CC BY
16
А.М. Болдырев, В.А. Биржев, А.В. Черных // Сварочное производство. 1991. № 5. С.28-30.
7. 7.А. с. 1382614 СССР, МКИ4 В 23 К 9/08. Горелка для сварки магнитоуправляемой дугой / А.М. Болдырев, В.А. Биржев, А.В. Черных (СССР). - №4019054/31-27; заявл. 11.02.86; опубл.23.03.88, Бюл. №11.
8. Г.С. Жданов, Физика твердого тела /Г.С. Жданов. - М.: Изд. МГУ, 1962.
9. А.В. Черных, Определение угловой скорости вращения капли на торце электрода при дуговой сварке в магнитном поле /
A. В. Черных, В.В. Черных // Сварочное производство. 2010. №7.
10. А.В. Черных, Расчет температуры электродных капель при дуговой сварке плавящимся электродом с помощью метода конечных элементов / А.В. Черных, В.В. Черных // Сварочное производство. 2008. № 3.
11. Г.Ф. Мучник, Методы теории теплообмена. В 3 ч.Ч.1. Теплопроводность. / Г.Ф. Мучник, И.Б. Рубашов. - М.: Высшая школа, 1970.
12. Д.В. Сивухин, Общий курс физики. Механика. / Д.В. Сивухин - М.: Наука, 1979.
13. Н. Моисеев, О некоторых вопросах теории устойчивости / Н. Моисеев // М.: Труды воной воздушной ордена Ленина академии РККА имени Жуковского. 1939. Выпуск № 45. - 60 с.
14. Н.В. Бутенин, Курс теоретической механики. Т.2 / Н.В. Бутенин, Я.Л. Лунц, Д.Р. Меркин. - М.: Наука, 1985.
15. Л.Д. Ландау, Теоретическая физика. Т.1. Механика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: Физматгиз, 2007.
16. А.В. Черных, К оценке угловой скорости вращения жидкого металла при дуговой сварке в постоянном продольном магнитном поле / А.В. Черных, В.В. Черных // Известия ВУЗов. 2011. № 10.
17. Д.Р. Меркин, Введение в теорию устойчивости движения / Д.Р. Меркин. - 4-е изд. - С-Пб., М., Краснодар: «Лань», 2003.
18. 18.А. с. СССР, В 23 К 9/173, 31/12. Способ определения характера каплепереноса электродного металла при дуговой сварке плавящимся электродом / А.М. Болдырев, В.А. Биржев, А.В. Черных (СССР). - №1698005; заяв. 27.12.88; опубл. 15.08.91, Бюл. №46.
19. А.М. Болдырев, Повышение производительности расплавления электродной проволоки при сварке в продольном магнитном поле / А.М. Болдырев, В.А. Биржев, А.В. Черных // Сварочное производство. 1989. № 4.
20. А.М. Болдырев, Влияние внешнего продольного магнитного поля на состав наплавленного металла шва / А.М. Болдырев,
B. А. Биржев, А.В. Черных // Сварочное производство. 1993. № 8.
21. А.М. Болдырев, Свойства соединений из стали 10ХСНД при сварке в продольном магнитном поле / А.М. Болдырев, В.А. Биржев, А.В. Черных // Сварочное производство. 1990. № 9.
22. Александр Черных, Электродуговая сварка с повышенной скоростью в магнитном поле. Технология сварки металлов и сплавов [Текст] / Черных, Александр. - Saarbruchen: Lambert Academic Publishing, 2013. ISBN № 978-3-659-42964-4.
Авраменко Е.В.1, Белов Н.П.2, Лапшов С.Н.3, Шерстобитова А.С.4, Яськов А.Д.5
'Аспирант; 2инженер; 3аспирант; 4кандидат технических наук, доцент; 5доктор технических наук, профессор, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕЛЕНЫХ ЩЕЛОКОВ И КОНТРОЛЬ ИХ СОСТАВА В ПРОИЗВОДСТВЕ
СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Аннотация
Представлены результаты измерений показателя преломления, его концентрационной и температурной зависимостей, а также ультрафиолетового поглощения в зеленых щелоках, образующихся при производстве сульфатной целлюлозы.
Ключевые слова: оптические свойства зеленых щелоков, показатель преломления, ультрафиолетовое поглощение.
Avramenko E.V.1, Belov N.P.2, Lapshov S.N.3, Sherstobitova A.S.4, Yaskov A.D.5 'Postgraduate student; 2engineer; postgraduate student; 4PhD in Technical sciences, associate professor; 5D.Sc. in Technical sciences, professor, Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics OPTICAL PROPERTIES OF GREEN LIQOURS AND MONITORING OF THEIR COMPOSITION IN SULFATE PULPING
Abstract
Refractive index measurement results, its concentration and temperature dependences and ultraviolet absorption in green liquors received at sulfate pulping are represented.
Keywords: optical properties of green liquors, refractive index, ultraviolet absorption.
Зеленые щелока представляют собой продукт частичного восстановления плотных черных щелоков в замкнутых циклах производства сульфатной целлюлозы. Полное восстановление требуемого химического состава варочных щелоков обеспечивается в процессе каустизации зеленых щелоков. При каустизации в раствор добавляется известь [1], дозировка которой определяется общей щелочностью исходного зеленого щелока C (г/л). Здесь значительный интерес могут представлять оптические технологии.
Цель настоящей работы состояла в исследовании концентрационной и температурной зависимостей показателя преломления растворов зеленых щелоков в технологически значимых диапазонах концентрации общей щелочности C = 0 150 г/л и температур
t = 20 90 °C, а также исследование коротковолнового ультрафиолетового поглощения в этих средах.
Еще одна цель работы заключалась в анализе результатов промышленных испытаний погружного рефрактометрического датчика для определения общей щелочности в растворах зеленых щелоков.
Образцы растворов зеленых щелоков были предоставлены Сегежским целлюлозно-бумажным комбинатом. Общая щелочность в них находилась в пределах C = 3.79 153.5 г/л; плотность растворов при t = 20 °C составляла d = 1040 1200 г/дм3.
Показатель преломления n был измерен на длинах волн X = 589 и 633 нм в диапазоне температур t = 20 90 °C для
приведенных выше концентраций общей щелочности и плотностей растворов. В лабораторных измерениях n использовался серийный рефрактометр Аббе (УРЛ-1) с термостатом MLW U2C. Измерение спектров ультрафиолетового пропускания T(X) в зеленых щелоках проводилось в области длин волн X = 200 400 нм при t = 20 °C с применением спектрофотометра, аналогичного
представленному в [2]. В исследованиях использовались стандартные кварцевые кюветы с длиной прохода 10 мм. Кювета, заполненная дистиллированной водой, служила эталоном T = 100% для калибровки прибора.
Зависимость общей щелочности C (г/л) растворов зеленых щелоков от их показателя преломления при t = 20 °C и X = 589 нм представлена на рис. 1.
86
Рис. 1 - Зависимость общей щелочности С водного раствора зеленого щелока от показателя преломления п этого раствора Измеренная зависимость имеет линейный характер и может быть интерполирована выражением:
C = 3232.7n - 4303.9. (1)
Сходимость экспериментальных данных и результатов линейной интерполяции находилась на уровне экспериментальной погрешности измерения показателя преломления.
Зависимости показателя преломления n зеленых щелоков от температуры раствора в пределах t = 20 ^ 90 °C и общей щелочности С = 0 ^ 150 г/л показаны на рис. 2.
Рис. 2 - Температурная зависимость показателя преломления n водных растворов зеленых щелоков с показателем общей щелочности С, г/л: 1 - 0, 2 - 60.65, 3 - 106.62, 4 -150: экспериментальные данные; сплошные линии - результаты линейной
интерполяции
Эти зависимости также близки к линейным. Интерполяционные формулы приведены на поле рисунка. Температурный коэффициент показателя преломления здесь остается постоянным во всем исследованном диапазоне температур и составов растворов.
Значительный интерес для определения общей щелочности C могут представлять оптические рефрактометрические технологии. Они обеспечивают непрерывное измерение показателя преломления n и контроль состава двухкомпонентного раствора [3]. Погружной промышленный рефрактометр, используемый в настоящей работе для контроля зеленых щелоков в технологических потоках, в целом аналогичен рассмотренному в [4]. Датчик был установлен на выходе содорегенерационного котла СРК-2 Сегежского ЦБК на ступени каустизации зеленого щелока. Испытания проводились в течение трех месяцев. Наибольшее расхождение показаний рефрактометра от данных цеховой лаборатории по показателю общей щелочности составили ДС = 7 г/л, что вполне удовлетворяет потребностям производства.
87
В настоящей работе были исследованы спектры ультрафиолетового пропускания T(X) зеленых щелоков с различной щелочностью. Спектры пропускания Т(Х) зеленых щелоков представлены на рис. 3.
Рис. 3. Спектры ультрафиолетового пропускания зеленых щелоков с показателем общей щелочности С (г/л): 1 - 153.5, 2 -
126.13, 3 - 81.6, 4 - 14.92, 5 - 3.79
Как видно из этого рисунка на фоне монотонного возрастания коэффициента пропускания T, связанного с показателем общей щелочности С раствора, с ростом длины волны излучения наблюдаются интенсивная полоса поглощения с максимумом на X = 240 нм и две более слабых полосы поглощения при X = 273 и 295 нм, спектральное положение которых практически точно совпадает в зеленых и черных щелоках.
Если сопоставить эти линии с электронным поглощением в водно-щелочных системах NaOH-H2O и Na2S-H2O, то для системы NaOH-H2O спектральное положение отмеченных линий точно соответствует данным [5]. Положение максимумов трех полос электронного поглощения в системе Na2S-H2O приходится на X = 245, 273 и 295 нм и совпадает с полосами поглощения для зеленых и черных щелоков. Таким образом, Na^-составляющая растворов определяет вид спектров пропускания T(X) зеленых щелоков.
Также может представлять интерес измерение оптической плотности D = - lgT на длинах волн в ультрафиолетовом диапазоне спектра вблизи максимума полосы на X = 273 нм. Здесь влияние общей щелочности на прозрачность зеленого щелока выражено наиболее отчетливо. Эта зависимость имеет нелинейный характер и может быть интерполирована квадратичным полиномом:
D = - 686.29-и2 + 1883.14n - 1290.71, (2)
где n - показатель преломления.
Таким образом, для контроля общей щелочности С зеленых щелоков в технологическом процессе производства сульфатной целлюлозы можно эффективно использовать промышленные рефрактометры погружного типа. Представляют интерес также разработка и промышленные испытания ультрафиолетовых фотометрических погружных датчиков.
Литература
1. Непенин Ю. Н. Технология целлюлозы. Производство сульфатной целлюлозы. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 600 с.
2. Белов Н. П., Шерстобитова А. С., Яськов А. Д. и др. Лабораторный спектрофотометр для ультрафиолетовой области спектра // Известия ВУЗов. Приборостроение. - 2011. - Т. 54, №5. - С. 81-87.
3. Рефрактометры [Электронный ресурс] // Инженерный центр «Технокон». - Режим доступа: http://www.tcon.ru/refr/refract.htm.
4. Белов Н. П., Лапшов С. Н., Майоров Е. Е., Шерстобитова А. С., Яськов А. Д. Оптические свойства зеленых щелоков и применение промышленной рефрактометрии для контроля их состава при производстве сульфатной целлюлозы // Оптический журнал. - 2014. - Т. 81. - № 1. - С. 60-65.
5. Утегенов М. М., Копылова Е. А., Естемесов З. А. Об электронных спектрах синтетических водно-щелочных растворов // Вестник Казахского национального технического университета им. К. И. Сатпаева. - 2006. - С. 90-96.
Кадыров А.С.1, Эрих Е.В.2, Бахриденов А.Б.2, Габдуллин Д.С.3
'Доктор технических наук, профессор, Карагандинский государственный технический университет 2Магистрант, Карагандинский государственный технический университет 3Бакалавр, Карагандинский государственный технический университет ПРИМЕНЕНИЕ СТРУЙНЫХ ГИДРОМОНИТОРОВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС
Аннотация
В статье рассматривается струйная технология сооружения противофильтрационных завес. Отражены основные преимущества применения струйной технологии для устройства противофильтрационных завес перед другими методами работ. Особое внимание уделено конструкции навесного оборудования ОНС и двум различным конструкциям струйных гидромониторов.
Ключевые слова: гидромонитор, грунт, размыв, щель.
Kadyrov A.S.1, Erikh Y.V.2, Bahridenov A.B.2, Gabdullin D.S.3
1 Doctor of Technical Sciences, professor, Karaganda State Technical University 2 Undergraduate, Karaganda State Technical University 3 Bachelor, Karaganda State Technical University
APPLICATION OF JET HYDRO MONITORS FOR THE DEVICE OF ANTIFILTRATIONAL VEILS
Abstract
The article considers jet technology of the construction of antifiltrational veils. The main advantages of application ofjet technology to the device of antifiltrational veils before other methods of works are reflected. The special attention is paid to a design of the hinged equipment of ONS and two various designs of jet hydro monitors.
Keywords: hydro monitor, soil, washout, crack.
Технология разрушения грунта с помощью водяных струй (размыва) или механическими средствами, их гидротранспорта в виде пульпы, складирования с одновременным формированием из них земляных сооружений с требуемыми характеристиками, получившая название "Гидромеханизация", известна уже с 30-х годов XX века. Зачастую струйную геотехнологию многие ошибочно считают синонимом термина гидромеханизация. В определенном смысле струйную геотехнологию можно рассматривать как направление развития гидромеханизации. Однако технические задачи, решаемые с помощью струйной геотехнологии, являются значительно более сложными, так как она позволяет в итоге получать на основе разработанных естественных грунтов готовые монолитные строительные конструкции, при этом все процессы в данном случае синхронизированы во времени. Принципиальное отличие струйной геотехнологии от гидромеханизации в том, что гидромеханизация позволяет
88
