Файл: Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга.pdf

Редько [88], или на приборе мод. ПСХ-4, который вы­ пускается Опытным заводом ВНИИНСМ Министерства промышленности строительных материалов СССР.

5. Проницаемость

Проницаемость—это свойство пористого шлифоваль­ ного круга, характеризующее его способность пропускать через себя СОЖ под действием приложенного градиента

это проницаемость такого пористого материала, в кото­ ром перепад давления в 1 атм поддерживает расход жидкости в 1 см3/сек при вязкости, равной 1 с-пуаз, через куб с длиной ребра 1 см. Отсюда видно, что проницае­ мость имеет размерность квадрата длины.

Величина проницаемости К, определяемая структу­ рой шлифовального круга, представляет собой его мак­

А — площадь внутренней поверхности круга; АР — пере­ пад давления на длине L образца пористого материала.

Определяемая законом Дарси проницаемость пред­ ставляет собой макроскопическую характеристику пори­ стого шлифовального круга. Поэтому следует говорить о проницаемости только достаточно большого элемента шлифовального круга, содержащего достаточно пор. Проницаемость определяется (в более или менее стати­ стическом смысле) геометрией поровой структуры, строе­ нием черепка шлифовального круга [90].

Необходимо отметить, что проницаемость шлифоваль­ ных кругов непостоянна в различных направлениях, т. е. круги являются анизотропными по проницаемости. Наи­ большее различие наблюдается между проницаемостью, измеренной по радиусу и в направлении от торца к тор­ цу. Экспериментально установлено, что проницаемость, измеренная от торца к торцу, на 10—15% больше, чем

37

п рони ц аем ость по радиусу, что о б ъ яс н я ется н а п р а в л е н и ­ ем прессования . А низотропность п р оницаем ости способ ­ ствует вы теканию С О Ж через торцы крута.

6. Определение проницаемости шлифовального круга по микрофотографии

его произвольного сечения

через поры.

Проведенными нами исследованиями, которые описа­ ны ниже, установлено наличие корреляционной взаимо­ связи между наиболее вероятным размером пор, актив­ ной пористостью и проницаемостью. Это позволило пред­ положить возможность использования разработанной Б. А. Регушем [95] методики определения проницаемо­ сти тирригенных коллекторов по микрофотографиям для определения проницаемости шлифовальных кругов. Дан­ ная методика основана на объективно существующей вза­ имосвязи между параметрами, характеризующими строение порового пространства пористого материала, и его проницаемостью.

Чтобы проверить возможность использования мето­ дики В. А. Регуша [95] для определения проницаемости шлифовальных кругов, нами для круга Э9А40СМ2К6 ме­ тодом пропитки была определена активная пористость, а по закону Дарси — проницаемость. После этого произво­ дилось определение проницаемости по методике В. А. Регуша.

По данной методике для определения проницаемости делают микрофотографию произвольного кусочка шли­ фовального круга, а из кинопленки — шаблон с нанесен­ ными окружностями различных диаметров.

С помощью шаблона на микрофотографии с учетом увеличения микроскопа, при котором получена данная

38

Та б л и ц а 1

Параметры структуры шлифовального круга Э9А40СМ2К.6

микрофотография, определяют диаметры da пор и мини­ мальный размер I каналов, соединяющих поры, и под­ считывают частости пор и каналов одинаковых размеров. Чтобы получить достоверные данные для одного круга, делается пять-семь микрофотографий и данные всех фо­ тографий объединяются в одну общую выборку.

Полученные данные сводятся в таблицу. Для примера в табл. 1 приведены результаты измерений на шести мик­ рофотографиях шлифовального круга Э9А40СМ2К6.

На основании табличных данных строится график (рис. 11) распределения размеров диаметров пор и ка­ налов, которые имеют общую точку. Абсцисса этой точ­ ки (в нашем случае приблизительно 200 мкм) характери­ зует собой условный диаметр dy каналов, который прак­ тически и определяет проницаемость шлифовального круга. Под условным диаметром каналов следует пони­ мать долю каналов и пор одного размера от их общих количеств.

Тогда канальность шлифовального круга определя­ ется по следующим формулам:

39

иШ ]1] + 2 N idi

При вычислении значения каналыюсти по формулам (16), (17) могут быть небольшие различия, обусловлен­ ные особенностями определения активной пористости по методу пропитки. В нашем случае Кк по формуле (16) составляет 0,42 при т а= 0,38, по формуле (17) — 0,43, а

по рис. 11—41 %.

Рис. П. Кривые распределения размеров пор (1) и поровых каналов (2), соединяющих поры

Из совместного рассмотрения уравнений Дарси и Пуазейля при ламинарном течении воды через капилляр и при замене пористости каналыюстью имеем

где К — проницаемость, мдарси; Кк — каналыюсть в до­ лях единицы; dY — условный диаметр, мкм.

40

В нашем примере /( = 0,54 дарси. Экспериментальное значение проницаемости составляет 0,50—0,60 дарси.

Таким образом, статистический метод определения проницаемости шлифовального круга по микрофотогра­ фиям его произвольных сечений является достаточно точ­ ным, но и достаточно трудоемким.

7. Размеры пор

Следует учитывать, что поскольку пористость в шли­ фовальных кругах в основном открытая и все поры со­ ставляют некоторую капиллярную систему, то понятие размера пор является условным. Оно лишь дает пред­ ставление о некоторой гидравлически подобной капил­ лярной системе. Несмотря на условность, это понятие позволяет судить о таких свойствах шлифовальных кру­ гов, как проницаемость, теплопроводность, влагоемкость, водопоглощение и водонасыщение, зависящих от степени развития капиллярной системы и размеров капилляров.

Наиболее приемлем метод определения среднего раз­ мера пор по скорости фильтрации жидкости на основе закона Пуазейля, который разработан Ф. И. Котяховым, Б. Ф. Ремневым и Н. П. Буториным [96] применительно к анализу кернов нефтяных пластов. Этот метод наибо­ лее прост по сравнению с другими и дает возможность установить зависимость между размерами пор, прони­ цаемостью и пористостью породы.

Согласно этому методу, расход СОЖ через пористый материал по закону Пуазейля представляется формулой в следующем виде:

пт* Д РА

(19)

8jxL

где

ДР = Рн + 0,5рой>2(Ян - R i)

— перепад давления СОЖ, создаваемый насосом (Р„) и центробежным полем; Р = Р ,—Р вн — путь фильтрации;

41