ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
84
Коэффициент пористости, полученный первым методом,
8
пор
1
8
ф
3, 4 10 0,82.
4,17 10
V
m
V
−
−
⋅
= =
=
⋅
При расчете коэффициента пористости данным методом его по-
грешность связана со смачиваемостью стенок ячейки водой (на внут-
ренних стенках ячейки находится вода, масса которой учитывается).
Второй метод расчета основан на результатах измерений массы
ячейки, полностью заполненной водой, и повторно замеренной массы
сухого фильтра. Данный метод отличается от предыдущего тем, что
масса воды в полостях сверху и снизу от пористой области ячейки
вычитается из измеренной массы, что существенно снижает погреш-
ность, связанную со смачиваемостью стенок. В результате расчета
получен коэффициент пористости
2
0, 4.
m
=
Ошибка результатов, полученных с применением данных мето-
дов, связана с тем, что, во-первых, не может быть гарантирована
полная пропитка пористого тела (пузырьки воздуха остаются в рас-
четной области), а во-вторых, погрешность расчета объема жидко-
сти значительно влияет на значение коэффициента пористости. Од-
нако второй метод расчета более точен, так как на его результаты в
меньшей мере влияет погрешность, связанная со смачиваемостью
стенок.
Для уточнения данных, полученных с помощью предыдущих ме-
тодов, проведено расчетно-теоретическое исследование, основанное
на измерении среднего размера зерен пористого тела, т. е. на пред-
ставлении объема пористого тела в виде совокупности сферических
зерен, которые касаются друг друга, а между ними образуются иско-
мые поры. Средний размер зерен определен путем усреднения дан-
ных, полученных на цифровом микроскопе. На рис. 3 представлена
фотография зерен пористого материала, которые располагаются на
линейке. Цена деления шкал равна 0,1 мм.
В результате обработки серии из 40 измерений эффективного
диаметра зерен пористого тела определено его среднее значение:
4
эф
10
м.
d
−
=
Материал пористого тела неизвестен, однако данные,
полученные путем измерения, схожи с данными по материалам,
применяемым в гель-фильтрации:
5
4
эф
3 10 2 10
м
d
−
−
= ⋅
− ⋅
(
по дан-
ным фирм-изготовителей для сефарозы 4B и материала для гель-
фильтрации) [4].
После определения эффективного диаметра зерна разработана
3
D-модель части рабочего элемента. Из пористого тела выбрана рас-
четная область, соответствующая вырезу сегмента фильтра по цен-
трам смежных зерен (рис. 4).