ООО «Научно-технологический испытательный центр...

Экспериментальные методы оценки проницаемости заготовок из сухого наполнителя, предназначенных для

изготовления конструкций вакуумной инфузией

« - ООО Научно технологический -испытательныйцентрАпАТэК

»Дубна

2

« - ООО Научно технологический испытательныйцентр- »АпАТэК Дубна

Определение характеристик

исходных. материалов

Выбор стратегии

инфузии

Моделировани е процессапропитки

Экспериментал

ьная проверка

Корректировка схемы

пропитки

3

Термины и определения.

• :Проницаемость способность волокнистого армирующего материала пропускать жидкость

.под действием градиента давления• Коэффициент плоскостной

:проницаемости характеризует проницаемость армирующего материала в

.плоскости укладки слоев• :Коэффициент сквозной проницаемости

характеризует проницаемость армирующего материала перпендикулярно плоскости

.укладки слоев• :Пермеаметр прибор для определения

.коэффициента проницаемости наполнителя


4

Сущность методов определения проницаемости.

Измерение массы и времени истечения рабочей жидкости с известной вязкостью через

волокнистый наполнитель под действием установленного перепада

. давления


5

:В общем виде закон Дарси имеет вид

гдеQ(t): скорость фильтрациижидкости ( ³/ )м сk(x): коэффициент проницаемости материала ( ²)м (t): динамическая вязкость жидкости( . )Па сA(x): площадь поперечного сечения материала ( ²)мdp(x,t)/dx: перепад давления в текучейжидкости ( / ) Па м


Закон Дарси

6

гдеР0: давление в начальной точке измерения ( )Па

Р1: давление в конечной точке измерения ( )Па∆x: расстояние между точками измерения давления( )м


Закон Дарси для установившегося режима

фильтрации

7

• , Явления протекающие на границах, ( / раздела наполнитель жидкость и

/ ) наполнитель форма не учитываются

• Вязкость протекающей жидкости не .изменяется во времени

• Наполнитель однороден по всей ( длине образца структура

, )наполнителя объемное содержание

• Поперечное сечение образцапостоянное


Допущения

8

где• Vн: ; объемное содержание волокна

• h: ( );высота рабочей полости м• ρн: плотность испытуемого материала ( / ³);кг м

• mн: ( );масса заготовки материала кг

• b: ширина заготовки материала ( );м• lн: ( ).длина заготовки материала м


Определение объемного содержания волокна

9

Закон сложения

:где• ka : средняя проницаемость пакета ( ²);м

• ki : проницаемость составляющих слоев ( ²);м

• di : толщина составляющих слоев ( );м

• d : суммарная толщина пакета ( ).м


10

Состав установки для определения коэффициента

проницаемости

пермеаметра


системысбора и обработки

экспериментальныхданных

источника давления с контейнеромдля рабочей

жидкости

Экспериментальная установка для определения коэффициента

:проницаемости состоит из

11

Установка для определения коэффициента проницаемости

пермеаметр


система сбора и обработки

экспериментальныхданных

источник давления с контейнером для

рабочейжидкости

12

Типы пермеаметров


Пермеаметр

Установки для определения плоскостной

проницаемости

Установки с линейной

подачей рабочей

жидкости

Установки с точечной

( ) радиальной подачей рабочей

жидкости

Установки для определения

сквознойпроницаемости

13

Плоскостной пермеаметр с центральной точкой подачи

рабочей жидкости Верхняя плита


Точка впрыска рабочей

жидкости

Рабочая полость

Датчики давления

Плоскостной пермеаметр с линейной подачей рабочей

жидкости Верхняя плита

14



жидкости



Сквозной пермеаметр

Верхняя плита

15



жидкости



Сквозной пермеаметр Рабочая полость плоскостногопермеаметра

16


Сотовыйзаполнитель

Перфорированная плита

17

Экспериментальная оценка коэффициентов проницаемости

Определение коэффициента плоскостной:проницаемости

:Объекты исследования Стеклоткань EF 420 Injectex Hexcel .

Углеткань Carbon Injectex GF630 : ( =15 … 45 Рабочаяжидкость раствор глицерина η

· )мПа с

: Определение коэффициента сквозной проницаемости :Объекты исследования

Стеклоткань EQX 1200 Selcom. Углеткань UNIC 600 Selcom.

: ( =60 …. 80 · Рабочаяжидкость раствор глицерина η мПа с)


18

Определение плоскостной проницаемости


Укладка образца стеклонаполнителя в плоскостной пермеаметр

19

Определение сквозной проницаемости


Укладка образца угленаполнителя в сквознойпермеаметр

20

Регистрация параметров эксперимента


График изменения давления и массы отфильтрованной жидкости

Показание датчиков давления

Масса отфильтрованной

жидкости

Время

21

Расчет коэффициента проницаемости


k(i): коэффициент проницаемости для каждого периода измерений( ²)м

P0 ср: ∆tсредние давление в начальной точке измерения за период времени i

( )ПаP1 ср: ∆tсредние давление в конечной точке измерения за период времени i

( ) Па∆x: расстояние между начальной и конечной точками измерения давления ( )мQ: скорость фильтрациижидкости ( ³/ )м с : динамическая вязкостьжидкости ( . )Па сA: площадь поперечного сечения материала ( ²)м

Значение проницаемости испытуемого образца

22

Изменение коэффициента плоскостной проницаемости стеклоткани EF 420 Injectex

Hexcel в зависимости от объемного содержания волокна


23

Изменение коэффициента плоскостной проницаемости углеткани Carbon Injectex GF630

в зависимости от объемного содержания волокна


ООО «Научно-технологический испытательный центр...

Documents