Науковий вісник НГУ

Спінювання рідкого скла у плоскому капілярі щілинного типу під дією мікрохвильового випромінювання

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2020

Останнє оновлення: 01 січня 2021

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1413

Authors:

Л. І. Солоненко, orcid.org/0000-0003-2092-8044, Одеський національний політехнічний університет, м. Одеса, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Р. В. Усенко, orcid.org/0000-0002-8007-9702, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. В. Дзюбіна, orcid.org/0000-0002-2215-7231, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

К. І. Узлов, orcid.org/0000-0003-0744-9890, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна , e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. І. Реп’ях, orcid.org/0000-0003-0203-4135, Національна металургійна академія України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2020, (6): 034 - 040

https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-6/034

Abstract:

Мета. Встановлення механізму масопереносу при спінюванні рідкого скла у плоскому капілярі щілинного типу під дією мікрохвильового випромінювання

Методика. У дослідженнях використовували содове рідке скло з силікатним модулем 2,8–3,0 і питомою щільністю 1,43–1,46 г/см³. Для додання кольору в рідке скло вводили чорнило червоного кольору. Обробку водних розчинів рідкого скла мікрохвильовим випромінюванням проводили в печі з об’ємом робочої камери 23 літра, при номінальній потужності магнетрону 700 Вт і частотою випромінювання 2450 МГц. Дослідження структури спіненого рідкого скла проводили на оптичному мікроскопі зі збільшенням від 25 до 200 крат. Температуру в мікрохвильовій печі вимірювали за допомогою безконтактного електронного інфрачервоного термометра Temperature AR 320. Визначення маси проводили на електронних вагах із точністю 0,01 г. Спінювання рідкого скла здійснювали у плоскому капілярі щілинного типу товщиною від 30 до 900 мкм, утвореним двома паралельно розташованими один до одному скляними пласти­нами.

Результати. Визначено механізм масопереносу рідкого скла при його спінюванні у плоскому капілярі щілинного типу при нагріванні мікрохвильовим випромінюванням. Встановлено, що перенос рідкого скла в капілярі проходить поетапно за схемою, подібною проходженню ланцюгової реакції. Схема включає: самокапсулювання рідкого скла, обумовлене виникненням на її вільній поверхні оболонки із частково дегідратованого рідкого скла, поява в капсулі парової бульбашки, підвищення парового тиску в капсулі, руйнування оболонки капсули й викид за межі капсули здебільшого незатверділого в ній рідкого скла, повне видалення рідкого скла з капсули та її руйнування під дією підвищеного парового тиску, припинення руху потоку викинутого за межі капсули рідкого скла, його повторне самокапсулювання й т.п. Цей процес повторюється до повного видалення води з оброблюваного рідкого скла. Етапність і певна циклічність виникнення пінної структури в рідкому склі під дією мікрохвильового випромінювання є основною причиною суттєвої нерівномірності дисперсності її пір і газопроникності піни, що утворилася.

Наукова новизна. Уперше розроблено опис механізму масопереносу рідкого скла при його спінюванні у плоскому капілярі щілинного типу при нагріванні мікрохвильовим випромінюванням. Уперше визначено, що обробка натрієвого рідкого скла з силікатним модулем від 2,8 до 3,0 мікрохвильовим випромінюванням дозволяє зменшити вміст води у висушеному рідкому склі до змісту менше 0,1 % по масі.

Практична значимість. Спінювання рідкого скла мікрохвильовим випромінюванням є перспективним процесом з точки зору розробки нових способів і підходів у вирішенні проблеми оптимізації структурування зернистих матеріалів і, зокрема, для виробництва піщаних ливарних форм і стрижнів.

Ключові слова: масопереніс, пар, рідке скло, вода, капіляр, капсула, спінювання, мікрохвильове випромінювання

References.

1. Abdrakhimov, V. Z., Abdrakhimov, E. S., & Abdrakhimov, I. D. (2017). Getting insulating material based in liquid glass and coal conversion wastes generated during coking coal preparation. Ugol – Russian Coal Journal, 4, 64-67. https:// doi.org/10.18796/0041-5790-2017-4-64-67.

2. Siqian Zhang, Yu-Ri Lee, Whan Ahn, & Wha-Seung Ahn (2018). Sodium silicate insulating foam reinforced with acid-treated fly ash. Materials Letters, 218(1), 56-59. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.01.150.

3. Abdrakhimov, E. S. (2019). Use of waste fuel and energy complex – burned rocks and tailings of chromite ore in the production of porous aggregate on the basis of liquid-glass compositions. Ugol – Russian Coal Journal, 7, 67-69. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2019-7-67-69.

4. Kogan, V. E. (2016). Inorganic and organic vitreous foam materials and prospect of environmental cleaning from oil and oil products pollutions. Journal of Miming Institute, 218, 331-337. ISSN 0135-3500.

5. Romero, A. R., Toniolo, N., Boccaccini, A. R., & Bernardo, E. (2019). Glass-Ceramic Foams from «Weak Alkali Activation» and Gel-Casting of Waste Glass. Fly Ash Mixtures. Materials, 12(588), 1-14. https://doi.org/10.3390/ma12040588.

6. Wattanasiriwech, D., Nontachit, S., Manomaivibool, P., & Wattanasiriwech, S. (2019). Foam glass from municipal waste as a lightweight aggregate for cement mortar. IOP Conferens Series: Earth and Environmental Science, 351, 1-6. https://doi.org/10.1088/1755-1315/351/1/012008.

7. Paunescu, L., Dragoescu, M. F., Axinte, S. M., & Sebez, A. C. (2019). Nonconventional technique for producing high mechanical strength glass foam from glass waste. Journal of Engineering Studies and Research, 2, 48-55. https://doi.org/10.29081/jesr.v25i2.320.

8. García-Moreno, F. (2016). Commercial Applications of Metal Foams: Their Properties and Production. Materials, 9(85), 2-27. https://doi.org/10.3390/ma9020085.

9. Ye Li, Xudong Cheng, Wei Cao, Lunlun Gong, Ruifang Zhang, & Heping Zhang (2016). Development of adiabatic foam using sodium silicate modified by boric acid. Journal of Alloys and Compounds, 666, 513-519. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.01.139.

10. Gilyazidinova, N., Rudkovskaya, N., & Santalova, T. (2018). Nature conservation technology for producing slag-foam glass as a structural and thermal insulating material. E3S Web of Conferences, III^rd International Innovative Mining Symposium, 41, 1-7. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184102017.

11. Zhigulina, A., & Mizuriaev, S. (2017).Technology of obtaining thermal insulation material on the basis of liquid glass by a method of low temperature processing. MATEC Web of Conferences, Theoretical Foundation of Civil Engineering, 117, 1-7. https://doi.org/10.1051/matecconf/20171170018.

12. Tkachenko, S. S., Kolodiy, G. A., Znamensky, L. G., & Ermolenko, A. A. (2018). Cold mixture of inorganic binder: status and prospects of development (inorganic vs. organic). Foundry production and metallurgy, 2(91), 16-22. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-2-16-22.

13. Solonenko, L., Prokopovich, I., Repyakh, S., Sukhoi, K., & Dmytrenko, D. (2019). System analysis of modern areas of increasing environmental and sanitary hygienic safety of using cold hardening mixtures in foundry. Odessa Polytechnic University, Proceedings, 1(57), 90-98. ISSN 2076-2429.

14. Solonenko, L. I., Bilyi, O. P., Repiakh, S. I., Kimstach, T. V., & Uzlov, K. I. (2020). Heating rate of granular inorganic materials by microwave radiation. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 37-41. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-2/037.

• < Попередня
• Наступна >