WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

Хинт Йоханнес Александрович «УДАтехнология: проблемы и перспективы» (1981 год, 36 страниц, 5000 экземпляров).

ОБЛОЖКА И. Хинт УДАТЕХНОЛОГИЯ:

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ Таллин, 1981 Специальное конструкторскотехнологическое бюро “Дезинтегратор” И. Хинт УДАтехнология: проблемы и перспективы Таллин “Валгус” 1981 603.08 Х 47 УДК 621.926.47 Оформление А. Ило ХИНТ И.

Х 47 УДАтехнология: проблемы и перспективы. Таллин: Валгус, 1981. – 36 с., ил.

В брошюре, написанной доктором технических наук, лауреатом Ленинской премии И.А. Хинтом, кратко изложены принципы совершенно нового направления в технологии, основанного на активации вещества большой механической энергией в УДАустановках (УДА – универсальный дезинтеграторактиватор). Показаны как основные, так и перспективные области применения УДАтехнологии в народном хозяйстве.

2203000000 Х 30102229 Заказное М902(16)—81 © Специальное конструкторскотехнологическое бюро “Дезинтегратор” РО “Эстколхозстрой”, Выпущено по заказу Специального конструкторскотехнологического бюро “Дезинтегратор” Республиканского объединения “Эстколхозстрой” 1. О четвёртом компоненте технологии На проходивших в 1977 г. в Тартуском государственном университете “Днях физики” были высказаны некоторые соображения относительно современного состояния технологии как науки. Позже эта работа была опубликована / 1 /.

“Мейерс клейнес лексикон” определяет технологию, как науку об использовании достижений естественных наук для развития методов производства сырьевых материалов и их дальнейшей переработки в средства производства и потребительские товары.

В технологических процессах, несмотря на всё их разнообразие, используется в сущности один и тот же феномен осуществление в исходных веществах изменений, приводящих к желаемому конечному результату.

В течение двух последних столетий используются большей частью один, иногда два или три основных компонента технологии изменение температуры и давления [1 Температура и давление, обычно взаимосвязанные в технологических процессах, рассматриваются здесь как один из трёх основных компонентов технологии.], воздействующих на вещества, механическое или химическое диспергирование веществ (последнее называют также растворением) и катализ. Эти три компонента являются основополагающими и в современной технологии, технологии ХХ века.

С 1950 г. начал формироваться новый компонент технологии, который теперь, спустя 30 лет, очевидно, приобретает не меньшее значение, чем предыдущие три. Этот компонент – механическая активация вещества, и в первую очередь активация большой механической энергией.

Человечество использовало три основных компонента технологии задолго до того, как они стали объектами изучения науки, в частности, физики. Вот лишь несколько примеров. Высокие температуры использовались много тысяч лет назад при изготовлении кирпича, извести, различных металлов. Высокие давления уже столетия назад использовались в пушках. Диспергирование пользовались тысячи лет при изготовлении муки из зерна, к нему же прибегали и алхимики всех времён. Вряд ли без расширения технологических требований возникли бы физика и химия, а также прикладные науки. Без науки, в свою очередь, было бы невозможно бурное развитие технологии, особенно в ХХ веке.

Сущность первого основного компонента технологии, природу возникновения высоких температур при горении Антуан Лавуазье, как известно, объяснил в 17751777 гг.

Первые основополагающие принципы диспергирования веществ установили Риттингер и Кикк соответственно в 1867 и 1885 гг.

Относительно же третьего основного компонента технологии – катализа, до сих пор нет единой, признаваемой всеми учёными теории.

Или такой пример. Столетие назад, без науки, чисто экспериментальным путём, выработали знаменитую шведскую сталь, металлургию де как науку создал около 100 лет назад Г. Тамман. Без металлургической науки было бы немыслимо такое развитие практической металлургии, которое позволило человечеству полететь в космос. Видимо, нечто подобное происходит сейчас с четвёртым основным компонентом технологии – механической активацией.

Более 30 лет назад, в 1949 г. было замечено, что при обработке в специально сконструированном дезинтеграторе, где частицы вещества получили 6 быстро следующих друг за другом ударов, при максимальной скорости удара 250 м/сек известковопесчаные смеси приобретают совершенно новые технологические свойства / 2 /. Это явление было обнаружено практически без научного базиса. В физике, химии, а также в соответствующих прикладных науках не было в то время ничего, что дало бы возможность предсказать или объяснить этот феномен. Наука, особенно академическая, не признавала этот феномен и тогда, когда на его основе были изготовлены миллионы кубических метров силикальцита и когда в жилых домах из силикальцита жили уже сотни тысяч людей. То, что физика и химия после открытия механической активации, по меньшей мере, два десятилетия игнорировали этот феномен, вероятно сослужило плохую службу развитию самих этих наук.



После второй мировой войны основное внимание физиков было сосредоточено на проблемах атомного ядра. Силикальцит, механическая активация материалов в более широком плане это не атомная бомба. Они не могли вызвать тогда столь широкий общественный резонанс, чтобы их заметила большая физика. Но, как будет показано ниже, механическая активация, вероятно, уже в ближайшем будущем откроет перед человечеством широчайшие возможности.

2. Об основных проблемах механической активации Ниже приводятся некоторые положения, высказанные на пятом симпозиуме по механоэмиссии и механохимии, состоявшемся в Таллине в 1975 г. / 3 /.

2.1 Диспергирование и механическая активация Диспергирование довольно широко распространено в природе. Так процессы, происходящие в зобу птиц, напоминают действие шаровой мельницы. Высшие позвоночные млекопитающие, пережёвывающие пищу зубами, действуют подобно шнековым дробилкам или вальцам. Человек по мере развития технологии также пришёл к выводу, что для рационального осуществления физикохимических реакций и технологических процессов целесообразно предварительно или в ходе этих процессов диспергировать вещества.

Диспергация твёрдых тел (помол) уже давно превратилась в особую отрасль технологической науки, которая занимается механическими силами, необходимыми для разрушения структуры твёрдых тел, а также исследованием и конструированием рациональных для помола дробилок и мельниц. В начале столетия результаты помола оценивались по изменению гранулометрического состава, а в настоящее время – в основном по увеличению общей поверхности вещества. Качество помольных агрегатов тем выше, чем меньше расход энергии на создание новой поверхности и чем ниже эксплуатационные затраты.

Исследования и промышленная практика показали, что физикохимические и технологические процессы, происходящие в твёрдых веществах или с их участием, в большинстве случаев протекают тем быстрее и полнее, чем больше поверхность участвующего в процессе вещества. Отсюда общее стремление к более тонкому помолу. Так как тонкий помол относительно дорог и требует больших энергетических затрат, то в технологиях выбирают оптимальные значения тонины помола. Образующееся при изготовлении искусственного камня качество структуры материалов требуется также не чрезмерно высокой, а оптимальной тонины.

Лет двадцать назад все без исключения, а в настоящее время – большинство учёных и технологов помола считали и считают, что формирующееся в процессе помола технологическое качество измельченного вещества не зависит от характера процесса измельчения и конструкции помольного агрегата. Считали и считают, что если уж вещество разрушается, то каждая новая открывающаяся поверхность ювенальна и активна. При этом допускаются две основные ошибки: вопервых, предполагают, что при помоле образуется только новая поверхность, а находящиеся под ней слои вещества в течение процесса остаются неизменными, вовторых, считают, что качество самой новой поверхности не изменяется в зависимости от характера механических сил, создающих эту поверхность.

При таком уровне знаний возникла новая отрасль науки—механохимия.

К. Петерс в статье “Механохимическая реакция” приводит в числе прочего обзор истории механохимии, ссылаясь на работы К. Венцеля, В. Оствальда, Г. Таммана, И. Ходвальда и др. Он считает, что К. Хесс, Е. Штойнер и Х. Фромм первыми в 1942 г. выдвинули понятие “механохимии” в том виде, как оно трактуется в последние десятилетия, а именно – как разложение карбонатов, хлоридов и других веществ, происходящее главным образом при обычных процессах помола в шаровых и вибромельницах; образование различных веществ, например, сернистых соединений и силикатов; увеличение растворимости труднорастворяющихся веществ; ускорение химических реакций; усиление каталитических свойств; улучшение физикотехнических свойств искусственных камней и полимеров; понижение температуры, необходимой для реагирования.





Во Фрейберге и Берлине в ходе исследовательских работ по механохимии использовались сверхвысокая тонина и сверхпродолжительное время помола. Так, помол вещества в лабораторной вибромельнице продолжался 200 часов. Фиксирование новых интересных физических, химических, оптических, электрических и других явлений при таком помоле продолжается и в настоящее время.

В ГДР одинаковое по содержанию направление в исследованиях называют иногда трибохимией, иногда механохимией. К. Тиссеном и Г. Хейнике дана модель магмаплазмы, объясняющая механизм механохимических реакций. Общей чертой всех этих исследований является более основательное и лучшее познание физических, химических, оптических, электрических и других явлений, происходящих в процессе помола. Общим является и то, что не обращается принципиального внимания, в каком в каком агрегате достигнута тонина помола. Часто забывают, что производственная практика, используя измельчение, остановилась на грани экономичности. Более тонкий помол отвергнут не изза того, что не создаёт лучших результатов в протекании технологических процессов и свойств производимых веществ, а изза того, что эти лучшие результаты не покрывают расходов на достижение большей тонины. Проведено уже семь симпозиумов в этой области, а в промышленную технологию, за исключением УДАтехнологии, внедрено очень мало. В этом не может быть нелогичности или случайности.

2.2 Направления в рационализации диспергирования Из применяемых агрегатов тонкого помола наиболее распространёнными во всём мире являются шаровые мельницы и аналогичные им мельницы, в которых мире размалывают сырьё, промежуточные продукты технологических процессов, цемент и т.д. Основным направлением в их развитии было увеличение размеров диаметра и длины мельниц. В применяемых в настоящее время гигантских шаровых мельницах новая поверхность вещества достигается с расходом энергии и эксплуатационными затратами на несколько десятков процентов меньшими, чем в мельницах меньших габаритов, использовавшихся полвека назад.

В 19491955 гг., как уже было сказано выше, в Таллине заметили, что песок, обработанный в дезинтеграторе, по сравнению с песком, молотым в шаровой мельнице, придаёт изделиям из известковопесчаных смеси большую прочность. Благодаря совместной обработке известковопесчаных смесей в дезинтеграторе, был получен качественно новый искусственный камень со своеобразной структурой – силикальцит. В ходе исследований удалось разработать методформулу предсказания прочности изделия на сжатие, где помимо количества извести, плотности изделий и режима затвердения, важным фактором является величина новой поверхности песка, образовавшаяся при дезинтегрировании сырьевой смеси (так называемая удельная поверхность песка в смеси). И в Таллине сначала придерживались мнения, что удельная поверхность находящегося в смеси песка имеет универсальное значение, то есть безразлично, в каком агрегате она получена. Дальнейшие исследование и эксперименты заставили отказаться от этой точки зрения.

В 1953 г. провели помол песка до одинаковой удельной поверхности в шаровой мельнице, вибромельнице и дезинтеграторе. Из измельченных песков приготовили в совершенно одинаковых условиях образцы искусственных камней, прочность которых на сжатие оказалась различной. Прочность образцов, приготовленных из песков, молотых в шаровой мельнице и вибромельнице, была примерно одинаковой, а прочность образцов, приготовленных из песков, измельченных до такой же тонины в дезинтеграторе, была на 80% больше.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.