разное

Взаимосвязь между параметрами получения пеяостекла и его свойствами [4]

Представляется целесообразным на одном наиболее ха­рактерном составе пенообразующей смеси показать с помощью метода полного факторного эксперимента [182] количествен­ную взаимосвязь в системе режим — свойства, что позволит более точно определить направление действия каждого из них в многофакторной системе.

Для определения взаимосвязи режим — свойства была по­ставлена задача найти интерполяционные уравнения, опреде­ляющие зависимость объемной массы, водонасыщения и ме­ханической прочности пеностекла от основных параметров его получения: концентрации углерода в смеси, ее дисперсности, температуры и продолжительности процесса вспенивания. Данные четыре параметра приняты в качестве факторов варьи­рования в эксперименте, который был проведен по матрице дробного линейного плана типа 24-1 [182]. Значения условий эксперимента приведены в табл. 21.

Эксперимент был проведен в заводских условиях Опытно - экспериментального завода НИИСМ. В качестве исходных компонентов смеси приняли стекло 12 (0,30% S03) и газовую сажу. Вспенивание проводили в электропечи в формах разме­ром 200Х200ХІ70 мм, навеска смеси 0,75 кг. Свойства пено­стекла изучали на образцах-кубиках с размером ребра 70 мм.

При выборе пределов варьирования переменных исходили из технологических соображений, условий проведения экспери­мента, а также данных, полученных при исследовании процес­са пенообразования з нейтральной среде. Для каждой из вось-

Условия изменения переменных при исследовании зависимости режим—свойства

Переменные

Код

Осйовной уро­вень Х„ 1

Интервал варьи­рования АХ£

Нижний уровень «—1»

Верхний уровень

«4-і»

Концентрация углерода в пенообразующей

0,25

0,15

0,35

Смеси, %

Xi

0,1

Удельная поверхность смеси, см2[г

5500

1000

4500

6500

Продолжительность вспенивания, мин

30

10

20

40

Температура вспенивания, °С

820

40

780

860

Ми строк плана-матрицы проведены два параллельных опыта, по результатам которых найдены средние значения выходов эксперимента. Характеристика структуры полученных образ­цов приведена на рис. 4.16. По данным исследования структу­ры некоторых образцов приведены дифференциальные кривые их пористости (рис. 4.17).

Значения коэффициентов реГреССИИ переМеННЫХ И ОКрит (^-критерий) приняли исходя из 0,05 уровня значимости.

Учитывая значимые коэффициенты регрессии, исследуемые свойства пеностекла можно представить следующими интерпо­ляционными уравнениями:

7 = 252,6 +25,1*!— 31,9х2 — 46,6х3-

- 17,6x4- 24,4%^, (4.45) W= 2,59 + 0,59*! - 0,76х2 + 1,16х3 —

- 0,77x^2 - 0,36х2хя, (4.46) Ясж = 20,79 — 2,69хг + 1,31х2 - 9,09х3 -

- 3,09х4 + З. ОЭх^. (4.47)

Не включенные в данные уравнения члены, связанные с эф­фектами высших порядков и остальными взаимодействиями, могут быть опущены, так как разность (уо—Ь0) для каждого из исследуемых свойств оказалась незначимой, т. е. (у0—Ь0) <; <ЬКрит - Проверка уравнений по /''-критерию показала их адек­ватность опытным данным.

По полученным уравнениям (4.45) — (4.47) в зоне экспери­мента построены изолинии свойств пеностекла, что облегчило практическое использование моделей вспенивания (рис. 4.18).

Взаимосвязь между параметрами получения пеяостекла и его свойствами [4]

Рис. 4.16. Структура пеностекла в зависимости от техноло­гического режима его получения, Х2

Объемная масса, водонасыщение и механическая прочность пеностекла показаны в зависимости от концентрации углерода в смеси и дисперсности стекла при постоянных температуре и продолжительности процесса, которым придавали максималь­ное (860 °С, 40 мин (рис. 4.18, а)), среднее (820 °С, 30 мин (рис. 4.18,6)) и минимальное (780° С, 20 мин (рис. 4.18, в)) значения.

Как показано на рис. 4.18, при каждом из заданных темпе - ратурно-временных параметров объемная масса пеностекла

Описывается одинаковыми по характеру изолиниями и числен­ные ее пределы изменяются в равном интервале вследствие отсутствия в уравнении (4.45) парных эффектов дисперсности стекла и концентрации углерода с температурой и выдержкой процесса.

Наиболее низкая объемная масса пеностекла (160— 260 кг/м3) получена при максимальных температуре и про­должительности процесса (рис. 4.18, а). При понижении тем­пературы іі сокращении выдержки объемная масса пеностекла возрастает до 255—320 кг/м3 (рис. 4.18,6) и далее до 290— 390 кг/м3 (рис. 4.18, в).

Влияние дисперсности стекла и концентрации углерода па объемную массу пеностекла взаимосвязано, что показано кон­фигурацией ее изолиний; таким образом, действие этих техно­логических параметров также следует оценивать совместно. Низкая объемная масса пеностекла (160 кг/м3, рис. 4.18, а) получена из высокодисперсных смесей, изолинии для у = = 170 кг/м3 и выше располагаются в области менее дисперсных смесей. По расположению изолиний на плоскости C = S (рис. 4. 18) видно, что величина дисперсности стекла, необхо­димая для получения определенной плотности пеностекла, зависит от содержания углерода в смеси: в смесях с 0,25— 0,35% С необходим более тонкий помол стекла, тогда как в смесях, где содержание углерода ниже (0,15—0,20%), доста­
точна и более низкая дисперсность смссн. По мере ее уменьше­ния изменяется форма изолиний — от более пологой, затем выпуклой, переходя к крутой; этим объясняется возрастание зависимости дисперсности стекла от концентрации углерода, Т. е. усиление взаимосвязи между данными факторами.

Водонасыщение пеностекла описывается изолиниями, ко­торые по форме и расположению различаются между собой в зависимости от температуры вспенивания. Так, оно составляет 2—6% при 880 °С, 2—4,5% при 840°С и 1—3% при 800 °С, т. е. уменьшается как абсолютная величина водонасыщения, так и интервал его изменения в зоне эксперимента. В уравнении (4.46) это соответствует парному эффекту, включающему тем­пературу вспенивания.

При постоянной температуре (рис. 4.18, а) водонасыщение описывается изолиниями также различного характера, что со­ответствует парному эффекту, включающему концентрацию углерода в смеси и дисперсность стекла. Таким образом, и объемная масса, и водонасыщение пеностекла зависят не толь­ко от каждого из данных параметров, но и от их взаимосвязи.

При любой из рассматриваемых температур минимальное водонасыщение (рис. 4.18) наблюдается при максимальной дисперсности стекла, при этом оно характерно для широкого интервала концентраций углерода. Далее, в области меньших значений дисперсности и более высокой концентрации углеро­да располагаются изолинии повышенного водонасыщения, имеющие вначале выпуклую, а затем близкую к прямолиней­ной форму. Отсюда вытекает, что с уменьшением дисперсности стекла ее зависимость от концентрации углерода возрастает, а водонасыщение пеностекла увеличивается при повышении концентрации углерода в смеси. Данное сочетание параметров приводит к формированию пеномасс с неравномерной струк­турой.

Механическая прочность пеностекла значительно различает­ся в зависимости от температуры и продолжительности вспе­нивания. Поскольку в уравнении (4.47) отсутствуют парные эффекты, включающие t или т, изолинии прочности (рис. 4.18) имеют одинаковый характер. Напротив, в зоне эксперимента с постоянными значениями t изолинии имеют различную форму и по-разному расположены на плоскости С = S в зависимости от концентрации углерода в смеси и дисперсности стекла (рис. 4.18, а). Взаимосвязь данных параметров между собой и определяет расположение изолиний: более высокая прочность пеностекла наблюдается в области низкой концентрации угле­рода (0,15—0,20%), дисперсность стекла при этом изменяется в широком интервале и может быть минимальной. Изолинии высокой прочности расположены также и в области с повышен­ной концентрацией углерода — 0,25—0,35%, но дисперсность

Взаимосвязь между параметрами получения пеяостекла и его свойствами [4]

Рир. 4.18. Зависимость объемной массы (/), водонасыщения (//) и механи­ческой прочности {III) пеностекла от содержания углерода в пенообразую­щей смеси и дисперсности смеси: а—при ^=860 °С и т=40 мин; б— при ^=820°С и т = 30 мин; б —при t=78Q"C и т=20 мин

Стекла при этом максимальная — 6300—6500 см2/г. При умень­шении дисперсности стекла совместно с концентрацией углеро­да прочность пеностекла падает, при этом взаимосвязь между данными параметрами процесса усиливается, и изолинии при­нимают форму, близкую к-прямолинейной.

Результаты данного исследования позволяют определить, какие значения технологических параметров необходимы для получения пеностекла с заданным и наиболее выгодным ком­плексом свойств. Пеностекло с низкой объемной массой (160 кг/м3) и водонасыщением (<3% объема) может быть получено при температуре 860 °С и выдержке 40 мин при со­держании углерода 0,15—0,35%, однако при этом необходима и различная дисперсность стекла: при 0,35% С она выше и со­ставляет 6500 см2/г, тогда как при 0,15% С те же свойства бу­дут получены при удельной поверхности стекла 5900 см2/г. Еще более низкое водонасыщение — менее 2,5% — у пеностекла с объемной массой до 160 кг/м3, И А сж 10 кгс/см2 может быть получено при максимальной (6500 см2/г) удельной поверхности стекла и концентрации газообразователя в пенообразующей смеси 0,31—0,35%.

Полученные уравнения (4.45) — (4.47) позволяют рассчи­тать основные свойства пеностекла в зависимости от техноло­гического режима его получения, а также оценить влияние каждого из изученных факторов на объемную массу, водона­сыщение и прочность пеностекла. Вместе с тем они указывают на наличие сложной взаимосвязи в системе режим — свойства, используемой при синтезе пеностекла.

Набор переменных (%1, 2, п), их основной уровень (хог) и интервал варьирования (Д%г) для различных систем могут быть самыми разными. Они выбираются по данным предва­рительной информации, полученным при исследовании раз­дельного влияния технологических факторов на конечные свой­ства пеностекла в выбранной системе. Поэтому, располагая данными о количественной взаимосвязи между переменными системы режим — свойства и изменяя их соответствующим образом, процесс получения пеностекла с комплексом тех или иных конечных свойств можно направлять таким образом, чтобы в результате хода его получить материал с оптималь­ными значениями.

разное

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Солнечные коллекторы для отопления

Домашние отопительные системы обычно работают за счет энергии электричества, природного газа или масел, за которые необходимо платить. К тому эти способы отопления вредят окружающей среде. Альтернативой им является солнечная батарея или коллектор.

Как раскрутить свой Instagram с помощью сервиса Like Social ?

Популярность социальных сетей сделала возможной организацию бизнеса в Интернете. Чтобы убедиться в том, что интернет-дело может быть прибыльным, достаточно обратить внимание на количество пользователей популярной сети «Инстаграм», которое на сегодняшний …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.