Олжаев И.Т., Цхе В.К.
Семипалатинский
государственный университет имени Шакарима
ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОВОЙ ПРОНЦАЕМОСТИ ГРАФИТА МАРКИ ГМЗ
Экспериментальное устройство (ЭУ)
Экспериментальное
устройство (ЭУ) для изучения проницаемости графита марки ГМЗ (рисунок 1).
Технические характеристики экспериментального
устройства:
1. Расчетное максимальное статическое давление, кгс/см2
. . . . . . . . 12,6.
2. Расчетная максимальная температура корпуса ампулы,
К .. . …. …800.
3. Рабочая среда - азот (N2), гелий (He), кислород
(О2).
ЭУ представляет собой сварной герметичный
цилиндрический сосуд, состоящий из следующих основных элементов:
- контейнер с днищем;
- крышки;
- графита ГМЗ;
Корпус экспериментального устройства изготовлен из
трубы Æ61´4 мм, с приваренным днищем.
В состав днища входит штуцер для создания инертной среды и измерения
давления во внутренней полости ампулы.
В состав крышки входит термопара, герметично
запаянная в крышку.
Целью испытаний является исследование эффекта
проницаемости и удержания газов в порах графита.
В
процессе испытаний решаются следующие задачи:
- определение коэффициента проницаемости по
результатам сравнительных испытаний;
- экспериментальное определение количества газа,
удерживаемое в порах графита.
Рисунок 1 – Конструктивная
схема экспериментального устройства.
Условия и
порядок проведения испытаний
Наружная температура
воздуха считается постоянной (Тнаруж= 20 оС). Испытания
проводились при различных давлениях и с различной рабочей средой, при смене
рабочей среды обязательно производить вакуумацию ЭУ.
Для подачи рабочих сред
использовалась следующая пневматическая схема представленная на рисунке 2.
МН-1 – мановакууметр; Н 1 – вакуумный насос; ВН-1, ВН-2, ВН-3, ВН-5, ВН-6, ВН-7 – вентиля.
Рисунок 2 - Схема пневматическая
принципиальная
Полученные
результаты
Результаты проведенного эксперимента, для наглядного
сравнения, изображены на рисунках 3 и 4.
При взаимодействии графита и гелия в первый момент работают объемы VЭУ и VДЕ, затем в течение минуты гелий постепенно проникает в графит занимая при
этом свободный объем пор Vпор (рисунок 3). То есть срабатывает
формула 1.
|
VДЕ = VЭУ + Vпор. |
(1) |
где Vпор – объем пор в графите;
VЭУ – паразитный объем в
экспериментальном устройстве;
VДЕ – объем дополнительной
ёмкости.
Рисунок
3
При взаимодействии эбонита и
гелия видно, что эбонит не впитывает гелий. Так как эбонит газонепроницаемый
материал, что подтверждает диаграмма, изображенная на рисунке 4. Процесс переходит в статичный
режим после 8 секунд с момента начала эксперимента, на что в эксперименте с
графитом потребовалось 66 секунд.
Рисунок 4
Выводы
Данный эксперимент свидетельствует о том, что графит
ГМЗ обладает газовой проницаемостью и удерживает газы в порах.
Литература:
1. Виргильев Ю.С. Изменение
свойств графита из кладки первой АЭС в процессе эксплуатации / Ю.С. Виргильев,
Н.Т. Белинская, В.В. Гундоров и др. // Атомная энергия. 1997. - Т. 83. - Вып.
3. - С. 1-3.
2. Гончаров В.В. Действие
облучения на графит ядерных реакторов / В.В. Гончаров, Н.С. Бурдаков, Ю.С.
Виргильев и др. М.: Атомиздат, 1978.-272 с.
3. Виргильев Ю.С.
Пористость и некоторые другие физические свойства конструкционного графита /
Ю.С. Виргильев // Химия тв. топлива. 1973.-№ 5.-С. 102-105.