Моделирование процессов механической активации твердых тел на основе макроскопического квантового подхода

• Автор: Алаева, Светлана Станиславна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 107 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОДХОДЫ К ИХ ОПИСАНИЮ.

1.1. Мехаиохнмические процессы и механическая активация твердых тел. .

1.2. Описание процесса механоактивации в рамках единого энергетического подхода

1.3. Примеры практического использования механохимической активации

1.4. Релаксационные явления в активированном материале.

1.5. Применимость информационно энтропийного подхода для описания

процессов в активированном материале.

1.6 Выводы по главе

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АКТИВАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСКРЕТНЫХ ПОДХОДОВ

2.1. Рассмотрение процесса механической активации в рамках макроскопической квантовой теории.
2.2. Моделирование процесса поглощения энергии активированным веществом
2.3. Распределение поглощенной энергии по объему активированного материала
2.4. Исследование процесса релаксации накопленной энергии
2.5. Выводы по главе.
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА В АКТИВИРОВАННОМ ВЕЩЕСТВЕ.
3.1. Влияние поглощенной энергии на коэффициенты переноса
3.2. Кинетика массообменных процессов с участием активированных материалов
3.3. Моделирование процесса массообмена с участием активированной твердой фазы.
3.4 Кинетика процесса диффузии с участием активированного вещества
3.5. Выводы по главе.
4. РАСЧЕТИО ЭКСПЕРИМЕНТ АЛЫ ГЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА С УЧАСТИЕМ АКТИВИРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ
4.1 Экспериментальные исследования влияния активации вещества на кинетику процесса растворения
4.2. Моделирование процесса растворения с участием активированного вещества
4.3. Исследования влияния релаксации накопленной энергии на эффективность диффузионного процесса.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Применение механической активации способствует повышению технико-экономических показателен для действующих в настоящее время производств, а также предполагает выход на более высокий уровень в разработке новых перспективных процессов и аппаратов. Под механической активацией следует понимать изменение свойств веществ и стимулирование физико-химических процессов путем механического воздействия на реагирующую систему. Прежде всег о, это относится к гетерогенным процессам с твердой фазой. Механохимнчсскис процессы и механическая активация твердых тел. Механическая обработка твердых гел, например - измельчение, является весьма распространенной. Долгое время считалось, что природа явлении, происходящих при деформации, трении, изломе твердых веществ - физическая, и подход к оптимизации и управлению этими процессами базировался, в основном, на изучении физических причин и эффектов. Если же речь шла о влиянии предварительной механической обработки на реакционную способность твердых веществ, то также считалось само собой разумеющимся, что все дело в данном случае в увеличении поверхности твердого тела в результате измельчения. Все эти, на первый взгляд, очевидные истины оказались не столь бесспорными, когда были проведены легальные экспериментальные исследования химических процессов, происходящих при механической обработке. Строгий учет изменения реакционной способности твердого вещества и величины его удельной поверхности показал, что во многих случаях в общем обв-еме реакционной способности на долю, связанную с изменением удельной поверхности вещества, приходится не более десяти процентов. Остальной вклад в изменение активности в результате механической обработки вносят изменения кристаллической структуры. Таким образом, мехаиохимическне процессы и механическая активация твердых веществ, с одной стороны, весьма специфичны, а с другой - сложны и . Увеличилось число публикаций, появились монографии, сформировались различные научные школы и направления. Среди отечественных коллективов, внесших наибольший вклад в развитие учения о механоактнвацнн, следует назвать Новосибирскую школу, возглавляемую д. В.В. Болдыревым. Основным научным направлением этой школы являются изучение изменений свойств твердых тел под влиянием механической обработки, прежде всего в неорганических системах, а также разработка энергонанряженных аппаратов для проведения таких процессов (2-9]. Известны работы П. Ю.Бутягина с сотрудниками в области теории механоактнвацнн, Н. К.Баромбойма и Н. С.Еннколопяна, изучающих меха-нохимическис явления в высокомолекулярных соединениях. Среди имеющихся зарубежных публикаций следует указать на труды японских (. Огромный спектр вопросов, возникающих в области механохимии, отражен во множестве работ. Вот некоторые из них. Приведены результаты исследований по оценке влияния параметров внешних воздействии на коэффициент массонереноса с химической реакцией. Найдено, что с увеличением концентрации раствора наблюдается возрастание коэффициента массонереноса. Приведены обобщенные соотношения, учитывающие влияние всех указанных параметров. Изучен массопсрснос между жидкостью и сферическими частицами в проточном аппарате с механическим перемешиванием. Представлены результаты по пространст венному распределению коэффициента массонереноса. Найдено, что применение ультразвуковой кавитации в реагирующих системах ведет к увеличению скорости реакции для некоторых систем. Дан метод решения математической модели химическою реактора, представляющей собой систему нелинейных алгебраических уравнений вила Р(х*)=0. Метод основан на выборе начального приближения в сочетании с континуальным методом. На основе детерминированного и стохастического принципов описания химических процессов получены четыре математические модели для раничения области пространства с одной химической реакцией. Проведен анализ влияния объемных потоков газа, возникающих внутри твердой частицы в результате изменения числа молей газа в ходе химического превращения, на скорость химического взаимодействия в системе газ - твердое тело.