Пономарев, С.Н. Мочалин, Г.В. Шишкина ; заявитель Тамб. гос. техн. ун-т ;заявл. 21.07.2010.

73. Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Платунов и др.. JI. : Машиностроение, 1986. - 256 с.

74. Годовский, Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров / Ю.К. Годовский М. : Химия, 1976. - 216 с.

75. Цедерберг, Н.В. Теплопроводность газов и жидкостей / Н.В. Цедерберг. -M.-JI. : Госэнергоиздат, 1963. -408 с.

76. Осипова, В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена / В .А. Осипова М. : Энергия, 1969. - 392 с.

77. Методы определения теплопроводности и температуропроводности / А.Г. Шашков и др.. М. : Энергия, 1973. - 336 с.

78. Демидович, Б.П. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения / Б.П. Демидович, И.А. Марон, Э.З. Шувалова. М. : Наука, 1967. - 368 с.

79. Шашков, А.Г. Волновые явления теплопроводности: системно-структурный подход / А.Г. Шашков, В.А. Бубнов, С.Ю. Яновский. Минск : Навука i тэхшка, 1993.-279 с.

80. Попова, Г.Н. Машиностроительное черчение : справочник / Г.Н. Попова, С.Ю. Алексеев. Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. - 447 с.

81. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. М. : Наука, 1972. - 720 с.

82. Мочалин С.Н. Анализ источников погрешностей измерений характеристик переноса влаги в тонколистовых капиллярно-пористых материалах / С.Н. Мочалин // Вопр. соврем, науки и практики. Ун-т им. В.И. Вернадского. 2010. - № 79(30). -С.329-337.

83. Сергеев, O.A. Метрологические основы теплофизических измерений / O.A. Сергеев М. : Изд-во стандартов, 1972. - 156 с.

84. Зайдель, А.Н. Ошибки измерения физических величин / А.Н. Зайдель. Л. : Наука, 1974. - 108 с.

85. Мочалин, С.Н. Измерение характеристик влагопереноса тонколистовых капиллярно-пористых материалов методом «мгновенного» источника влаги : монография / С.Н. Мочалин, C.B. Пономарев. М. : Спектр, 2010.-100 с.

86. Пономарев, C.B. О выборе оптимальных условий измерения теплофизиче-ских свойств веществ методом мгновенного источника тепла / C.B. Пономарев, И.Н. Исаева, С.Н. Мочалин // Завод, лаб. Диагностика материалов. 2010. - Т. 76, № 5. - С. 32-36.

87. ГОСТ 12026-76. Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия. -Введ. 01.01. 78, в части бумаги типа II 01.01.91, в части бумага типа 101.01.93. -М. : Стандартинформ, 2005. 5 с.

88. Фильтр бумажный неотбеленный Top House 95634 Brown № 4 : разработчик Top House ; изготовитель Euracon Oy (Финляндия). Финляндия, 2010.

89. Микрошприцы для газовой хроматографии : паспорт 214.2.835.001ПС : сер. SGE-Chromatec-02-Ю мкл : изготовитель Спец. конструкт, бюро «ХРОМА-ТЭК». Йошкар-Ола, 2009. - 2 с.

90. Шкаф сушильный ШС-80-01 СПУ (350°С) : производитель ОАО «Смоленское специальное конструкторско-технологическое бюро систем программного управления». Смоленск, 2009.

91. Лабораторные аналитические весы Sartorius : сер. CP Competence : модель CP 225 D. Германия, 2009.