Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Исследование и определение параметров лопастного смесителя нового типа

Аннотация. В работе приведены технические характеристики смесительного аппарата нового типа и принципы его работы. Исследована геометрия потока жидкости, возникающего в баке аппарата во время его работы. Внесены предложения рационализаторского характера. 

Общие сведения. Разработанный смеситель предназначен для приготовления суспензии и красок определенной вязкости, применяемых в различных отраслях народного хозяйства. В данном исследовании мы преследовали цель получения качественных песчано-глинистых смесей для литейного производства.

Качество отливок, получаемых в песчано-глинистых формах, прямо зависит от качества самой смеси, то есть от ее уплотняемости, текучести, податливости и прочности.

Для приготовления формовочной смеси, используемой в литейном производстве, необходимы следующие компоненты:

  • отработанная оборотная смесь ≈ 90 %;
  • песок кварцевый с содержанием природной глины менее 2 % марки 1К016-1К032, для обновления смеси – порядка 3 %;
  • глина огнеупорная бентонитовая, порошкообразная – 3 %;
  • лигносульфанат для повышения прочности смеси – 0,5 %;
  • каменноугольная пыль ПЖ для понижения химического пригара в разделе форма- металл – 0,5 %;
  • асбестовые крошки – 1 %;
  • вода – сверх 100 %, до общей влажности смеси 3,8-4,2 %.

Эти компоненты являются основными составляющими смеси при машинном уплотнении песчано- глинистых форм.

При смешивании глину дают в виде водно-глинистой суспензии, так как раздельная их подача снижает их смешиваемость, т.е. равномерность покрытия суспензией поверхности каждой песчинки ухудшается.

Таким образом, становится очевидным вопрос о получении качественной водно-глинистой суспензии как главного компонента, определяющего прочностные свойства смеси.

Процесс получения глинистой суспензии происходит в смесительных аппаратах, т.е. в аппаратах с перемешивающими устройствами.

Перемешивание представляет собой процесс многократного перемещения частиц текущей среды друг относительно друга во всем объеме аппарата, происходящего под действием импульса, передаваемого среде механической мешалкой. В промышленной практике для перемешивания используют, главным образом, вращающиеся механические мешалки различных конструктивных типов. Следовательно, при необходимости выбора конструктивного типа аппарата с мешалкой возникает вопрос о количественных характеристиках, позволяющих сравнивать различные мешалки. В нашем случае сравнительными числовыми характеристиками будет достижение технологического качества водно-глинистой суспензии, за более короткое время. Это зависит от интенсификации перемешивания потока в аппарате, то есть от турбулизации потока в баке смесителя [1].

Интенсификацию потока можно достичь различными путями, в частности, применением вращающихся механических мешалок различных конструкции. Один из вариантов таких мешалок, как в конструктивном, так и оптимизационном смысле процессов, рассматривается в настоящей работе, (рисунок 1).

Принцип работы данного устройства состоит в следующем: в бак смесителя заливается необходимое количество жидкого компонента суспензии (в нашем случае – вода), мешалку включают и постепенно подают через загрузочную горловину бентонитовую глину. В начальный момент не растворившиеся частицы глины центробежными силами стремятся к периферии, где подхватываются вращающимися на своих осях крыльчатками, а отверстия лопастей, пропуская суспензию через себя, убыстряют процесс смешивания. Вращение крыльчаток осуществляется самопроизвольно, так как при единой для всей системы угловой скорости главного вала, точки лежащие на разных радиусах не могут совершать одинаковый путь. Невозможность этого явления и приводит крыльчатки во вращение вокруг своей оси, в противоположном направлении вращения главного вала.

      

Рисунок 1 – Общий вид смесителя в разрезах 

При перемешивании глины с водой время полного приготовления суспензии зависит от её качественных характеристик. В процессе перемешивания образование сольватных оболочек на поверхности частиц глинистых минералов происходит с такой силой, что молекулы воды, втягиваясь между пакетами строения бентонита, раздвигают их. Это приводит к увеличению объема глины – набуханию [2].

Водяные пленки, образующиеся на поверхности глинистой частицы, способствуют более полному проявлению поверхностных сил сцепления. Наибольшая связанность частиц бентонита наступает при толщине водной пленки 0,8 нм, что приблизительно равно толщине слоя из трех молекул воды. В этом случае связь между частицами воды и глины обусловлена образованием моста, направленного (ориентированного) диполя воды. Такое состояние частиц глины и воды обеспечивает наибольшую прочность формовочной смеси.

Таким образом, под качественной водно-глинистой суспензией понимается её состояние с полным набуханием, с отсутствием наличия твердых частиц глины. Продолжительность протекания этих процессов прямо зависит от интенсификации смешивания, то есть от конструктивных особенностей смешивающего аппарата.

В проектируемом смешивающем аппарате после загружения воды и глины как можно раньше должно наступить начало набухания, а общая продолжительность его быть наименьшей.

Эксперименты, проведенные в лаборатории кафедры «Металлургия» ПГУ им. С. Торайгырова, показали, что таким аппаратом может быть лопастной смеситель со свободно вращающимися перфорированными крыльчатками. Эксперименты проводились под руководством научного консультанта к.т.н., профессора Абдрахманова Е.С. – в два этапа.

На первом этапе крыльчатки смесителя застопорились так, чтобы они представляли собой лопасти обычного смесителя широко применяемого на производстве. Причем к проводам электродвигателя был подсоединен миллиамперметр.

Целью эксперимента являлось определение начала набухания и его продолжительность, обусловленные изменением вязкости в интервале времени, которые фиксирует амперметр по изменению нагрузки в том же интервале времени. Следует отметить, что нас интересовала не количественная, а качественная сторона показании прибора в интервале времени. Результаты эксперимента представлены в виде графика (рисунок 2).

 Зависимость времени перемешивания от изменения силы тока в приводе при застопоренных крыльчатках

Рисунок 2 – Зависимость времени перемешивания от изменения силы тока в приводе при застопоренных крыльчатках 

На втором этапе эксперимента крыльчатки смесителя освободили, чтобы они могли свободно вращаться вокруг своей оси. Эксперимент повторяем заново, как на первом этапе, только с вращающимися перфорированными крыльчатками. Результаты измерения показаны на рисунке 3.

 Зависимость времени перемешивания от изменения силы тока в приводе при вращающихся крыльчатках

Рисунок 3 – Зависимость времени перемешивания от изменения силы тока в приводе при вращающихся крыльчатках 

Как видно, при вращающихся перфорированных крыльчатках заштрихованная площадь будет иметь наименьшее значение и будет смещена влево по оси t, сокращая время приготовления суспензии благодаря конструктивным изменениям смесителя, которые повышают интенсификацию процесса.

Параллельно проводились опыты по определению времени готовности суспензии по следующей методике: Через каждую минуту после начала работы аппарата, снималась проба методом свободной наливки на стеклянные пластинки размерами 400х400 мм [3].

После сушки на них наносились сетки из 9 ячеек с размерами 10х10 мм2 (рисунок 4). Затем, каждая ячейка сетки подвергалась микроисследованию для подсчета количества не растворившихся частиц, с помощью микроскопа МИМ-7. 

 Сеточное исследование нерастворившихся частиц суспензии

Рисунок 4 – Сеточное исследование нерастворившихся частиц суспензии 

Результаты подсчета нерастворенных частиц глины в суспензии, для каждой пробы по времени в 5 экспериментах приведены в таблице 1. 

Таблица 1 – Усредненные значения нерастворенных частиц

 Усредненные значения нерастворенных частиц 

На основании табличных значений экспериментов составлена эмпирическая формула зависимостей.

Методом наименьших квадратов была получена следующая зависимость [4]:

n = - 35 , 8 × l g t + 2 3    (1)

между временем (t) интенсивной работы смесителя и числом (n) нерастворенных частиц в суспензии. На основании эмпирической функции получены интерполяционные значения, которые приведены ниже, в таблице 2.

 Таблица 2 – Интерполяционные значения от t и n

 Интерполяционные значения от t и n

 

Как    видно     из     этой    таблицы,    интерполяционные    значения    достоверно    согласуются   с экспериментальными.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

  1. Сабиров Т.С., Абдрахманов Е.С. Расчет и исследование гидромеханических и гидродинамических характеристик смешивающего аппарата с мешалками. Часть 1 // Наука и техника Казахстана. – – № 1.– 49-58 с.
  2. Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред. – Ленинград: Машиностроение, 1979. – 248 с.
  3. Перри Д.Г. Справочник инженера-химика. Т. – Ленинград: Химия, 1969. – 302 с.
  4. Матвеенко И.В., Бельчук В.С. Реологические основы испытаний формовочных смесей и импульсного уплотнения. – Москва: Ротапринт МАСИ, 1991. – 87 с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.