Научная статья на тему 'Особенности смесительного оборудования в интенсификации процесса кавитации'

Особенности смесительного оборудования в интенсификации процесса кавитации Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
3
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Звукоизоляционный материал / пеноблок / кварцевый песок / гидро-теплоизоляционные качества / турбулентно-кавитационный смеситель / диспергирующее / пузырки / цемент / железобетон / реагенты

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Гулноз Нигмановна Хакимова, Садокат Хабибуллаевна Нишанова

В статье приводяться сведения об увеличении эффективности работы, используемого в приготовлении пенобетона за счет дополнительного введения в технологическую схему кавитаторного устройства. В результате достигнута возможность увеличения как размеров пор, так и уменьшения времени приготовления пенобетонной массы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Гулноз Нигмановна Хакимова, Садокат Хабибуллаевна Нишанова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Особенности смесительного оборудования в интенсификации процесса кавитации»

Особенности смесительного оборудования в интенсификации процесса кавитации

Гулноз Нигмановна Хакимова Hakimova_67@mail.ru Садокат Хабибуллаевна Нишанова Sadosha1811@gmail.com Ташкентский химико-технологический институт

Аннотация: В статье приводяться сведения об увеличении эффективности работы, используемого в приготовлении пенобетона за счет дополнительного введения в технологическую схему кавитаторного устройства. В результате достигнута возможность увеличения как размеров пор, так и уменьшения времени приготовления пенобетонной массы.

Ключевые слова: Звукоизоляционный материал, пеноблок, кварцевый песок, гидро-теплоизоляционные качества, турбулентно-кавитационный смеситель, диспергирующее, пузырки, цемент, железобетон, реагенты

Features of mixing equipment in the intensification of the

cavitation process

Gulnoz Nigmanovna Khakimova Hakimova_67@mail .ru Sadoqat Xabibullaevna Nishanova Sadosha1811@gmail.com Tashkent Chemical-Technological Institute

Abstract: The information about the increase in the efficiency of the turbulent-cavitation mixer used in preparation of foam concrete due to the additional introduction of a cavitator device into the technological scheme is given in the article. As a result, it was possible to increase both the pore sizes, and reduce the preparation time of the foam concrete mass.

Keywords: Sound-proof material, foam block, quartz sand, hydro-heat-insulating qualities, turbulent-cavitation mixer, dispersing, bubbles, cement, reinforced concrete, reagents

Введение. На данный момент в строительстве складывается ситуация, при которой широкомасштабное производство конструкций из железобетона не

находит своего применения в жилищном строительстве. Все больше внимания уделяется строительству жилых (и особенно частных) домов из более бюджетных строительных материалов, в том числе из пеноблоков. Такие дома, помимо архитектурного преимущества, имеют еще ряд достоинств по сравнению с железобетонными конструкциями (в частности, гидро-и теплоизоляционные качества у пеноблоков выше, чем у железобетона). По данным специалистов наиболее предпочитаемым материалом является пенобетон. Выбор этого строительного материала обусловлен его довольно низкой себестоимостью. Затраты на изготовление пенобетона или газобетона примерно одинаковы по стоимости, однако прибыль от реализации у предприятия, занимающегося изготовлением пенобетона на 20-30% больше.

Пенобетон в основном используется в качестве как конструкционно-строительного, так и тепло-и звукоизоляционного материала. Основное его характерное отличие -это легкость и прочность, устойчивость к термическим воздействиям и разнообразным биологическим реагентам [1]. Пенобетон зарекомендовал себя отличными эксплуатационными характеристиками, что обусловил о повышенный спрос на него как строительного материала. Ко всему прочему его низкая закупочная цена однозначно подчиняет выбор в пользу его закупки и использования в строительстве.

Пенобетон, из которого производятся пеноблоки, практически не меняет свойств с течением времени, не стареет. Это экологически чистый материал, по прочности не уступает камню, обладает хорошими тепло-и звукоизоляционными характеристиками, устойчив к воздействию влаги и огня, стабилизирует температуру в помещениях, стоит не дорого, удобен в монтаже [2]. Основными сырьевыми материалами для пеноблока являются цемент и кремнеземистый компонент, в качестве которого используются кварцевый песок, зола ТЭЦ, различные шлаки, отсевы и т. п. Указанные материалы имеются практически во всех регионах Узбекистана, что создает условия для массового производства пенобетона. Если в прежние годы производство пенобетона сдерживалось отсутствием пенообразователей, то сейчас не ощущается недостатка в синтетических пенообразователях, пришедших на смену протеиновым.

Результаты исследований. Неавтоклавный пеноблок по уровню качественных показателей и масштабам применения уступает автоклавному, но в последнее время проведены интенсивные поисковые исследования в научно-исследовательских и проектных организациях, создавшие основательную базу для повышения качественных показателей. Исследованы вопросы прочности и структуры пенобетона [2], процессы формирования пористой структуры при использовании различных ПАВ [3]. Накоплен достаточный положительный опыт его производства и применения.

Одним из главных технологических особенностей переделов производства неавтоклавного пенобетона является приготовление пенобетонной массы [4]. Для улучшения процесса порообразования при приготовленни пенобетонной массы в данной работе рекомендуется использование турбулентно-кавитационного смесителя [5], в котором используется эффект создания кавитационных пузырьков на поверхности перемешивающих лопаток, а также дополнительное устройство кавитатора ( Рис.1.)

Рис.1. Турбулентно-кавитационный смеситель. Б-Б - разрез демонстрирующий расположение лопастей дополнительного кавитатора внутри корпуса. В-В - разрез демонстрирующий расположение

лопастей и диска основного кавитатора; 1 - корпус; 2- внутренняя поверхность корпуса; 3- основной кавитатор; 4 -лопасть основного кавитатора; 5 - лопасть дополнительного кавитатора; 6 -крышка; 7- днище; 8- первая труба;9- открытый конец первой трубы; 10 -сквозное отверстие первой трубы; 11 - вторая труба; 12 - открытый конец второй трубы; 13 - источник рабочего газа; 14- привод; 15 - ротор; 18 - патрубок подвода; 17 - патрубок отвода; 18 - подшипник; 19 - диск основного кавитатора; 20 - сквозное отверстие лопасти основного кавитатора; 21 -

обратный клапан

Турбулентно-кавитационный смеситель работает следующим образом. Перед началом работы турбулентно-кавитационного смесителя во внутреннюю полость корпуса 1 через патрубок 16 подвода загружают вещества, предназначенные для перемешивания (это могут быть различные порошкообразные материалы, например, гипс, портландцемент, а также жидкие вещества, например, вода и др.). После заполнения необходимого объема внутренней полости корпуса 1, патрубок 16 подвода герметично закрывают, например, при помощи крышки или заглушки.

Включают привод 14 и, одновременно из источника 13 рабочего газа, подают рабочий газ во вторую трубу 11. В качестве источника рабочего газа может быть использован компрессор, поршневой компрессор или баллон с газом находящимся под давлением. В качестве рабочего газа можно использовать обычный воздух, однако, более предпочтительно использовать воздух прошедший очистку, для того, чтобы избежать каких-либо непредвиденных химических реакций внутри корпуса 1 и не ухудшить качество полученной перемешанной смеси

Рабочий газ проходит по второй трубе 11 до ее открытого конца 12, который, как было указано выше, является соплом сходящегося профиля. При прохождении через открытый конец 12 второй трубы 11 скорость рабочего газа увеличивается и на выходе достигает максимального значения. После выхода из открытого конца 12 второй трубы 11 поток рабочего газа становится турбулентным и часть его перемещается в полости первой трубы 8, а часть попадает в открытый конец 9 первой трубы 8, который, как и открытый конец 12 второй трубы 11, является соплом сходящегося профиля. Та часть потока рабочего газа, которая устремилась во внутреннюю полость первой трубы 8, проходит через сквозные отверстия 10 первой трубы 8 во внутреннюю полость корпуса 1 в виде кавитационных пузырьков с образованием кавитационных каверн. При этом происходит схлопывание пузырьков, оказывающее интенсивное диспергирующее и перемешивающее воздействие на перемешиваемый материал.

При прохождении через открытый конец 9 первой трубы 8 скорость части потока рабочего газа увеличивается и на выходе достигает максимального значения, при этом поток рабочего газа сохраняет турбулентный режим и, выходя из открытого конца 9 первой трубы 8, попадает на вращающиеся лопасти 4 основного кавитатора 3. При этом, поток рабочего газа равномерно распределяется вдоль лопастей 4 основного кавитатора 3 благодаря высокой скорости вращения основного кавитатора 3. При этом диск 19 основного кавитатора 3 препятствует прохождению потока рабочего газа мимо лопастей 4 основного кавитатора 3.

Такой же процесс происходит при прохождении рабочего газа через дополнительно введенного в технологическую схему приготовления пенобетонной массы устройства кавитатора.

Поступление рабочего газа во внутреннюю полость корпуса 1 постепенно увеличивает в нем давление. Для того, чтобы стабилизировать давление внутри корпуса 1 в турбулентно-кавитационном смесителе предусмотрен обратный клапан 21, который пропускает поток перемешиваемого материала или рабочего газа в патрубке 17 отвода только в одном направлении и автоматически

закрывается после того, как давление внутри корпуса 1 будет равно давлению окружающей среды (иными словами, обратный клапан 21 автоматически закрывается при перемене направления потока).

После завершения перемешивания обратный клапан 21 принудительно открывают и готовая смесь через патрубок 17 отвода выходит из турбулентно -кавитационного смесителя.

Технический результат достигается тем, что в турбулентно- кавитационном смесителе [5] содержащем корпус, внутренняя полость которого сообщена с патрубками подвода и отвода смешиваемого материала, внутри корпуса размещены основной и дополнительный кавитаторы [5], выполненные в виде лопастей, при этом дополнительный кавитатор размещен на внутренней поверхности корпуса.

Резюме. Таким образом, для изготовления пенобетона с использованием турбулентно-кавитационного смесителя в технологическую схему введен дополнительно кавитатор способствующий как улучшению кавитационных и турбулентных процессов в перемешиваемом материале, так и повышению качества получаемого продкута.

Использованная литература

1. Удачкин В.И., Смирнов В.М. Новые технологии пенобетона / Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века №6, 2005 - С.76

2. А.Н. Хархардин. Теория прочности и структуры пористых тел. Вестник БГТУ им. Шухова: научно-технический журнал. 2003. № 4. 42 с.

3. Л.Д. Шахова. Поверхностные явления в трехфазных дисперсных системах. // Вестник БГТУ им. Шухова: научно-технический журнал. 2003. №4. 53 с.

4. Шахова Л.Д. Технология пенобетона. Теория и практика. Монография.-М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010.- 248 с.

5. А.с. 601171 СССР, М.Кл В 28 С 5/16. Турбулентно-кавитационный смеситель / В.К.Шутов, В.М. Романов КузНИИшахтострой (СССР). -№2423438/29-33; Заявлено 19.08.76; Опубл. 15.04.78, Бюл. № 13.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.