СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕН-ТОВ САМОДИФФУЗИИ И МАССООТДАЧИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для измерения диффузионных процессов.
По данному способу дисперсный материал (силикагель на основе никеля), в зависимости от размеров гранул, разделяют на фракции (образцы диаметром d*10-3 м): I фракция – 2,85, II – 3,65, III – 4,68, IV – 5,8, взвешивают Е сухом состоянии и помещают в эксикатор, содержащем воду и воз-дух,

пропитанный парами молекул воды. На протяже-нии 10 часов, каждые 2 часа исследуемый объект вынимают из эксикатора и взвешивают. По полу-ченным данным определяют коэффициент само-диффузии по формуле

где, где, D - коэффициент самодиффузии; l - толщина образца; π = 3,14; tgα - величина, завися-щая от набухания в течение определенного време-ни.
Коэффициент массоотдачи определяют по формуле



где βх – коэффициент массотдачи, Δm – разность массы дисперсного материала, и t - время выдержки сухого образца и исследуемого объекта в эксикаторе.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для измерения диффузионных процессов.
Аналогов заявленного изобретения не выявлено.
Целью изобретения является определение коэффициентов самодиффузии и массоотдачи дисперсных материалов.
На прилагаемых графических изображениях приведены график наклона для определения коэффициента tgα (фиг.1) и график увлажнения дисперсных материалов (фиг.2).
Способ реализуется при помощи эксикатора, электронных весов, чашки Петри, электронного секундомера и осуществляется следующим образом. Дисперсный материал (силикагель на основе никеля), в зависимости от размеров гранул, разделяют на фракции (образцы с различным диаметром): 2,85мм, 3,65мм, 4,68мм, 5,8мм, взвешивают в сухом состоянии и помещают в эксикатор, со-держащем воду в днище, где воздух пропитан молекулами воды. На протяжении 10 часов, каждые 2 часа, исследуемый объект вынимают из эксикатора и взвешивают, по формуле (1) рассчитывают коэффициент самодиффузии,

где: где, D - коэффициент самодиффузии; l - толщина образца; π = 3,14; tgα - определяется графически из наклона зависимости ln(1-γ) от tсек γ (фиг. 1)

где: γ- коэффициент набухания

где: Мt - масса образца в момент времени t, М∞ - максимальная масса набухшего образца.
Из полученных экспериментальных данных (табл. 1), зная Мt и М∞, по формуле (3) определяют коэффициент набухания γ. Вставляя γ в выражение
ln(1-γ), можно построить график зависимости ln(1-γ) от времени t, а именно проведя линии параллельно к осям ln(1-γ) и t, получить треугольник. Деля противолежащий катет на близлежащий катет, определяется значение tgα. Полученные экспериментальные значения приведены в таблице 1.


Таблица 1
Влияние молекул воды на изменение коэффициента самодиффузии


Из указанной таблицы видно, что в зависимости от длительности выдержки испытуемых образцов всех диаметров, коэффициент самодиффузии снижается.
Далее зная разность массы Δm дисперсных материалов

где: Δm - разность массы дисперсного материала, т1 - масса сухого образца (кг), т2 -масса исследуемого объекта (кг) после выдержки во влажной среде, и время выдержки (t) их в эксикаторе рас-считываем коэффициент массоотдачи (βх) следующим выражением:

Из подставленных значений в выражение (5) и построенного графика увлажнения дисперсных материалов (фиг. 2) исходит, что при увеличении времени коэффициент массоотдачи увеличивается и в момент времени равном 36000 сек., т.е. 10 часов, этот коэффициент достигает 2,4* 10-3кг.