Жидкофазные капиллярные взаимодействия в процессах подготовки стекольной шихты

• Автор: Фарафонтова, Елена Павловна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ .

1Л Основные этапы изучения капиллярных частиц посредством

жидких прослоек

1.2 Капиллярная устойчивость частиц при окомковании.

1.3 Силы капиллярного притяжения

1.4 Гидродинамическое воздействие жидкости на прослойку.

1.5 Формирование окатышей из увлажненных частиц.

1.6 Влияние влажности на прочность шихты

1.7 Подготовка стекольной шихты.

Выводы, цель и задачи исследований

2 МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
2.1 Методы определения капиллярной и капиллярно
кристаллизационной прочности
2.1.1 Метод определения капиллярной и капиллярнокристаллизационной прочности сцепления частиц через растворы солей
2.1.2 Метод определения капиллярной и капиллярнокристаллизационной прочности сцепления частиц через расплавы солей
2.2 Методы определения концентрационной зависимости
поверхностного натяжения связующих жидкостей
2.2.1 Метод определения поверхностного натяжения растворов
2.2.2 Метод определения поверхностного натяжения расплавов
2.3 Синтез стекол.
2.4 Метод определения температурного коэффициента линейного
расширения стекла.
2.5 Метод определения кристаллизационной способности стекол.
2.6 Метод определения микротвердости
2.7 Рентгеноструктурный анализ
2.8 Метод определения плотности.
3 КАПИЛЛЯРНОКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ПРОЦЕССАХ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ
3.1 Капиллярная прочность контакта шарообразная частица плоскость
3.1.1 Кинетика испарения из капиллярных прослоек дистиллированной воды и водных растворов солей
3.2 Капиллярнокристаллизационная прочность компонентов стекольной
3.2.1 Капиллярнокристаллизационное взаимодействие частиц через прослойки из однокомпонентных растворов.
3.2.2 Капиллярнокристаллизационное взаимодействие частиц через прослойки из двухкомпонентных растворов.
3.2.3 Прочность сцепления через трехкомпонентные растворы.
3.3 Концентрационные зависимости поверхностного натяжения связующих жидкостей.
3.4 Макроструктура кристаллических сростков.
3.5 Поверхностное натяжение расплавов.
3.6 Капиллярное притяжение модельных частиц манжетами силикатных
расплавов.
4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЯВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СИЛ В ПРОЦЕССАХ УПЛОТНЕНИЯ СИЛИКАТНЫХ ШИХТ
4.1 Капиллярное противодействие сегрегации дисперсных материалов
4.1.1 Сравнение капиллярных и гравитационных сил.
4.1.2 Зависимость капиллярной силы от объема жидкости
4Л.З Зависимость силы от расстояния между частицами
4.2 Капиллярногравитационное взаимодействие
4.3 Жидкофазное уплотнение частиц стекольной шихты.
4.4 Привлечение формальной кинетики процессов уплотнения
стекольной шихты.
Выводы.
5 ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ.
5.1 Температурный коэффициент линейного расширения силикатного стекла.
5.2 Рентгеноструктурный анализ.
5.3 Способность стекол к расстекловыванию
5.4 Микротвердость и плотность образцов стекла при разных условиях подготовки шихты.
5.5 Промышленное испытание полученных результатов
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
о поверхностное натяжение Гкап капиллярная сила
кап объемная составляющая капиллярной силы Гкап поверхностная составляющая капиллярной силы Гт сила тяжести Т температура
ТОР, а температурный коэффициент линейного расширения Т температура стеклования Т температура размягчения стекла С концентрация раствора т исходная масса жидкости
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Возможно увлажнение песка до подачи его в смеситель или непосредственное увлажнение шихты в смесителе. При увлажнении песка следует применять подогретую воду С и подавать ее в смеситель под давлением 0,,4 МПа. Вода, образуя мениски, вызывает сцепление частиц шихты. Ранее капиллярные силы применительно к анализу стекловарения не изучались. Ниже нами рассмотрена последовательность изучения природы капиллярных сил и их анализа в разных процессах. Водные жидкие прослойки сохраняются до испарения жидкой фазы. При С возникают эвтектические солевые капельки, которые вызывают формирование капиллярных менисков. При С происходит образование более сложных расплавов с участием силикатов. Практически никакой этап из перечисленных подробно не изучался в грунтоведении, металлургии капиллярные силы изучены более подробно. Исторически сложилось так, что одними из первых обратили внимание на силы капиллярною сцепления частиц грунтоведы. Согласно выводам ранних работ К. Терцаги 3, отрицательные давления, создаваемые капиллярной водой в тончайших коллоидных глинах, достигают и более МПа в желтой осадочной глине оно равно ,1 МПа, в синей морской глине ,9 МПа 3. Поверхностное натяжение менисковой жидкости представляет силу природы, превосходящую все другие усилия, с которыми должен считаться инженер земляных работ . По мнению К. Терцаги, капиллярное сцепление это кажущееся сцепление, так как оно обязано своим существованием воде, связанной физически, а не химически с твердой фазой. Попытка приписать только капиллярному давлению силы связности грунтов не встретила поддержки других исследователей 4. Действительно, еще в г. Б.В. Дерягин показал, что для понимания свойств грубодисперсных систем достаточно опираться на элементарные законы физической механики и частично классическое учение о капиллярности. Поэтому расчет прочности с учетом капиллярных сил оправдан для относительно несложных, грубодисперсных систем, в частности, для песчаников. К этому впоследствии пришел и автор работ 3, 6, 7. Лаиласовский эффект использует и Фрэйсинэ в своих работах по теории бетонов 8. В стекольной технологии анализ прочности увлаженных материалов проводился в работах . Условием образования гранул, брикетов, плиток является закрепление наносимых частиц между собой с помощью жидких менисков. Площадь непосредственного контакта соприкасающихся твердых тел обычно весьма мала, поэтому их молекулярное притяжение также ничтожно мало, вследствие чего без жидкой фазы сухие частицы не соединяются друг с другом. Гак при торкретировании в отсутствие жидкости происходят упругое столкновение и отскок частиц. Рассмотрим особенности капиллярного закрепления отдельных частиц различной формы шарообразной, клиновидной, конической, усеченной, а также между двумя шарами различного радиуса через жидкие прослойки. Эти процессы требуют довольно точного соблюдения технологических параметров влажности, зернистости и др. Адгезионные свойства жидкости зависят от е поверхностного натяжения 7ж. Поверхностное натяжение водных растворов, используемых в качестве связки при компактировании, значительно меньше, чем поверхностное натяжение расплавов, поэтому силы связности наносимых частиц с поверхностью относительно невелики. Сближению и закреплению наносимых зерен при торкретировании способствует также кинетическая энергия подлетающей частицы. Масса частицы обычно выступает разобщающим фактором как во время формирования капиллярного контакта, так и после закрепления частицы. В качестве временных сил, противодействующих конгломерации, могут выступать упругая сила реакции, а также вязкое сопротивление жидкости связки сближению частиц. Пренебрегая деформацией твердых тел, следует обратиться к завершающей стадии закрепления частиц между собой. Рассмотрим изменение энергии межфазных границ при присоединении частиц. Закрепление частицы возможно, если е грань несет капельку жидкости. При малом объме жидкость тонким слоем покрывает часть частицы рисунок 1. В процессе прилипания см. ДС в, отвж с, ажг, 1. ОтвГОтвжСТжгСО, 1.