Wydział Górniczy Budownictwo rok III	Ćwiczenie nr 4	Rok akademicki	Data	Ocena
Imię i nazwisko Krzysztof Klatka	Oznaczanie współczynnika gazoprzepuszczalności skał	2001/2002	04/03/2002

1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest oznaczenie gazoprzepuszczalnści skał:

• Przy przepływie gazu w kierunku radialnym

• Przy przepływie gazu w kierunku osiowym

Oraz oznaczenie współczynnika gazoprzepuszczalności próbek skał o dużej porowatości

2. Oznaczenie współczynnika gazoprzepuszczalności przy przepływie w kierunku radialnym

Współczynnik dla takiego rodzaju przepływu należy obliczyć z następującego wzoru:

gdzie:

współczynnik przepuszczalności wyznaczony w przepływie radialnym , mD

lepkość dynamiczna przepływającego gazu dla azotu w temperaturze pomiaru 17°C

Q - natężenie przepływu gazu przez próbkę cm³/s

V- stała objętość w biurecie , V= 100 cm³ z podziałką co 25 cm³

t- czas, w którym błonka mydlana przemieści się w stałej objętości pomiarowej ( tj. pomiędzy kreskami zaznaczonymi na biurecie ) , s

R_Z- promień zewnętrzny próbki skalnej , cm,

R_W- promień kanału wewnętrznego próbki skalnej , cm,
h- długość kanału wewnętrznego , cm

P₁ - ciśnienie gazu w kanale wewnętrznym , at,

P₀ - ciśnienie za próbką ( ciśnienie atmosferyczne ), at

Rodzaj skał	Wapień
Rodzaj gazu	Azot
η- lepkość dynamiczna gazu cP	0,0175
RZ- promień zewnętrzny próbki skalnej , cm	4,05
RW- promień kanału wewnętrznego próbki , cm	0,8
h- długość kanału wewnętrznego , cm	3,1
	1,62
po- ciśnienie atmosferyczne , hPa	1000
p1- ciśnienie atmosferyczne w kanale wewnętrznym	1,3	1,4
V- stała objętość w biurecie cm^3	150	150
Czas przepływu gazu t1 t2 t3 t4 t5	5,4 5,3 4,7 4,5 4,2	3,2 3,5 3,5 3,8 3,7
t- średni czas przepływu gazu , s	4,8	3,5
Q - natężenie przepływu gazu przez próbkę cm^3/s	31,25	42,85
współczynnik gazoprzepuszczalności przy przepływie gazu w kierunku radialnym , mD	0,63	0,45
średni współczynnik gazoprzepuszczalności dla danego rodzaju skały , mD	0,54
wartość w układzie SI, m^2	0,54 * 10^-12

3. Oznaczanie współczynnika gazoprzepuszczalności przy przepływie w kierunku osiowym

Współczynnik dla takiego rodzaju przepływu należy obliczyć z następującego wzoru:

gdzie :

współczynnik przepuszczalności wyznaczony w przepływie osiowym, mD

Q₀- natężenie przepływu gazu przy ciśnieniu atmosferycznym cm³/s

p_0- ciśnienie za próbką ( ciśnienie atmosferyczne ) , at

η- lepkość dynamiczna przepływu gazu

L- długość próbki skały ,cm

p_1- ciśnienie gazu przed próbką , at

s- pole przekroju poprzecznego próbki , cm²

Rodzaj skał	Piaskowiec
Rodzaj gazu	Azot
η- lepkość dynamiczna gazu cP	0,0175
RZ- promień zewnętrzny próbki skalnej , cm	1,4
L - długość próbki skały , cm	4,1
S - powierzchnia przekroju poprzecznego próbki , cm^2	6,15
po- ciśnienie atmosferyczne , hPa	1000
p1- ciśnienie atmosferyczne w kanale wewnętrznym	1,2	1,4
V- stała objętość w biurecie cm^3	100	100
Czas przepływu gazu t1 t2 t3 t4 t5	2,6 2,5 2,3 2,4 2,5	1,9 1,7 1,8 1,9 1,8
t- średni czas przepływu gazu , s	2,46	1,62
Q - natężenie przepływu gazu przez próbkę cm^3/s	40,65	61,72
współczynnik gazoprzepuszczalności przy przepływie gazu w kierunku osiowym, mD	2,15	1,44
średni współczynnik gazoprzepuszczalności dla danego rodzaju skały , mD	1,82
wartość w układzie SI, m^2	1,82*10^-12

4.Obliczanie współczynnika gazoprzepuszczalności dla skał o dużej porowatości .

Współczynnik ten określamy wg następującej zależności :

gdzie:

współczynnik gazoprzepuszczalności przy przepływie gazu w kierunku osiowym, m²

k- wartość odczytana na skali aparatu dla dyszy ∅ 0,5 mm lub ∅ 1,5 mm, m²/Pa*s

η- lepkość dynamiczna powietrza w temperaturze doświadczenia Pa*s

Rodzaj skał	Wapień	Piaskowiec	Szara sól
η- lepkość dynamiczna powietrza Pa*s	17,2*10^-6	17,2*10^-6	17,2*10^-6
k- wartość odczytana na skali aparatu	11*10^-8	27*10^-8	3,5*10^-8
współczynnik gazoprzepuszczalności m^2	1,925*10^-12	4,725*10^-12	6,125*10^-14

5. Wnioski

Współczynnik gazoprzepuszczalności obliczony dla przepływu gazu w kierunku osiowym jest znacznie większy od współczynnika gazoprzepuszczalności obliczonego dla przepływu radialnego Współczynnik gazoprzepuszczalności przy przepływie gazu w kierunku radialnym wynosi k^r_prz = 0,54mD natomiast przy przepływie gazu w kierunku osiowym wynosi k¹_prz = 1,82mD.

Różnica taka oznacza to, że w kierunku osiowym próbka skalna ma większą powierzchnię przekroju poprzecznego porów skały niż w kierunku radialnym .

Dla przepływu gazu w kierunku radialnym różnice wartości współczynnika gazoprzepuszczalności dla dwóch różnych pomiarów w tym samym kierunku wynikają z niedokładności pomiarów i różnicy ciśnienia medium przepuszczanego przez próbkę.

Współczynniki gazoprzepuszczalności obliczone dla przepływu osiowego skał o dużej gazoprzepuszczalności w aparacie LP i LR1 również mieszczą się w wartościach tablicowych. Jednak można zauważyć, że z badanych skał największą gazoprzepuszczalność mają piaskowce. Wynika to z tego, iż skały te mają największą porowatość.

4

---