Химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Теплоизоляционный раствор на основе композиционного вяжущего
Статья научная
В статье приведены результаты исследований по получению теплоизоляционного раствора, полученного измельчением. Синтезированы вяжущие композиции при различных соотношениях цемента и отходов производства перлитового песка в вихревой струйной мельнице при различных режимах измельчения. Изучены особенности процессов измельчения и определены технологические и физико-механические свойства полученных вяжущих композиций. Методом электронной микроскопии исследована микроструктура цементных камней, полученных из активированного портландцемента и вяжущих композиций в вихревой струйной мельнице. Установлено, что открытые поры цементно-вяжущих композиций, приготовленных с использованием перлитовых наполнителей, заполнены новообразованиями и зерна перлита имеют пластинчато-призматическую форму, что отчетливо видно на микрофотографиях. Микроструктура вяжущих композиций имеет плотную структуру за счет рационально подобранного состава, использования эффективного минерального наполнителя, создающего дополнительные подложки для формирования внутренней микроструктуры композита...
Бесплатно
Краткое сообщение
Получение синтетических аналогов природных соединений, в том числе высокомолекулярных, а также изучение процессов формирования их структуры представляет собой актуальную задачу технологии органических веществ. В значительной степени это относится к синтетическим гуминовых веществам - важным продуктам, характеризующимся рострегулирующими, хелатирующими и другими важными свойствами. Простые углеводы и ароматические амины в качестве кислород- и азотсодержащих составляющих в ходе конденсации в этанольных средах дают фракционируемые водой продукты, растворимые фракции которых исследованы в настоящей работе посредством термодеструкции в сочетании с ИК-Фурье спектроскопией. Профиль спектральных полос подтверждает преимущественно алифатическую структуру с высокой степенью функционализации карбоксильными, гидроксильными и аминными группами. По мере термодеструкции выделенных водорастворимых твердых продуктов в интервале температур 100-180 °С в инертной атмосфере происходит снижение интенсивности полос 1030 и 1090 см-1, при этом интенсивность первой полосы падает почти до нуля при 180 °С...
Бесплатно
Термоокислительная деструкция бутадиен-нитрильных каучуков и отходов производства
Статья научная
Исследован процесс термоокислительной деструкции промышленных бутадиен-нитрильных сополимеров марок СКН-18, СКН-26 и некондиционных продуктов. Процесс проведен в ароматических растворителях (толуол или ксилол) под воздействием кислорода воздуха в присутствии аддукта радикального инициатора азодиизобутиронитрила с N-метилпирролидоном. Методом гель-проникающей хроматографии определены среднемассовые молекулярные массы получаемых продуктов и выполнены расчеты молекулярно-массового распределения. Рассмотрено влияние температуры и содержания инициатора на изменение характеристической вязкости растворов образующихся продуктов деструкции в зависимости от времени проведения процесса. На основе сопоставительного анализа параметров деструкции с использованием толуола и ксилола при 80оС и концентрации инициатора 0,8% масс. установлено, что на процесс термоокислительной деструкции с получением низкомолекулярных полимеров молекулярной массой 40·103 тип растворителя и время деструкции практически не влияют. Показано, что в ходе деструкции промышленных каучуков, различающихся содержанием акрилонитрила, процесс протекает с образованием более высокомолекулярных соединений у каучуков с более высоким содержанием звеньев акрилонитрила. При проведении деструкции некондиционного каучука СКН-26СНТ с высокой жёсткостью по Дефо необходимо увеличение концентрации инициатора до 1,1% масс. и температуры. Рассмотрен механизм термоокислительной деструкции исследуемых полимеров. По данным ИК-спектроскопии и химического анализа установлено, что продукты термоокислительной деструкции бутадиен-нитрильных каучуков содержат кислородсодержащие функциональные группы. Таким образом, разработан простой промышленно-доступный способ получения низкомолекулярных бутадиен-нитрильных полимеров на основе каучуков специального назначения и некондиционных продуктов с функциональными гидроксильными, карбоксильными и эпоксидным группами.
Бесплатно
Статья научная
Предложена технология безопасного и энергоэффективного хранения сжиженного углеводородного газа (СУГ) на объектах стратегического назначения. Разработана стратегия управления технологическими параметрами процесса конденсации паров СУГ и регазификации жидкой фазы. Особенность технологии заключается в применении парокомпрессионного теплового насоса как источника альтернативной энергии при стабилизации температурных режимов, предотвращающих потери СУГ и обеспечивающих заданную производительность регазификации при подаче потребителю. Компрессор теплового насоса позволяет обеспечить необходимую степень компрессионного сжатия в рабочем диапазоне температур в конденсаторе теплового насоса, а дросселирование хладагента через терморегулирующий вентиль обеспечивает стабилизацию необходимого давления, соответствующего заданному интервалу значений температур кипения хладагента в испарителе. Регулирование этих параметров в условиях случайных возмущений, обусловленных внешними факторами, создает условия для полной конденсации паров СУГ различного состава, образовавшихся в результате его самоиспарения, а также поддерживает производительность процесса регазификации в области заданных значений независимо от климатической зоны. Предлагаемое автоматическое управление позволит обеспечить точность и надежность управления за счет снижения разброса регулируемых параметров, обеспечить их варьирование в заданном диапазоне, что является существенным резервом интенсификации тепловых процессов при снижении величины пожарного риска и повышении экологической безопасности окружающей среды, в том числе за счет использования безвредного, негорючего, взрывобезопасного хладагента. Использование оперативной информации с объекта управления для регулирования температурных режимов конденсации паров сжиженного углеводородного газа в испарителе и его регазификации в конденсаторе парокомпрессионного теплового насоса в пределах заданных значений создает оптимальные условия хранения и отпуска газа в резервуарах большой вместимости с минимальными энергетическими затратами.
Бесплатно
Технология получения купрата бария-лантана
Краткое сообщение
С помощью глицин-нитратной технологии получены наночастицы сложного оксида купрата бария-лантана, изучены его свойства. Согласно данным рентгенофазового анализа синтезированный образец является однофазным. Сложный оксид имеет структуру перовскита с пространственной группой Pmmm (47). Определены параметры кристаллической решетки, рассчитанные из дифрактограммы. Микроструктура полученных композиций определена с помощью сканирующей электронной микроскопии. Образец имеет пористую пенообразную микроструктуру, состоит из агрегатов, имеющих размер 15-98 нм. С помощью термического анализа было обнаружено, что на протяжении нагрева терялась масса образца (4,19%). Наибольшая потеря массы наблюдалась в интервале 318-372 °С, процесс сопровождался эндотермическим эффектом, что соответствовало потере связанной воды, которая сорбировалась в поры и вошла в структуру сложного оксида. Подтверждена возможность перовскитной слоистой структуры интеркалировать воду и ионы в межслоевое пространство, структура которой представляет собой «нанореактор» для дальнейших химических превращений...
Бесплатно
Технология получения модифицированных нефтесорбентов
Статья научная
Обоснована и экспериментально доказана целесообразность использования природного материала глауконита как основы для производства экологически чистого сорбента с гидрофобными и магнитными свойствами для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов механически и с помощью магнитного поля. Изучен фракционный, элементный и оксидный составы исходного минерала. Исследована структура фракции глауконита 0,045 - 0,1 мм методом просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что поверхность частиц образца неоднородна с большим числом пор и трещин. На основании экспериментальных данных определены оптимальные условия получения и применения порошкового и гранулированного сорбентов на основе глауконита с заданными свойствами, при которых наблюдается высокая степень извлечения (более 90%) нефти с водной и твердой поверхностей. Оптимальная температура получения магнитного нефтяного сорбента составляет 400 °С. Установлены дозы внесения стеариновой кислоты и оксида железа (III), составляющие 5 мас. %, которые обеспечивают гидрофобность и магнитные свойства синтезируемому сорбенту. Высокая степень извлечения нефти (97%) и масла (98%) при использовании сорбента достигается при соотношении его к сорбату 1:10. Для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов предлагается использовать гранулированные ферромагнитные сорбенты, полученные введением в состав модифицированного глауконита карбоксиметилцеллюлозы. Сорбционная способность по нефти и нефтепродуктам гранулированного сорбента увеличивается по сравнению с исходным минералом в 1,2-2,2 раза. Разработаны технологические схемы получения ферромагнитных гидрофобного и гранулированного сорбентов на основе глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов с водной и твердой поверхностей. Синтезированные сорбенты характеризуются высокой эффективностью, низкой себестоимостью, экологичностью.
Бесплатно
Статья научная
Количество используемых во всем мире автомобилей постоянно растёт. В связи с этим, проблема борьбы с загрязнителями атмосферы - выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания приобретает особую актуальность. За прошедшее время автопроизводители внесли много улучшений в конструкцию автомобильного двигателя и топливных систем, чтобы соответствовать требованиям допустимого уровня загрязнения. Одним из лучших решений данной проблемы является использование, так называемого каталитического преобразователя (конвертера) или просто катализатора с высоким содержанием благородных металлов, основная функция которых - это одновременное окисление несгоревших углеводородов и CO, а также восстановление оксидов азота. Было обнаружено, что добавление редкоземельных металлов к Pd, Pt - катализаторам улучшает их свойства и снижает долю благородных металлов в составе катализаторов. В работе представлены результаты исследования комплексообразования в системе Eu3+-лиганд, где лиганд-органическая кислота, фотоколориметрическим и потенциометрическим методами. В системе Eu3+-галловая кислота образуется устойчивый комплекс состава MeLnx - 1:2. В системе Eu3+- щавелевая кислота образуется устойчивый комплекс состава MeLnx - 1:1. В системе Eu3+-валин образуется устойчивый комплекс состава MeLnx - 1:2. Показана новая методика получения комплексных соединений, заключающаяся в добавление в раствор, содержащий растворы соли Eu3+ и органический кислоты, в водно-спиртовой среде, пероксида водорода H2O2 для блокировки восстановления Eu3+→Eu2+. Разработана технология получения автомобильного катализатора, состоящая из последовательных этапов: получение комплексных соединений, нанесение полученных комплексных соединений на керамические блочные матрицы, сушка, нанесение платиновой (палладиевой) кислоты, прокаливание. Наличие иона Eu3+ в керамической матрице доказано методом элементного анализа. Технология может быть применена для решения проблемы загрязнения окружающей среды такими загрязнителями, как выхлопные газы автомобилей, содержащих в своем составе множество вредных веществ.
Бесплатно
Упрочнение покрытия плазменного напыления дисперсной дополнительной фазой карбида титана
Статья научная
На сегодняшний день в России одним из важнейших этапов развития аддитивных газотермических технологий является оптимальный выбор материалов. В частности, в области газотермических методов по нанесению композитных покрытий на поверхности деталей машин передовой и перспективной с точки зрения экономической выгоды и импортозамещения является технология плазменного напыления. В данной работе рассмотрен вопрос получения композитного покрытия с дополнительной дисперсной фазой (карбидом титана). Представлены результаты теоретических и практических исследований по особенностям упрочнения исследуемого композитного покрытия. Представлены расчеты напряжения сдвига согласно теориям Фишера-Харта-Прайя и Орована. Согласно актуальным ГОСТ определена прочность при сдвиге у исследуемого покрытия. По итогу работы исследована структура композитного покрытия из напыляемого материала 76,5% ПР-НХ17СР4+23,5% TiC, а именно: представлена структура напыленного композитного покрытия в оптической и растровой электронной микроскопии. Также проанализирован поперечный шлиф композитного покрытия, и сделаны выводы по природе его формирования. Дефекты нанесенного слоя композитного покрытия в виде трещин, локальных отслоений, крупных пор не обнаружено. Микрошлиф характеризуется высокой плотностью, равномерностью структуры, низкой пористостью, отсутствием трещин и высокой прочностью сцепления покрытия с основой. Составлены рекомендации по возможному использованию материала плазменного напыления (76,5% ПР-НХ17СР4+23,5% TiC), в частности при восстановлении изношенных поверхностей стоек шасси воздушных судов, и приводов рулевых механизмов военной и гражданской авиации. Данные рекомендации обоснованы ввиду высоких значений прочности при сдвиге исследуемого композитного покрытия.
Бесплатно
Упругое проскальзывание в задачах печати под давлением
Статья научная
В полиграфической промышленности наиболее распространенными являются офсетная печать и флексография. Эти виды печати имеют неизбежные искажения репродуцируемого изображения. Постоянное неизбежное искажение происходит из-за проскальзывания упругих поверхностей в полосе контакта во время печатного процесса. В целях решения этой проблемы был проведен натурный эксперимент печати меток регистра по технологии, разработанной и запатентованной компанией Techkon. Эксперимент был направлен на изучение искажений, которые могут возникнуть при соприкосновении формного и офсетного цилиндров. В качестве поверхности формного и офсетного цилиндров печатных машин использовались жёсткая металлическая форма и офсетное резинотканевое полотно, являющиеся текстолитом. В результате эксперимента было обнаружено, что искажение на этих поверхностях вызывает постоянную неизбежную деформацию растровой точки. Для описания этой деформации была применена классическая контактная задача Герца, которая является широко применяемой моделью в области контактной механики. С помощью аппроксимации полученных численных значений было получено простое уравнение. Это уравнение практически полезно для инженерных расчетов, которые могут быть использованы для внесения предыскажений в растрируемый файл оригинала. Это, в свою очередь, позволяет достичь более точного репродецируемого изображения в качестве соответствия цветов, формы и размеров мелких деталей. Это принимает особое значение, когда к продукции предъявляются требования по высокой точности воспроизведения цвета и деталей, чтобы обеспечить их эстетическую привлекательность и функциональность. Высокое качество востребовано при производстве декоративных элементов, таких как обои, ламинат, картины, и защищённой печати - деньги, марки, акцизы.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в производстве эластомеров востребован высокоокисленный технический углерод, поскольку серийный выпускаемый печной технический углерод содержит небольшое количество кислородсодержащих групп. Высокоактивный наполнитель может быть получен модификацией печного технического углерода с использованием сильных окислителей, таких как азотная кислота, озона, перекись водорода и др. Использование эластомерной композиции, полученной жидкофазным совмещением водной дисперсией озонолизированного технического углерода П324 с бутадиен-стирольным каучуком СКС-30АРК на стадии выделения из латекса с использованием ультразвукового воздействия, сокращает продолжительность смешения на стадии изготовления резиновых смесей более, чем 51%. Показано, что вулканизаты на основе эластомекрной композиции, полученной жидкофазным совмещением водной дисперсией озонолизированного технического углерода П324 с каучуком СКС-30АРК на стадии латекса имеют более высокие прочностные показатели в сравнении с вулканизатами,, полученными традиционным «сухим» смешением каучука с печным техническим углеродом П324. Выявлено, что эмульгирующие компоненты латекса, адсорбированные нанодисперсным техническим углеродом, способствуют стабилизации и диспергированию ингредиентов резиновых смесей. Установлено, что исключение из состава резиновых смесей стеарина не только снижает время изготовления резиновых смесей, но и способствует получению вулканизатов с более высокими прочностными показателями, что, по-видимому, указывает на избыточное содержание эмульгирующих агентов в эластомерной композиции. Достижение повышенных физико-механических показателей вулканизатов на основе эластомерной композиции, полученных жидкофазным совмещением водной дисперсией озонолизированного технического углерода П324 с каучуком СКС 30АРК на стадии латекса с использованием ультразвукового воздействия, требует корректировки состава и режимов вулканизации.
Бесплатно
Физико-химические и технологические аспекты разработки ситаллов нового класса
Статья научная
Актуальность исследований обусловлена эффективностью освоения полезных ископаемых Заполярья, которая во многом определяется транспортно-производственной инфраструктурой. Суровые природно-климатические условия Крайнего Севера с преобладанием многолетнемерзлых пород значительно влияют на экономику и экологию территории, для которой стоимость строительных материалов и конструкций доходит сейчас до 70% себестоимости нефти и газа. Освоение Ямала, выход на шельфы арктических морей требуют создания инновационных прорывных технологий добычи нефти и газа, включая строительство искусственных островов и подводных сооружений на шельфе. Такие технологии возможны при наличии современных строительных материалов и конструкций, обладающих многократно большей прочностью, долговечностью, износоустойчивостью, кислотоустойчивостью и другими функциональными параметрами самого широкого спектра для промышленного, транспортного и гражданского строительства. Ситаллы, как свидетельствуют результаты анализа научно-технических и патентных данных, относятся к перспективным материалам в области инноваций для авиационной, ракетной и ракетно-космической техники, а также других отраслей экономики, где требуются металлозамещающие, футеровочные и более сложные конструкции материалов с необычным сочетанием свойств: высокой механической, абразивной устойчивостью, высокими диэлектрическими свойствами и химической стойкостью. В статье представлены результаты создания петроситаллов нового класса «Сикамов» (СКС), начиная с метода расчета и оценки состава шихты, основанного на принципах структурной кристаллохимии с учетом выявленных масштабов изовалентного и гетеровалентного изоморфизма в условиях направленной кристаллизации. Метод обеспечивает высокую скорость кристаллизации, достижение необходимой степени структурной и химической однородности и оптимальных физико-химических свойств материала, в котором кристаллическую фазу образуют твердые растворы пироксенов. Упрощается технологический процесс и уменьшается энергопотребление. Объект исследования - минералого-химический состав шихты, особенности несмесимости исходных стекол и типы механизмов зародышеобразования, полиморфные модификации цепочечных метасиликатов, их связь с наноструктурой стекла и кинетикой ситаллизации.
Бесплатно
Статья научная
Разработан способ получения функционализированных бутадиен-стирольных сополимеров на новой инициирующей системе, представляющей собой модификатор - смешанный натрий-кальциевый алкоголят оксипропилированного анилина, растворенного в ?-метилстироле и н-бутиллитие. Выявлено, что пониженное содержание ионов кальция позволяет получить модификатор без коллоидного тонкодисперсного шлама, который негативно сказывается на эксплуатации оборудования в промышленном производстве каучуков. Высокая инициирующая способность амидов лития обеспечивает высокую конверсию мономеров и достаточную стереорегулирующую активность, обеспечивая содержание 1,2-звеньев бутадиеновой части макроцепи сополимера 66-68% мас. Установлено, что введение реакционно активного соединения на конец «живой» полимерной цепи - четыреххлористого олова, способствует улучшению технологических свойств, оцененных по значениям вязкости по Муни, которые увеличились на 5 ед. На примере опытных образцов резиновых смесей, полимерной основой которых являлись функционализированные бутадиен-стирольные каучуки, показано, что они характеризуются достаточно высокой скоростью вулканизации и по уровню технологических, упруго-прочностных свойств образцы не уступают зарубежному аналогу NS-616, а по сопротивлению истиранию превосходят его на 20%, по сопротивлению разрастания трещин - на 36%. Анализ упруго-гистерезисных характеристик показал, что при использовании в рецептуре резин функционализированного каучука прогнозируется лучшее сцепление со льдом и снежным покрытием по сравнению с образцом на основе NS-616. Показано, что применение функционализированных каучуков вместо серийного мало влияет на потери при качении шин. Отмечено некоторое снижение значений tg ? при 0 °С для резин, изготовленных с применением функционализированных каучуков, что может быть компенсировано регулированием их микроструктуры и требует проведения дополнительных исследований.
Бесплатно
Химические аспекты карбонатного выщелачивания скандия из красных шламов
Статья научная
Красные шламы (КШ) - отходы гидрохимической переработки бокситов по способу Байера, содержат целый ряд редких элементов, таких как галлий, титан, цирконий, редкоземельные элементы и скандий, содержание которого в КШ достигает 130 г/т. В решении проблемы извлечения скандия из КШ выделяют два направления: непосредственное извлечение скандия из КШ, как наиболее ценного и дорогостоящего его компонента, и попутное извлечение при комплексной переработке этого техногенного отхода. Предложенный в Институте химии твердого тела УрО РАН способ карбонатного выщелачивания скандия из КШ в процессе карбонизации щелочного раствора, образующегося при обработке КШ водой, позволяет извлекать не более 20% скандия, что недостаточно для разработки эффективной технологической схемы переработки этого сырья. В настоящей работе рассмотрены особенности химии карбонатного выщелачивания скандия из КШ в гетерогенных системах твердое - жидкость -углекислый газ для разработки условий, способствующих повышению извлечения скандия в растворы выщелачивания...
Бесплатно
Химическое исследование бетаинов, выделенных из послеспиртовой барды
Краткое сообщение
Решение проблемы импортозамещения путем создания отечественных лекарственных препаратов, аналогичных зарубежным по фармакологической эффективности и безопасности, особенно при условии доступности сырья и высокой экономичности целевого продукта, представляет актуальное направление развития фармации. В полной мере это относится к лекарственным препаратам на основе бетаинов, выделение которых впервые предложено из послеспиртовой кукурузной барды - многотоннажного и дешевого вторичного сырьевого материала, получаемого в производственных условиях по традиционным спиртовым технологиям. Способ выделения бетаина гидрохлорида из барды, включающий оригинальные (разделение на жидкую и твердую фазы, удаление углеводов из жидкой фазы, ее нейтрализация) и известные (выделение из жидкой фазы бетаина гидрохлорида, освобожденного от кислоты глутаминовой, гуминов, хлоридов металлов) стадии, позволил достичь большего в 2-4 раза технологического выхода (0,4%). Задачи по установлению аналитических показателей целевого продукта проведены в сравнении со стандартным образцом, полученным из таблеток «Ацидин-пепсин», импортируемых в Россию из Республики Беларусь...
Бесплатно
Численное исследование динамики циклических процессов адсорбционного разделения атмосферного воздуха
Статья научная
Выполнены численные исследования динамики процессов короткоцикловой безнагревной адсорбции (КБА) разделения атмосферного воздуха, а именно: влияния изменения температуры, состава и давления исходной газовой смеси на чистоту, степень извлечения кислорода и производительность короткоцикловой адсорбционной установки в широком диапазоне изменения режимных параметров ее функционирования (давления на выходе компрессора, длительности цикла «адсорбция-десорбция», коэффициента обратного потока, законов изменения во времени степени открытия регулирующих клапанов). Установлено, что изменение режимных параметров и нагрузки по сырью оказывает существенное влияние на степень извлечения и чистоту кислорода. Установлено, что диапазон значений продолжительности стадии адсорбции и давления на выходе компрессора целесообразно ограничить интервалами 39-43 с и 2.7-2.8?105 Па, соответственно. Время выхода установки на периодический стационарный режим в среднем соответствует 20-30 циклам «адсорбция-десорбция»...
Бесплатно
Численный анализ циклического процесса адсорбционного разделения синтез-газа
Статья научная
Проведено численное исследование динамики циклического процесса короткоцикловой безнагревной адсорбции при разделении синтез-газа и концентрировании водорода. Изучено влияние режимных (давления на выходе компрессора и вакуум-насоса, длительности цикла «адсорбция-десорбция», коэффициента обратного потока) и конструктивных (высоты насыпного слоя адсорбента и внутреннего диаметра адсорбера) параметров установки на степень извлечения и чистоту концентрируемого водорода, производительность установки в заданном диапазоне изменения температуры, состав и давление исходной газовой смеси. Установлено, что при уменьшении содержания водорода от 68 до 48 об. % и одновременном увеличении содержания диоксида углерода в исходной газовой смеси от 27 до 47 об. % требуемое значение чистоты водорода на уровне 99.99 об. % может быть достигнуто за счет уменьшения давления на выходе вакуум-насоса от 0,75?105 до 0,5?105 Па. При этом увеличивается длительность стадии адсорбции от 120 до 150 с, а степень извлечения водорода снижается от 55 до 52% вследствие увеличения доли потока, отбираемого на регенерацию адсорбента. Повышение температуры исходной газовой смеси от 293 до 323 К приводит к необходимости уменьшения длительности стадии адсорбции от 148 до 42 с из-за уменьшения равновесных концентраций диоксида и моноксида углерода в адсорбенте.
Бесплатно
Эксергетический анализ технологии получения биодизельного топлива из рапсового масла
Статья научная
Анализ резервов эффективности наиболее перспективных технологий получения биодизельного топлива показал целесообразность реализации технологического цикла в следующей последовательности: сначала переэтерификация растительного масла сверхкритическим спиртом, затем флюидная сверхкритическая СО2-экстракция охлажденной реакционной смеси; ее сепарирование в поле центробежных сил для отделения глицерина от целевого продукта, и далее отделение диоксида углерода газожидкостной сепарацией с получением очищенного биодизельного топлива и возвратом диоксида углерода на стадию экстракции. В соответствии с методологией эксергетического анализа рассмотрено влияние на систему внутренних и внешних энергетических потерь. В суммарное количество внутренних эксергетических потерь, связанных с необратимостью любых реальных процессов, входили потери от конечной разности температур в результате рекуперативного теплообмена между материальными и тепловыми потоками, а также гидравлические потери, обусловленные внезапным увеличением удельного объема теплоносителя при его поступлении из трубопровода в рабочие объемы аппаратов...
Бесплатно
Экспериментальное изучение структуры потоков в тарельчато-насадочных колонных экстракторах
Статья научная
Жидкостная экстракция является широко известным процессом разделения, который в течение многих лет широко используется в химической промышленности, например, при селективной очистке масляных фракций, при очистке сжиженных газов от сероводорода, при получении нефтехимических продуктов, при извлечении металлов, в ядерном синтезе, в пищевой и фармацевтической промышленности. Ведутся постоянные разработки по поиску технических решений по улучшению массообменных процессов. При сочетании применения тарелок и насадок в массообменной колонне возникает рассогласование потоков, что ухудшает гидродинамическую обстановку в разделительной колонне (экстракционной, ректификационной, и т.д.) и возникает большая трудность в стабильном ведении технологического процесса. Задачей исследования является изучение структуры потоков в экстракционной колонне на примере комбинирования тарелок и насадок, так как данные контактные устройства наиболее распространены в промышленности, но применяются, как правило, не в комбинации, а самостоятельно. Их комбинирование может дать дополнительный синергетический эффект. При эксперименте выявлено и графически показано возможность устранения рассогласования потоков и улучшения гидродинамической обстановки в экстракционной колонне путем ввода дополнительного потока в сечение колонны. Исследования будут полезны для разработки новых конструкций колонного оборудования, например, экстракционного. С целью расширения эксперимента на различных гидродинамических режимах предлагается выполнить моделирование эксперимента применением, например, программного пакета Solid Works 2020 и, в частности, одного из его дополнений - Flow Simulation.
Бесплатно
Электропроводящие полимерные композиты на эластичной волокнистой основе
Статья научная
Показана возможность получения электропроводящих композитов нанесением суспензий углерода на волокнистые материалы напылением аэрозоля и методом трафаретной печати, на полиграфическом оборудовании, что обеспечивает высокую производительность. Разработана технология изготовления и исследованы электромеханические свойства слоистых волокнистых композитов на основе трикотажа и дисперсии графита, предназначенных для изготовления датчиков деформации и напряжения, применяемых в «носимой электронике», в робототехнике и медицине. В экспериментальном исследовании показано, что проводящий путь, то есть длина цепочек контактирующих частиц наполнителя уменьшается при деформации растяжения вследствие роста микротрещин в материале. Электросопротивление растущих микротрещин имеет гораздо более высокие значения, чем сопротивление деформируемого пьезорезистивного материала. Трещины могут раскрываться и закрываться различным образом при деформации изгиба, кручения, растяжения и сжатия . Электропроводность волокон и нитей существенно зависит от локализации электропроводящих частиц на их поверхности или в объеме. Расположение электропроводящих цепочек на поверхности или в объеме нитей определяет зависимость электрических свойств композитов от состояния окружающей среды (состав, температура, влажность). Предварительные исследования нитей с электропроводящими компонентами различной химической природы (металлы, соли металлов, углерод в различных аллотропных формах), показывают, что изменение температуры и влажности существенно влияют на удельное сопротивление проводящего волокна. В работе представлены данные по влиянию температуры и влажности на электромеханические свойства эластичных волокнистых композитов с графитом. При растяжении до 15 % калибровочный коэффициент GF снижается в 2 раза при 100% влажности. Установлено различное влияние температуры воздуха в диапазоне 100С÷700С на деформационную и тензочувствительность при циклическом деформировании до 15% и 30%. Наличие двух диапазонов деформационной чувствительности обусловлено различием механизмов удлинения трикотажа за счет распрямления и растяжения нитей. Установлена различная деформационная и тензочувствительность композитов в диапазонах малых и значительных растяжений, при различной температуре и влажности воздуха. Деформационная чувствительность достигает 130, а тензочувствительность 12МПа -1, что на порядок превышает чувствительность к напряжению известных полимерных композитов с различным электропроводящими наполнителями.
Бесплатно
Статья научная
Целью данной работы является повышение физико-химических, деформационно-прочностных свойств и снижение горючести композитов на основе эпоксидной смолы путём введения модификатора полифункционального действия олиго(резорцинфенилфосфата) с концевыми фенильными группами и дисперсных минеральных наполнителей – диорита и хромита. В результате проведенных исследований установлено оптимальное содержание модификатора в составе эпоксидного композиции – 40 масс.ч., обеспечивающее повышение эксплуатационных свойств композитов: в 2 раза возрастает изгибающее напряжение, на 28% повышается прочность при сжатии, в 2 раза возрастает ударная вязкость, при этом незначительно снижается модуль упругости и твердость композитов. Введение модификатора в эпоксидный полимер обеспечивает повышение теплостойкости с 86 до 132–156 °С, а так же увеличение термостойкости композита, что проявляется в смещении начальной температуры основной стадии деструкции в область более высоких температур (с 200 до 230 °С), при этом, также отмечено повышение выхода карбонизованных структур с 40 до 54 %, обеспечивающее уменьшение выделения летучих продуктов пиролиза в газовую фазу, что приводит к снижению горючести эпоксидного композита и проявляется в снижении его потерь массы при поджигании на воздухе с 78 до 4,7% и возрастании кислородного индекса с 19 до 28% объемных, что переводит материал в класс трудновоспламеняемых...
Бесплатно
