GOST 25283-93
GOST 25283-93 (ISO 4022-87) Matériaux frittés perméables. Détermination de la perméabilité des liquides
GOST 25283−93
(ISO 4022-87)
Groupe B59
NORME INTER-ÉTATS
MATÉRIAUX FRITTÉS PERMÉABLES
Détermination de la perméabilité des liquides
Matériaux métalliques frittés perméables. Détermination de la perméabilité aux fluides
OKS 77.160
OKSTU 1790
Date de lancement 1997-01-01
Avant-propos
1 DÉVELOPPÉ par le Comité Technique de Normalisation TC 150 "Métallurgie des Poudres"
INTRODUIT par Gosstandart de Russie
2 ADOPTÉE par le Conseil inter-États pour la normalisation, la métrologie et la certification (procès-verbal N 3-93 du 17 février 1993)
A voté pour accepter :
| Nom d'état | Nom de l'autorité nationale pour la normalisation |
| La République d'Azerbaïdjan | Azgosstandart |
| République d'Arménie | Norme d'état d'armement |
| la République de Biélorussie | Belstandard |
| La République du Kazakhstan | Kazgosstandart |
| République de Moldavie | Moldovstandart |
| Fédération Russe | Gosstandart de Russie |
| Turkménistan | Inspection de l'État du Turkménistan |
| La République d'Ouzbékistan | Uzgosstandart |
| Ukraine | Norme d'État de l'Ukraine |
3 La norme contient le texte intégral authentique de la norme ISO 4022-87 Matériaux frittés, perméables. Détermination de la perméabilité des liquides" avec des exigences supplémentaires reflétant les besoins de l'économie du pays
4 Par décret du Comité de la Fédération de Russie pour la normalisation, la métrologie et la certification du 19 juin 1996 N 382, la norme interétatique
5 AU LIEU DE
1 OBJET ET CHAMP D'APPLICATION
La présente Norme internationale spécifie une méthode de détermination de la perméabilité aux fluides des matériaux métalliques frittés perméables à porosité ouverte ou traversante. Les essais sont effectués dans des conditions telles que la perméabilité des liquides peut être exprimée par les coefficients de perméabilité visqueuse et inertielle (annexe A).
Les matériaux métalliques frittés perméables peuvent être déterminés par la méthode de perméabilité aux gaz.
La présente Norme internationale ne s'applique pas aux éprouvettes longues, creuses, cylindriques et de petit diamètre, pour lesquelles la perte de charge du liquide traversant la cavité du cylindre, comparée à la perte de charge du liquide traversant la paroi, ne peut être négligée (Annexe A ).
Les exigences supplémentaires reflétant les besoins de l'économie du pays sont en italique.
2 RÉFÉRENCES RÉGLEMENTAIRES
Cette norme utilise des références aux normes suivantes :
Étriers GOST 166−89. Caractéristiques
GOST 6507−90 Micromètres. Caractéristiques
GOST 17216−71* Pureté industrielle. Classes de pureté des fluides
______________
* Sur le territoire de la Fédération de Russie,
GOST 18898–89 Produits en poudre. Méthodes de détermination de la masse volumique, de la teneur en huile et de la porosité
3. ESSENCE DE LA MÉTHODE
Faire passer un fluide d'essai de viscosité et de densité connues à travers un spécimen d'essai, mesurer la chute de pression et le débit volumétrique.
Détermination des coefficients de perméabilité visqueuse et inertielle, paramètres d'une formule décrivant la relation entre la perte de charge, le débit volumétrique, la viscosité et la densité du fluide d'essai et les dimensions de l'éprouvette métallique poreuse imprégnée de ce fluide.
Le coefficient de perméabilité visqueuse des matériaux est déterminé dans des conditions d'écoulement laminaire d'un liquide ou d'un gaz, et le coefficient de perméabilité inertielle - avec leur écoulement turbulent.
4 SYMBOLES ET DÉFINITIONS
Les termes utilisés dans la norme sont donnés dans le tableau 1.
Tableau 1 - Termes et définitions
| Terme | Dénomination- nacha- non | Unité rhénium | Définition |
| 1 Perméabilité | - | - | La capacité d'un métal poreux à laisser passer un liquide sous l'influence d'un gradient de pression |
| 2 Zone d'essai | m |
La zone de métal poreux perpendiculaire à la direction d'écoulement du fluide. (Surface active considérée comme faisant partie de la surface de l'échantillon impliquée dans le test) | |
| 3 Épaisseur | m | La taille de l'échantillon d'essai dans le sens de l'écoulement du fluide : a) pour les échantillons plats est égal à leur épaisseur ; b) pour les cylindres creux donnés dans l'équation (7.1.2) | |
| 4 Longueur | m | Longueur du cylindre (photo 2) | |
| 5 Coefficient de perméabilité inertielle | m | Le débit volumétrique avec lequel un fluide par unité de viscosité traverse une unité de surface de métal poreux sous l'influence d'un gradient de pression unitaire, tandis que la résistance à l'écoulement du fluide résulte des pertes de viscosité. Elle ne dépend pas de la quantité de métal poreux considérée. | |
| 6 Coefficient de perméabilité inertielle | m | Le débit volumétrique avec lequel un liquide par unité de densité traverse une unité de surface du métal poreux sous l'influence d'un gradient de pression unitaire, tandis que la résistance à l'écoulement du liquide résulte de pertes pour surmonter l'inertie . Elle ne dépend pas de la quantité de métal poreux considérée. | |
| 7 Débit volumique | m | Le débit d'une masse de fluide divisé par sa densité | |
| 8 Pression d'écoulement d'entrée | Pression d'écoulement devant l'échantillon | ||
| 9 Pression d'écoulement de sortie | N/m | Pression d'écoulement derrière l'échantillon | |
| 10 Moyenne pression | La moitié de la somme des pressions d'entrée et de sortie | ||
| 11 Pression différentielle | N/m | Différence de pression aux surfaces d'entrée et de sortie de l'échantillon | |
| 12 Dégradé | N/m | Chute de pression divisée par l'épaisseur de l'échantillon | |
| 13 vitesses | Mme | Rapport entre le débit volumétrique et la surface d'essai | |
| 14 Densité | kg/m | Densité du liquide pour les essais à des températures et pressions moyennes | |
| 15 Viscosité dynamique | N s/m | Coefficient de viscosité dynamique absolu déterminé par la loi de Newton | |
| 16 Correction de l'instrument (soustraite de la pression différentielle observée) | - | N/m | La différence entre les pressions d'entrée et de sortie aux prises de pression lorsque l'échantillon n'est pas dans le testeur. (La correction varie avec la vitesse d'écoulement à travers l'instrument et augmente avec les effets venturi sur les prises de pression et autres) |
| 17 Température absolue moyenne | À | La moitié de la somme des températures du liquide à l'entrée et à la sortie de l'échantillon |
5 ÉCHANTILLONNAGE
Avant le test, il est nécessaire d'éliminer tout le liquide des pores de l'échantillon à tester à l'aide d'un gaz. L'huile et la graisse doivent être éliminées avec un solvant approprié par extraction. L'échantillon doit être séché avant le test.
5.1 L'échantillonnage est effectué conformément à la documentation réglementaire et technique des produits en poudre.
5.2 Les essais sont effectués sur des échantillons sous forme de disque d'un diamètre de 25 à 100 mm et d'une épaisseur de 0,25 à 10 mm ou d'un parallélépipède, anneau ou cylindre creux (tube) d'une surface active de 5 à 100 cm avec un rapport hauteur/diamètre extérieur ne dépassant pas 2:1. Il est préférable d'utiliser des produits finis (feuilles, bandes, etc.) comme éprouvette s'ils satisfont aux conditions spécifiées.
5.3 Si les produits ne satisfont pas aux exigences du 5.2, des essais sont effectués sur des échantillons obtenus par la technologie de fabrication d'un lot contrôlé de produits et de forme similaire.
5.4 La plus petite surface active de l'éprouvette doit être supérieure à 100 fois et l'épaisseur de l'éprouvette doit être supérieure à 10 fois le diamètre moyen des particules de la poudre à partir de laquelle le matériau de l'éprouvette est fabriqué.
5.5 Il est permis d'usiner les surfaces de l'échantillon le long desquelles le système est scellé, à l'exception de la surface par laquelle pénètre un gaz ou un liquide.
5.6 Les spécimens à tester doivent être complètement saturés de ce liquide immédiatement avant le test.
6 ÉQUIPEMENT
6.1 Équipement
Le choix de l'équipement dépend principalement de la taille, de la forme et des caractéristiques physiques de l'éprouvette à tester.
La présente Norme internationale prévoit l'utilisation de deux types d'instruments pour déterminer la perméabilité aux liquides d'éprouvettes poreuses.
6.1.1 Tête de joint torique pour tester des éprouvettes plates.
Ce type de dispositif d'essai est recommandé pour effectuer des essais non destructifs sur des sections individuelles de feuilles poreuses plates.
La feuille métallique perméable est serrée entre deux paires d'entretoises mobiles. La paire intérieure correspondant à la zone de test a un diamètre moyen . La paire externe, dont le diamètre moyen
, forme un joint torique autour de la zone de test, son étanchéité permet d'éviter les fuites latérales de la zone de test (Figure 1). La largeur du trou formé par les joints toriques de la tête doit être au moins égale à l'épaisseur de la tôle, c'est-à-
diamètre moyen des joints internes ;
- diamètre de la tête ;
est le débit volumique à la pression
;
- Pression atmosphérique ;
- pression à la sortie de l'échantillon après fuite entre les bagues d'étanchéité, elle est fixée égale à
;
Image 1
Les fuites latérales sont minimisées par les joints toriques de la tête grâce à une pression égale dans les chambres intérieure et extérieure. Ceci est réalisé du côté de la surface supérieure de l'échantillon en augmentant autant que possible le passage entre les chambres supérieures (Figure 1). Du côté de la surface inférieure de l'échantillon, après percolation, la chambre intérieure est reliée au débitmètre et est, en règle générale, sous une légère contre-pression, et la chambre extérieure est reliée à l'atmosphère par une vanne d'équilibrage de pression. Cette vanne est conçue pour égaliser la pression dans les chambres intérieure et extérieure. Il est acceptable d'installer une bride entre l'échantillon et le débitmètre afin d'augmenter la contre-pression et ainsi stabiliser le contrôle de la vanne d'équilibrage de pression.
Idéalement, la pression à la surface inférieure de l'échantillon doit être aussi proche que possible de la pression atmosphérique, sans utiliser de restricteur, sauf lorsqu'il est nécessaire d'ajuster la chute de pression à travers le débitmètre.
Pour les joints internes, des bagues d'étanchéité toroïdales (joints toriques) sont recommandées.
Les joints doivent être suffisamment souples pour couvrir toutes les irrégularités de surface et la planéité des métaux poreux. Dans certains cas, il peut être nécessaire de charger les joints intérieur et extérieur séparément pour fournir une étanchéité contre les fuites libres.
Deux joints supérieurs et deux joints inférieurs sont nécessaires. Ils doivent être situés sur la même ligne les uns par rapport aux autres.
6.1.2 Pince pour éprouvettes cylindriques creuses
La perméabilité d'échantillons cylindriques creux peut être commodément mesurée en montant le cylindre symétriquement entre deux surfaces planes de sorte que le liquide pénètre vers l'extérieur à travers les parois du cylindre. Un exemple est illustré à la figure 2. Le débitmètre est placé devant l'échantillon. Lors de la fixation d'un cylindre en métal poreux, des joints suffisamment souples doivent être utilisés pour couvrir toutes les irrégularités de surface et empêcher les fuites libres.
Remarque - Afin de minimiser la correction de l'instrument, la distance doit être aussi petit que possible, et le diamètre
doit être approximativement égal au diamètre
.
Figure 2
6.1.3 Supports pour la fixation d'échantillons (produits) de petites tailles.
La nécessité d'utiliser des supports, dont les schémas sont représentés sur les figures 3 et 4, doit être indiquée dans la documentation réglementaire et technique des produits spécifiques.
1 - échantillon ; 2 - couverture; 3 - joint en caoutchouc; 4 - compactage de la surface latérale de l'échantillon avec un mélange composé de 60% de paraffine et de 40% de colophane, de résine synthétique ou d'un autre scellant ; 5 - bases ; 6 - canaux d'un diamètre de 1,5 à 2,0 mm pour drainer du gaz ou du liquide dans le manomètre; 7 - canaux d'alimentation et de décharge de liquide ou de gaz
figure 3
1 - échantillon ; 2 - couverture; 3 - douille en caoutchouc; 4 - base; 5 - canaux d'un diamètre de 1,5 à 2 mm pour drainer du gaz ou du liquide dans le manomètre; 6 - canaux pour fournir et décharger du gaz ou du liquide
Figure 4
6.2 Fluides d'essai
Dans la plupart des cas, les gaz sont plus pratiques à tester que les liquides (annexe B).
Les gaz d'essai doivent être propres et secs.
Par accord entre les parties intéressées, la perméabilité peut être déterminée, si nécessaire, à l'aide d'un fluide spécifique. Le liquide doit être propre et exempt de gaz dissous.
La classe de pureté du liquide de test ( GOST 17216 ) doit être spécifiée dans la documentation réglementaire et technique du matériau (produit).
6.3 Installation pour déterminer le coefficient de perméabilité visqueuse des liquides et des gaz, dont le schéma est illustré au dessin 5. L'installation est utilisée uniquement dans des conditions d'écoulement laminaire de liquides et de gaz.
1 - bouteille de gaz comprimé; 2 - soupape de réduction de pression ; 3 - filtre pour la purification des gaz ; 4 - sèche-linge ; 5 - monostat pour l'équilibrage de pression ; 6 - vanne pour un réglage fin de l'alimentation en gaz; 7, 9, 11, 13, 14, 15, 20, 21, 24, 26, 28, 29, 30 - vannes d'alimentation en gaz et liquide ; 10 et 12 - manomètres à eau avec une limite de mesure supérieure de 3 kPa et une erreur ne dépassant pas 10 Pa; 22, 27 - manomètres à mercure avec une limite de mesure supérieure de 40 kPa (des manomètres de référence peuvent être utilisés à la place des manomètres à eau et à mercure); 16, 17, 18, 31, 32, 33 - rotamètres ou autres débitmètres avec une erreur de mesure ne dépassant pas 1%; 8, 25 - supports pour fixer des échantillons; 19, 34 - thermomètres pour mesurer la température d'un liquide ou d'un gaz avec une erreur ne dépassant pas 0,5 ° C; 23 Réservoir de liquide d'essai exempt de bulles de gaz d'absorption et de contamination par des particules étrangères ou d'autres liquides
Figure 5
6.4 Pied à coulisse avec une erreur de mesure ne dépassant pas 0,05 mm selon
6.5 Micromètre selon
6.6 Manomètre pour déterminer la pression atmosphérique avec une erreur de mesure ne dépassant pas 1 %.
6.7 Thermomètre pour déterminer la température ambiante avec une erreur de mesure ne dépassant pas 0,5 °C.
7 PROCÉDURE D'ESSAI
7.1 Mesurage de l'épaisseur et de la surface de l'éprouvette
7.1.1 Éprouvettes plates
La taille des mâchoires du micromètre ne doit pas être supérieure à la taille des irrégularités de surface ni inférieure à la taille des pores.
La zone d'essai est déterminée dans la direction perpendiculaire à l'écoulement du liquide, tandis que le gradient de pression doit être constant.
7.1.2 Éprouvettes cylindriques creuses
Épaisseur et zone d'essai
pour les cylindres creux (Figure 2) est calculé par les formules :
où 
Si l'épaisseur du mur 
, par exemple moins de 0,1
, alors l'épaisseur
et zone d'essai
déterminé par les formules :
7.2 Mesure de la pression différentielle
L'étanchéité de l'installation (équipement) utilisée pour l'essai doit être vérifiée.
Les installations (Figure 5) sont contrôlées pour leur étanchéité sous une pression de 7 à 8 kPa.
La pression différentielle peut être déterminée en mesurant la pression à l'entrée et à la sortie de l'échantillon séparément ou avec un manomètre différentiel.
Une correction de l'instrument est obtenue lorsque l'échantillon n'est pas dans l'instrument en observant une chute de pression en dehors de la plage de débit requise. La correction de l'instrument ne doit pas dépasser la pression différentielle de plus de 10 % (tableau 1).
7.3 Mesure du débit
Le débit de fluide est de préférence mesuré avec un étalon primaire. Le débit doit être ajusté à la pression et à la température moyennes de l'échantillon. Plus pratique à utiliser est un débitmètre standard (préalablement calibré par rapport à un standard primaire).
7.4 Mesurage des pressions et des températures
Il est nécessaire de mesurer la pression et la température au niveau du débitmètre et de l'échantillon d'essai afin de corriger la lecture du débitmètre, de calculer le débit moyen à travers l'échantillon d'essai et de déterminer la densité et la viscosité du fluide d'essai.
Les essais sont effectués à température ambiante (22 ± 5) °C. L'équipement doit être isolé des sources de chaleur.
7.5 Séquence des opérations de détermination de la perméabilité des gaz dans des conditions d'écoulement laminaire.
Les vannes 2, 6, 7, 13, 14, 15, 20 sont fermées Les vannes 2, 7, 13 sont ouvertes et, en ajustant la vanne 6, le gaz est fourni au support 8 avec l'échantillon, augmentant progressivement la chute de pression 
) par le rotamètre 16. En même temps, la pression et la température du gaz traversant le rotamètre sont enregistrées respectivement par le manomètre 12 et le thermomètre 19. Lorsque la limite de mesure du débit de gaz par le rotamètre 16 est atteinte, la vanne 14 est ouverte et la vanne 13 est fermée.La mesure est effectuée par le rotamètre 17. Lors du passage au rotamètre 18, la vanne 15 est ouverte et la vanne 14 est fermée.
Les rotamètres (débitmètres) doivent être calibrés pour la pression et la température.
Retirez l'échantillon du support 8 et mesurez la chute de pression à travers le support sans échantillon 
) obtenus lors de l'essai de l'échantillon, fonctionnant avec des grues, comme lors de l'essai de l'échantillon. Enregistrer le débit de gaz en fonction des lectures des rotamètres (
), chute de pression de gaz à travers le porte-échantillon
________________
* Correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.
La chute de pression sur les surfaces d'entrée et de sortie de l'échantillon ( ), N/m
, calculé pour chaque valeur
où 
et
en l'absence de l'échantillon à tester dans le dispositif (support).
7.6 Séquence des opérations de détermination de la perméabilité des liquides dans des conditions d'écoulement laminaire
Comme pour les gaz, des essais sont effectués sur l'installation (dessin 5). Les vannes 2, 6, 7, 20, 24, 28, 29, 30 sont fermées et l'échantillon est placé dans le support 25. Ensuite, les vannes 28, 24, 20, 2 sont ouvertes. En modifiant la pression dans le système au hasard avec la vanne 6, à partir de 1000 Pa et en terminant au maximum la valeur autorisée par le manomètre 22, modifier les pertes de charge 
) à la pression différentielle réglée
7.7 Les essais lors de la détermination de la perméabilité des gaz et des liquides dans des conditions autres que l'écoulement laminaire doivent être spécifiés dans la documentation réglementaire et technique d'un produit particulier.
8 TRAITEMENT DES RÉSULTATS
8.1 Vitesse moyenne du courant
Relevés du débitmètre correct, s'il est utilisé non calibré, pour les valeurs de pression et de température en utilisant le facteur de correction du débitmètre
fixé par le fabricant. Lecture corrigée du débitmètre
trouvé à partir de l'équation
Apporter la lecture corrigée du débitmètre à la vitesse d'écoulement moyenne
dans l'éprouvette poreuse, appliquer la correction
. La correction est calculée à partir de l'équation de la loi des gaz
Le débit moyen sera alors
Pour entrer des données dans le tableau, un facteur de correction généralisé est utilisé
pour obtenir la vitesse d'écoulement moyenne 
Lors de l'utilisation de gaz d'essai, la vitesse d'écoulement moyenne dans M
/s dans l'éprouvette poreuse est calculé par la formule
où — relevés corrigés du débitmètre, m
/Avec;
— pression de sortie (Figure 1,
;
- la moitié de la somme des températures des gaz à la sortie de l'échantillon et à sa sortie (Figures 1−4,
- la moitié de la somme des pressions à l'entrée et à la sortie ou aux surfaces d'entrée et de sortie de l'échantillon pour essai
(Figures 1 et 7.5, 
figures 2 à 4, 
;
- température du gaz à la sortie de l'échantillon (dessin 1) ou à son entrée (Figures 2−4), K.
Pour obtenir le débit moyen de fluide dans les valeurs de l'échantillon de test
, lui correspondant, est corrigée d'une température égale à la moitié de la somme des températures du liquide à l'entrée de la prise d'essai et à la sortie.
Vitesses moyennes du courant doit être trouvé pour toutes les chutes de pression
calculé en
7.5 et 7.6.
8.2 Densité et viscosité moyennes
La pression moyenne et la température absolue moyenne de l'échantillon d'essai donneront des densités et des viscosités moyennes basées sur des données publiées.
La valeur de la viscosité et de la densité des gaz et des liquides est prise selon les tableaux des constantes physiques.
8.3 Calcul des résultats
Les coefficients de perméabilité visqueuse et inertielle sont déterminés par des mesures simultanées de la vitesse d'écoulement et de la perte de charge. Le nombre de mesures de vitesse du courant doit être d'au moins cinq. Elles doivent être uniformément réparties sur toute la plage des valeurs de vitesse du courant, la plus grande mesure étant au moins dix fois la plus petite.
Les résultats sont analysés selon l'équation
(Annexe A, Équation A.2).
Cette équation peut être réécrite comme 
où 
Valeurs et
calculée pour chaque niveau de perte de charge et de vitesse d'écoulement. Valeurs pertinentes
et
appliquée sur du papier millimétré et tracez une ligne droite qui relie de manière optimale ces points.
A l'intersection de cette droite avec l'axe déterminer la perméabilité visqueuse inverse
La tangente de la pente de cette droite donne l'inverse de la perméabilité inertielle 
En cas de difficulté, une ligne droite doit être déterminée par la méthode des moindres carrés.
NOTE Lors de la mesure du flux laminaire, seul le coefficient de perméabilité visqueuse est déterminé (voir Annexe A).
8.4 Présentation du résultat
Le coefficient de perméabilité visqueuse s'écrit en 10 m
(1µm
), et le coefficient de perméabilité inertielle de 10
m (1 µm) avec une précision de ±5% par rapport à leur valeur.
La procédure d'arrondi des résultats du calcul des coefficients de perméabilité doit être précisée dans la documentation réglementaire et technique d'un produit spécifique.
Remarque - L'unité de mesure du coefficient de perméabilité visqueuse (µm ) est parfois appelé un darcy.
9 RAPPORT D'ESSAI
Le rapport d'essai doit inclure les informations suivantes :
a) une référence à cette norme ;
b) tous les détails nécessaires pour identifier l'éprouvette ;
c) le type d'équipement utilisé ;
d) le liquide utilisé pour l'essai ;
e) le résultat obtenu ;
f) toutes les opérations non spécifiées dans la présente norme ou considérées comme facultatives ;
g) les facteurs aléatoires qui pourraient affecter le résultat.
ANNEXE A (obligatoire). ÉCOULEMENT DE LIQUIDE À TRAVERS DES MATÉRIAUX POREUX
ANNEXE A
(obligatoire)
A.1 Ecoulement visqueux
La formule empirique de l'écoulement des liquides à travers les matériaux poreux a d'abord été dérivée par Darcy sur la base de données expérimentales avec de l'eau. Il établit une dépendance proportionnelle de la chute de pression par unité d'épaisseur sur la vitesse d'écoulement par unité de surface et la viscosité. Il peut être écrit sous la forme
dans ce cas, des pertes se produisent à la suite d'un changement de viscosité.
A.2 Écoulement visqueux et inertiel
En réalité, l'écoulement de liquide et de gaz à travers des matériaux poreux implique plusieurs mécanismes, dont beaucoup peuvent se produire simultanément. L'expérience montre que dans la plupart des cas, lorsque des liquides et des gaz traversent des matériaux poreux, en règle générale, seuls trois mécanismes fonctionnent. Il s'agit d'un écoulement visqueux, inertiel et glissant. L'écoulement inertiel s'accompagne d'une perte d'énergie du fait des changements de sens d'écoulement du fluide lors du passage dans les pores tortueux et de l'apparition de phénomènes de turbulence locale dans les pores. En l'absence d'écoulement glissant, les pertes inertielles ont été combinées par Forschheimer avec les pertes en écoulement visqueux selon Darcy et sont représentées par l'équation
qui est utilisé dans cette norme (8.3). Cependant, à faible débit 
A.3 Courant glissant
L'équation (A.1) suppose que la taille des pores est supérieure au libre parcours moyen des molécules de gaz d'essai. Elle ne s'applique pas aux très petits pores et aux gaz à pression réduite ou à haute température. Un écoulement glissant se produit si le libre parcours moyen des molécules et la taille des pores du métal sont du même ordre de grandeur. En présence d'écoulement glissant, le métal poreux a une plus grande perméabilité qu'en son absence. Puisqu'il n'y a généralement pas de pertes inertielles en présence d'un écoulement glissant, l'équation (A.2) peut s'écrire sous la forme
où est le coefficient de perméabilité en présence d'un écoulement glissant.
Trouver une correction pour le courant de glissement
où est la perméabilité visqueuse observée en présence d'un écoulement glissant ;
est le coefficient de perméabilité visqueuse vraie ;
est le multiplicateur de Klinkenberg, qui est constant pour un gaz et un matériau poreux donnés et a la dimension de la pression.
Connection entre et
peut être représenté comme
Ainsi, en mesurant sur toute la plage de pressions différentes (c'est-à-dire
et
), créer une dépendance
de
La pente de cette droite est égale à . Le point d'intersection de cette droite avec l'axe
donne une perméabilité visqueuse
.
Multiplicateur de Klinkenberg augmente avec la diminution de la taille des pores, la diminution du poids moléculaire relatif et l'augmentation de la température et de la viscosité du gaz.
A.4 Effets de mur et de bord
L'équation (A.2) pour l'écoulement des liquides est applicable si la porosité est uniforme et uniforme, mais en réalité il y a une inhomogénéité à la surface de l'éprouvette. Deux cas sont envisagés :
effet de paroi pour les éprouvettes dont les bords sont scellés dans le récipient ;
effet de bord sur les surfaces de sortie et d'entrée de tous les échantillons testés.
Pour les matériaux granulaires, l'effet de paroi est généralement ignoré si le diamètre de l'éprouvette est au moins 100 fois supérieur au diamètre des particules métalliques poreuses. Si le diamètre de l'échantillon d'essai est d'environ 40 diamètres de particules, l'erreur est inférieure à 5 %.
Les effets de bord peuvent être négligés lorsque l'épaisseur de l'échantillon d'essai est d'au moins 10 diamètres des particules qui composent le métal poreux. Tout comme dans le cas de l'effet de paroi, l'effet de bord dépend de la différence entre la porosité de surface et la porosité interne.
A.5 Longs tubes métalliques poreux
L'équation (A.2), le calcul de la surface et de l'épaisseur (7.1.2) et la variation de la chute de pression (7.2) supposent que la pression d'entrée est la même dans tout l'échantillon. Des écarts sont possibles pour les tubes longs avec de petits trous. Pour établir que l'erreur causée par la chute de pression du fluide sur toute la longueur de l'axe du tube est inférieure à 5 %, l'une des méthodes suivantes peut être utilisée :
a) déplacer la seconde prise de pression vers l'extrémité la plus éloignée de l'entrée de fluide et comparer sa lecture avec celle obtenue à la prise de pression située à l'entrée de fluide ;
b) bloquer le tube d'une extrémité environ dans la moitié de la zone. La perméabilité du tube occlus est mesurée avec la partie non occluse du tube aussi proche que possible ou aussi loin que possible de l'extrémité de l'entrée de fluide. Comparez les deux indicateurs de perméabilité.
ANNEXE B (obligatoire). LIQUIDES D'ESSAI
APPENDICE B
(obligatoire)
Dans la plupart des cas, il est plus pratique d'utiliser des gaz que des liquides. Les difficultés qui surviennent lors de l'utilisation de liquides sont les suivantes:
il est difficile d'éliminer toutes les particules solides qui peuvent pénétrer dans les pores du métal poreux et modifier ainsi la perméabilité ;
des gaz dissous peuvent être libérés dans les pores, provoquant le phénomène de « blocage des gaz »,
la charge hydrostatique du liquide peut entraîner des difficultés supplémentaires dans la mesure de la pression différentielle ;
les liquides sont plus chers et peu pratiques à utiliser;
certains métaux peuvent entrer dans une réaction d'adsorption avec certains liquides, à la suite de quoi la taille des pores diminue;
du fait des effets de capillarité et d'activité de surface, le degré de mouillage de la surface du matériau poreux peut affecter la perméabilité observée, notamment dans le cas de métaux poreux à petites tailles de pores.
Dans de rares cas, des liquides sont utilisés si une détermination de perméabilité avec un liquide particulier est requise. Si le fluide spécifié est un fluide newtonien, les conditions suivantes doivent être remplies :
le liquide ne doit pas contenir de particules solides et de gaz dissous ;
l'ensemble du métal poreux doit être imprégné de liquide, la formation de bulles de gaz sur les surfaces et dans les pores de l'échantillon à tester à partir du métal poreux n'est pas autorisée.
Lorsque les pores sont grands, les résultats de perméabilité obtenus avec les gaz et les liquides tendent à être les mêmes. Par conséquent, il est préférable d'utiliser des gaz que des liquides.
Dans le cas des gaz, la probabilité de pertes inertielles augmente et il est donc recommandé d'utiliser l'équation (A.2) de l'Annexe A.
