CC BY
19технические науки
наука без границ • № 10 (27) • 2018
УДК 66.047
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИКИ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ЖИДКИХ ДИСПЕРСНЫХ ПРОДУКТОВ ВО ВСПЕНЕННОМ СОСТОЯНИИ
Шнайдер Станислав Евгеньевич, студент, Варников Юрий Андреевич, студент, Тамбовский государственный технический университет, Тамбов, РФ
В статье представлены результаты исследования кинетики сушки жидкого пластификатора бетона во вспененном состоянии. Приведено описание основных характеристик вспененного продукта. Представлены некоторые кинетические кривые сушки пластификатора бетона во вспененном состоянии при низкой кратности пены и варьировании температуры сушильного агента.
Ключевые слова: сушка; пена; кратность; устойчивость; термограмма.
SOME FEATURES OF THE KINETICS OF CONVECTIVE DRYING OF LIQUID DISPERSED PRODUCTS IN THE FOAMED STATE
Shnaider Stanislav Evgen'evich, a student, Varnikov Yurii Andreevich, a student, TSTU, Tambov, Russia
The article presents the results of the study of the kinetics of drying of the liquid plasticizer of concrete in the foamed state. The description of the main characteristics of the foamed product is given. Some kinetic curves of drying of concrete plasticizer into a foamed condition with low expansion foam and varying the temperature of the drying agent are proposed. Keywords: drying; foam; multiplicity; stability; thermogram.
Для цитирования: Шнайдер С. Е., Варников Ю. А. Некоторые особенности кинетики конвективной сушки жидких дисперсных продуктов во вспененном состоянии // Наука без границ. 2018. № 10 (27). С. 83-86.
Пены - дисперсные системы с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой. Объемное содержание дисперсионной среды обычно характеризуют кратностью пены К. Кратность пены К - это отношение объема пены к объему дисперсионной среды. Различают низкократные и высокократные пены [1]. Стабильность (устойчивость) пены - её способность сохранять общий объём, дисперсность и препятствовать вытеканию жидкости. Часто в качестве меры стабильности используют время существования («жизни») выделенного элемента пены (отдельного пузырька или пленки) или определённого объёма пены [2].
Дисперсность пены, которая может быть охарактеризована средним размером пузырьков, распределением их по размерам или поверхностью раздела «раствор-газ» в единице объёма пены [3].
Для высушивания жидкого пластификатора бетона во вспененном состоянии использовалась специально модернизированная сушильная установка [4]. Для экспериментов в качестве подложки использовалась нейлоновая сетка с размером ячейки 0,2 мм [5]. Время устойчивого сохранения пены на сетке в условиях отсутствия обдува (Т = 20 оС, м = 0 м/с) представлено в табл. 1.
Таблица 1
Время устойчивого сохранения пены
Кратность, К Время стабильности пены, мин
1.1 47
1.3 31
На рис. 1. представлено сравнение термограмм сушки суперпластификатора на нейлоновой сетке в жидком и вспененном состоянии (кратность пены К = 1.1) при температуре воздуха 60 оС и скорости сушильного агента 3 м/с. Из графика видно, что высушиваемый материал нагревается до 55 оС в течении 380 с, после чего температура монотонно возрастает до окончания процесса 1200 с.
На рис. 2. представлено сравнение термограмм сушки суперпластификатора на нейлоновой сетке в жидком и вспененном состоянии (кратность пены К = 1.1) при температуре воздуха 80 оС и скорости сушильного агента 3 м/с. Из графика видно что высушиваемый материал в течении 400 с нагревается до 75 оС, после чего температура монотонно возрастает до окончания процесса 1350 с.
г= ДО в- Ж
п ОО
с > ЗО >о ее »О 8( ЭО 10 □ О ОО 1-4
Рис. 1. Термограммы сушки суперпластификатора на нейлоновой сетке в жидком (Ж) и вспененном (П) состоянии (кратность пены К = 1.1) при температуре воздуха 60 оС и
скорости сушильного агента 3 м/с
20 Ю О
О 200 100 600 800 а ООО 1200 1аоо
вр ешя, с
Рис. 2. Термограммы сушки суперпластификатора на нейлоновой сетке в жидком (Ж) и вспененном (П) состоянии (кратность пены К = 1.1) при температуре воздуха 80 оС и
скорости сушильного агента 3 м/с
технические науки
наука без границ • № 10 (27> 2018
На рис. 3. представлено сравнение термограмм сушки суперпластификатора на нейлоновой сетке в жидком и вспененном состоянии (кратность пены К = 1.1) при температуре воздуха 110 оС и скоро-
сти сушильного агента 3 м/с. Из графика видно что высушиваемый материал в течении 280 с нагревается до 100 оС, после чего температура монотонно возрастает до окончания процесса 1450 с.
lOO —
t
SK 60 //
1 Y
/
Г
i
Ü : f
OO
J 2( ЭО 1С. >o 6C Ю sc JO io в pel OO 12 «я, с OO OO 16 OO IS OO 20
Рис. 3. Термограммы сушки суперпластификатора на нейлоновой сетке в жидком (Ж) и вспененном (П) состоянии (кратность пены К = 1.1) при температуре воздуха 110 оС и
скорости сушильного агента 3 м/с
Из представленных результатов можно интенсификации сушки только при тем-
сделать вывод о том, что вспененное состо- пературе сушильного агента выше 100 оС.
яние суперпластификатора [6] приводит к
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пахомов А. Н., Пахомова Ю. В. Сушка капель жидких дисперсных продуктов // М.: Издательство «Перо», 2013. 122 с.
2. Пахомова Ю. В., Коновалов В. И., Пахомов А. Н. Особенности механизма и кинетики сушки капель дисперсий (на примере сушки послеспиртовой барды) // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2011. Т. 17. № 1. С. 70-82.
3. Пахомов А. Н., Пахомова Ю. В., Ильин Е. А. Возможности самоорганизации дисперсных систем при сушке на подложке //Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2012. Т. 18. № 3. С. 633-637.
4. Коновалов В. И., Пахомов А. Н., Пахомова Ю. В. Геометрия, циркуляция и тепломассопе-ренос при испарении капли на подложке // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2011. Т. 17. № 2. С. 371-387.
5. Пахомов А. Н., Васенина С. В., Бирюкова И. А., Комбарова Е. Ю., Позднышева И. Г. Некоторые проблемы моделирования процессов сушки от органических растворителей // Инженерный вестник Дона. 2017. № 4 (47). С. 14.
6. Пахомов А. Н., Васенина С. В., Бирюкова И. А., Комбарова Е. Ю., Позднышева И. Г. Некоторые кинетические особенности сушки жидких дисперсных продуктов на твердых подложках // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 11-4 (65). С. 63-66.
REFERENCES
1. Pahomov A. N., Pahomova Yu. V. Sushka kapel' zhidkih dispersnyh produktov [Drying of droplets of liquid dispersed products]. Moscow, Izdatel'stvo «Pero», 2013, 122 p.
2. Pahomova Yu. V., Konovalov V. I., Pahomov A. N. Osobennosti mekhanizma i kinetiki sushki kapel' dispersii (na primere sushki poslespirtovoi bardy) [Features of the mechanism and kinetics of drying dispersion drops (for example, drying after-alcohol bards)]. Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2011, vol. 17, no. 1, pp. 70-82.
3. Pahomov A. N., Pahomova Yu. V., Il'in E. A. Vozmozhnosti samoorganizatsii dispersnyh sistem pri sushke na podlozhke [Possibilities of self-organization of dispersed systems during drying on a substrate]. Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2012, vol. 18, no. 3, pp. 633-637.
4. Konovalov V. I., Pahomov A. N., Pahomova Yu. V. Geometriya, tsirkulyatsiya i teplomassoperenos pri isparenii kapli na podlozhke [Geometry, circulation and heat and mass transfer during evaporation of a droplet on a substrate]. Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2011, vol. 17, no. 2, pp. 371-387.
5. Pahomov A. N., Vasenina S. V., Biryukova I. A., Kombarova E. Yu., Pozdnysheva I. G. Nekotorye problemy modelirovaniya protsessov sushki ot organicheskih rastvoritele [Some problems of modeling drying processes from organic solvents]. Inzhenernyi vestnik Dona, 2017, no. 4 (47), p. 14.
6. Pahomov A. N., Vasenina S. V., Biryukova I. A., Pozdnysheva I. G., Kombarova E. Yu. Nekotorye kineticheskie osobennosti sushki zhidkih dispersnyh produktov na tverdyh podlozhkah [Some kinetic features of drying liquid dispersed products on solid substrates]. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal, 2017, no. 11-4 (65), pp. 63-66.
Материал поступил в редакцию 09.10.2018 © Шнайдер С. Е., Варников Ю. А., 2018
