Метод отримання розподілу коефіцієнтів проникності по розмірам пор у фільтрувальних матеріалах

Abstract

У роботі розглянута проблема розробки та вивчення пористих фільтруючих матеріалів, зокрема на основі політетрафторетилену, для застосування у сільському господарстві України. Раніше для вивчення розподілу порових каналів за їх діаметрами використовувався метод витиснення рідини з пор. Однак, традиційний підхід до аналізу даних не враховує фізичну сутність процесу витиснення рідини і призводить до спотворення інформації про розподіл порових каналів. Запропоновано метод оцінки розподілу коефіцієнтів проникності за діаметрами порових каналів політетрафторетилену, заснований на аналітичному визначенні параметрів дотичних до точок кривої витиснення речовини. Метод дозволяє отримати більш точну інформацію про розподіл порових каналів за їх діаметрами та коефіцієнтами проникності. Розроблений метод використан для аналізу експериментальних даних порової структури та оптимізації властивостей фільтруючих матеріалів на основі політетрафторетилену. Для фільтруючого матеріалу з номінальною тонкістю фільтрування 3 мкм визначено діапазон порових каналів, що забезпечує основний потік фільтруємого середовища. По казано, що крізь порові канали з діаметрами в інтервалі 12,1 ÷ 19,5 мкм фільтрується 75% загального потоку фільтруємої рідини, що є основною частиною потоку. Співвідношення середнього діаметра порових каналів (15,8 мкм) і номінальної тонкості фільтрування становить ~5.

The paper addresses the problem of developing and studying porous filtering materials based on polytetrafluoroethylene for use in Ukrainian agriculture. Previously, the liquid displacement method was used to study the distribution of pore channels by their diameters. However, the traditional approach to data analysis does not consider the physical essence of the liquid displacement process and leads to distortion of information about the distribution of pore channels. A method is proposed to evaluate the distribution of permeability coefficients by the diameters of polytetrafluoroethylene pore channels, based on the analytical determination of parameters tangent to points of the liquid displacement curve. The method allows obtaining more accurate information about the distribution of pore channels by their diameters and permeability coefficients. The developed method can be used to analyze experimental data of pore structure and optimize the properties of filtering materials based on polytetrafluoroethylene. For the filtering material of the FEP type with a nominal filtration fineness of 3 μm, a range of pore channels ensuring the main flow of the filtered medium is determined. 75% of the total flow of the filtered medium is shown to be filtered through pore channels with diameters in the range of 12,1 to 19,5 8 μm, which can be considered the main part of the flow. The ratio of the average diameter of pore channels (15.8 μm) to the nominal cleaning fineness is ~ 5