Методы и устройства для контроля характеристик тепло- и массопереноса композиционных материалов

• Автор: Беляев, Павел Серафимович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 537 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ В ОБЛАСТИ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫХ
1.1. Полимерные материалы на основе целлюлозного сырья как
объект исследования
1.1.1. Технология производства изделий из композиционных полимерных материалов на основе производных целлюлозы
1.1.2. Взаимодействие перерабатываемых материалов с низкомолекулярными веществами, математические
модели сорбционного равновесия
1.1.3. Математическое описание процессов тепло- и массопереноса в рассматриваемом классе материалов при "нормальной" диффузии растворителей
1.1.4. Современное состояние в области исследования и математического описания аномальной диффузии в
полимерных материалах
1.2. Современное состояние в области контроля характеристик
тепло- и массопереноса дисперсных материалов
1.2.1. Методы определения теплофизических характеристик
дисперсных материалов
1.2.2. Методы определения диффузионных характеристик
дисперсных материалов в условиях "нормальной" диффузии
1.2.3. Методы определения диффузионных характеристик полимерных Материалов в условиях аномальной диффузии растворителей

1.2.4. Методы комплексного определения характеристик тепло
массопереноса дисперсных материалов
1.3. Современное состояние в области контроля локальных концентраций распределенных в твердой фазе веществ при диффузионных измерениях
1.3.1. Методы измерения локальных концентраций при исследовании диффузионных характеристик дисперсных
систем с пористой структурой
1.3.2. Методы и средства контроля локальных концентраций при исследовании молекулярной диффузии в системах полимер-растворитель
1.4. Постановка задачи исследования
2. ПРИНЦИП ЛОКАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
СОСТОЯНИЯ РАСТВОРИТЕЛЕЙ В ДИСПЕРСНЫХ СРЕДАХ И ЕГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАПРЕДЁЛЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ИХ «НОРМАЛЬНОЙ»
ДИФФУЗИИ
2.1. Физико-химические основы информативных свойств гальванических
преобразователей в области связанного состояния растворителей
2.2. Реализация принципа электрохимического контроля энергии связи
растворителей с твердой фазой при измерении локальных значений их концентрации в анализируемых дисперсных материалах
2.3. Исследование выходной характеристики гальванических преобразователей в условиях неравномерных распределений температуры и концентрации растворителей
2.3.1. Выходная характеристика гальванических преобразователей в условиях неравномерных распределений концентрации растворителей

2.3.2. Анализ влияния неравномерности распределения температуры
на выходную характеристику гальванических преобразователей
2.4. Обеспечение локальности контроля концентрации при использовании гальванических преобразователей
2.5. Выводы по главе
3. МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК
ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА ИССЛЕДУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ НА СТАДИЯХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА С "НОРМАЛЬНОЙ" (ФИКОВСКОЙ) ДИФФУЗИЕЙ РАСТВОРИТЕЛЕЙ
3.1. Теоретическое обоснование предлагаемых методов определения
характеристик тепло- и массопереноса дисперсных сред в зависимости от температуры материала и концентрации распределенных в нем веществ
3.1.1. Математическая модель методов и устройств, базовые соотношения между пространственными и временными переменными
3.1.2. Метод комплексного определения характеристик ТМП дисперсных систем с существенной зависимостью
теплоемкости растворителя от температуры
3.1.3. Метод определения характеристик ТМП дисперсных систем, инвариантных к изменению теплоемкости растворителей
с температурой
3.1.4. О корректности полученных решений
3.2. Оптимизация проектно-конструкторских и технологических решений
в задачах контроля характеристик ТМП
3.2.1. Анализ способов воздействия на объекты контроля
3.2.2. Оптимизация конструкции измерительного устройства для комплексного определения характеристик ТМП дисперсных

линейные плотноупакованные, высокоэластические и стеклообразные сетчатые, рыхлоупакованные в аморфных частях кристаллизующиеся полимеры. Исследуемые КПМ в основном подпадают под последний класс Ш.З полимеров [89, 92].
Сорбционные процессы протекают по ряду различных механизмов, но для полимеров основными являются нижеперечисленные, каждому из которых соответствует свой геометрический образ изотермы сорбции [55, 81, 92-94]:
1. Поверхностная сорбция инертных сорбатов с образованием моно - и поли-молекулярных слоев. При высоком давлении (Р/Р$ > 0,5...0,6) она может сопровождаться процессом капиллярной конденсации в мезопорах.
2. Объемная сорбция малорастворимых газов и паров.
3. Объемная сорбция малополярных паров малополярными сорбентами.
4. Объемная сорбция полярных газов или паров полярными сорбентами, сопровождающаяся процессами сольватации.
5. Сорбция газов и паров в микропорах, размеры которых соизмеримы с размерами сорбируемых молекул. Этот случай сорбции весьма близок к механизмам 2...4, т.к. тоже сопровождается изменением объема полимера при сорбции [55].
Для описания изотерм адсорбции (случай 1) применяются следующие уравнения: изотерма Ленгмюра; уравнение БЭТ (Брунауэра, Эммета, Теллера) [94]; изотерма Фрейндлиха; уравнение Генри и др. [1, 8, 39].
Анализ случаев 2...5 сорбционного равновесия производят с точки зрения термодинамики растворов, что послужило основанием для наименования перечисленных систем - сорбционный раствор.
Для получения количественных аналитических соотношений при описании сорбционного равновесия используют термодинамические, полуэмпирические и эмпирические методы. В области разбавленных растворов используют строгое термодинамическое соотношение - уравнение Генри, согласно которому при любом механизме сорбции начальная часть изотермы должна иметь линейный характер.