Закона Дарси

Средний расход газа при условии опыта считаем по формуле [5].

(2.1)

Среднее давление в образце составит

(2.2)

Приведение расхода к нормальным условиям считаем по формуле

(2.3)

Коэффициент проницаемости

(2.4)

Все расчетные коэффициенты для трех опытов заносим в табл.2.1.

Затем определяем среднее значение коэффициента проницаемости для данного образца

(2.5)

По вышеприведённым формулам определяем абсолютную проницаемость газа (азота).

Расчетные данные:

Длина образца L,см

Диаметр образца d,см

Температура газа t ⁰C

Вязкость газа µ, мПас

Барометрическое давление Р_б, мм.рт.ст.

Эти величины имеют одинаковые значения для всех трёх опытов при всех вариантах.

Перед началом расчётов необходимо значения давлений на приеме образца Р₁ и на выходе образца Р₂ привести к нормальным условиям. Для получения значений Р в мм рт. ст. значение Р₁ умножаем на 735, а значение Р₂ делим на 13,6.

Значения Р₁ следующие:

Для 1 опыта: Р₁= 2,4*735=1764 мм рт. ст;

Для 2 опыта: Р₁=2,6*735= 1911 мм рт. ст;

Для 3 опыта: Р₁=2,8*735= 2058 мм рт. ст;

Значения Р₂ следующие:

Для 1 опыта: Р₂=130/13,6=9,558мм рт. ст;

Для 2 опыта: Р₂=140/13,6=10,294 мм рт. ст;

Для 3 опыта: Р₂=160/13,6=11,764 мм рт. ст;

Эти, уже переведенные данные заносим в таблицу 2.2.

Далее находим перепад давлений ΔР в мм рт. ст. по формуле

ΔР= Р₁-Р₂ (2.6)

Для 1 опыта:

ΔР= 1764-9,558=1754,4 мм рт. ст;

Для 2 опыта:

ΔР=1911-10,294=1900,7 мм рт. ст;

Для 3 опыта:

ΔР=2058-11,764=2046,2 мм рт. ст;

Далее по таблице 2.3 (дроссель №3), находим расход газа по данным значений Р₂ в мм вод. ст. (см. табл.2.1), т.к. по заданию значения Р₂ в мм вод. ст. у нас равны соответственно для 1, 2 и 3 опытов-120,130 и 150, то значения Q будут следующими: 56,07 см³/с; 58,38 см³/с и 62,78 см³/с.

Определяем средний расход газа (азота)-Q^ при условии опыта по формуле (2.1) для всех трех опытов:

Для 1 опыта

Для 2 опыта

Для 3 опыта

Определяем среднее давление в образце по формуле (2.2)

Для 1 опыта

мм рт. ст;

Для 2 опыта

мм рт. ст;

Для 3 опыта мм рт. ст;

Приводим расход газа к нормальным условиям по формуле (2.3):

Для 1 опыта

см³/с

Для 2 опыта

см³/с

Для 3 опыта

см³/с

Определяем коэффициент проницаемости по формуле (2.4)

Для 1 опыта

Для 2 опыта

Для 3 опыта

Определяем среднее значение коэффициента проницаемости К по формуле (2.5)

мкм²

Таблица 2.2

Расчётная таблица коэффициентов проницаемости

№№ п/п	Наименование измеряемых и подсчитываемых величин	Обозначения	№№ опытов
	Диаметр образца,см	D	3,2	3,2	3,2
	Площадь поперечного сечения образца,см2	F=πd2/4	8,04	8,04	8,04
	Длина образца,см	L	3,8	3,8	3,8
	Температура воздуха(газа),С0	t
	Вязкость воздуха (газа),мПас	µ	0,0175	0,0175	0,0175
	Барометрическое давление,мм рт. ст.	Рб
	Избыточное давление на приеме образца, мм рт. ст.	P1
	Избыточное давление на выходе образца, мм рт. ст.	Р2	9,558	10,294	11,764
	Перепад давлений, мм рт. ст.	ΔР=Р1-Р2	1754,4	1900,7	2046,2
	Расход газа по реометру, см3/с (табл. 2.3)	Q	56,07	58,38	62,78
	Средний расход газа при температуре и давлении во время опыта,см3/с	Q^	25,50	25,40	26,17
	Средний расход газа при нормальных условиях (760мм.рт.ст., 200 С), см3/с	Q*	36,4	37,9	40,75
	Коэффициент проницаемости, мкм2	К	0,130	0,1253	0,1251
	Средний коэффициент проницаемости, мкм2	Кср=(К1+К2+К3)/3	0,1268
	Рс (среднее давление в обазце), мм рт.ст.	Рср=(Р1+Р2+2Рб)/3	1084,5	1133,8	1183.3

Таблица 2.3

Градуировочная таблица реометра

Дроссель 1	Дроссель 2	Дроссель 3
Р2, мм вод. ст.	Расход газа, Q, см3/с	Р2,мм вод.ст.	Расход газа, Q,см3/с	Р2, мм вод.ст.	Расход газа Q,см3/с
	7,43		16,04		36,07
	8,15		17,97		39,59
	8,08		19,42		42,72
	9,42		20,77		45,69
	9,99		22,04		48,48
	10,54		23,25		51,13
	11,05		24,39		53,65
	11,56		25,45		56,07
	12,03		26,54		58,38
	12,49		27,56		60,62
	12,94		28,84		62,78
	13,37		29,49		64,88
	13,79		30,41		66,89
	14,19		31,31		68,87
	14,59		32,18		70,79
	14,98		33,04		72,66
	15,35		33,87		74,49
	15,72		34,68		76,28
	16,08		35,48		78,04
	16,04		36,26		79,75
	16,79		37,04		81,44
	17,13		37,78		83,09
	17,46		38,51		84,71
	17,79		39,24		86,31
	18,11		39,95		87,88
	18,43		40,66		89,42