Матеріалознавство, газопроникність

Газопроніцаемость- властивість пористих структур пропускати газ при перепаді тисків. Газопроникність залежить від розмірів і виду пір, тому її часто використовують при оцінці рівномірності структури.

Найбільше значення газопроницаемости відповідає розміру пір порядку 20-100 мкм. Явище проникності має місце і при більш низьких значення розміру пір (0,1 мкм і нижче), наприклад, в тонких тріщинах.

Газопроникність вельми чутлива до зміни структури виробів. Так, якщо при деякій зміні структури відкрита пористість змінилася в два рази, то газопроникність змінюється більш ніж в 100 разів.

Оскільки матеріал, як правило, має макро- і мікропори, перенесення газу може відбуватися одночасно вязкостним і молекулярним потоками, які підкоряються, відповідно, законами Пуазейля і Кнудсена.

Для виведення рівняння газопроницаемости пористість матеріалу умовно представляють у вигляді циліндричних каналів однакового перетину, що йдуть паралельно напрямку руху газу. При цьому рівняння Пуазейля набуває такого вигляду:

V = p r4 N A Dp / 8 h l,

де V - об'ємний потік газу в одиницю часу, м3 / с;

r - радіус пір, м;

А - перетин зразка, м2;

N - число каналів на 1 м2, од .;

Dp- різниця тисків газу між входом і виходом з пори, Па;

l - довжина каналу, м;

h - динамічна в'язкість газу, Pа · с.

Рівняння добре відображає процес газопроницаемости, але дуже складно для практичних розрахунків. Тому часто для розрахунку газопроницаемости будівельних виробів і конструкцій використовують спрощену формулу Дарсі, хоча вона описує лише перенесення газу через стінку:

де V - об'ємний або масовий потік газу в одиницю часу м3 / с або кг / с;

Кг - коефіцієнт газопроникності; для об'ємної газопроницаемости, м2 / (Па · с), для масової, кг / (м # 8729; Па · с);

А - площа перерізу потоку, м2;

t - час протікання процесу, с;

d - глибина проникнення газу, м.

Коефіцієнт газопроникності фактично є тією фізичною константою для кожної пористої структури, яка оцінює її здатність за певних умов пропускати газ.

При розрахунку будівельних конструкцій враховують газопроникність структури матеріалів через опір повітропроникності (табл. 3.6)

Опір повітропроникності деяких матеріалів і конструкцій

Матеріал або конструкція